Магнетизм - от фалеса до максвелла. Магнитное поле земли оказалось проще, чем мы думали

Сейчас магнитное поле Земли находится под пристальным вниманием каждого, кому интересна астрономия, астрология, астрофизика. К тому же научные информационные сайты в последнее время так и пестрят различными новостями про магнитное поле Земли.

Например, есть новость, которая говорит о том, что магнитное поле Земли в последнее время существенно меняется, либо о том, что благодаря полю происходит утечка кислорода из земной атмосферы. Но мало, кто вообще представляет, что это такое магнитное поле Земли, что оно собой является и насколько оно важно для нас, как для людей, да и для всех живых организмов. По сути, магнитное поле представляет собой специальную область, которая находится вокруг всей нашей планеты, где происходит взаимодействие магнитных сил.

Правда, до сих пор ещё не нашли окончательного решения о происхождении магнитного поля. Существует масса мнений на этот счёт, причём одно противоречит другому, но всё же большая часть исследователей говорит о том, что магнитное поле Земли находится вокруг из-за ядра планеты. Собственно, в земном ядре внутри есть и твёрдая часть, и жидкая часть. Земля вращается и не останавливается, из-за этого в жидкой части ядра всегда происходят течения. Тут уж нужно вспомнить физику школы, когда электрические заряды создают во время своего движения магнитное поле.

Есть очень распространённая теория о том, как же всё-таки это поле появилось. Суть теории заключается в том, что это бы динамо-эффект. То есть, в жидкой части ядра происходят турбулентные движения, которые способствуют поддержанию поля стационарного состояния, при этом же оно само и возбуждается. Магнитное поле Земли определённо очень помогает Земле и всему живому на планете. Ведь различные космические частицы очень негативно влияют на планету Земля, а магнитное поле призвано защищать от этого губительного действия жителей и искусственные спутники планеты.

Эти частицы являются частичками солнечного ветра. Так получилось, что магнитному полю удаётся скорректировать их траекторию движения, изменяя её вдоль линии поля. Но если думать о том, что магнитное поле необходимо для того, чтобы формировалась жизнь на планете, то это существенно влияет на количество таких обитаемых планет. Ведь есть такие планеты, которые вовсе не имеют металлического ядра, а значит, нет у них и магнитного поля. Правда, и земляне могут потерять своего «магнитного защитника». Только пока нет официальных подтверждений, когда именно это может произойти.

Магнитное поле Земли, можно сказать, и есть причиной всего живого, движения, притяжения, зарождения и прекращения, но как ни странно даже его образование никто сегодня с достоверной точностью объяснить не может. Есть лишь множество недоказанных теорий. К наиболее существенной из них можно отнести ту, что оно создается в жидком ядре Земли. Так как эта жидкость по сути перемещающийся расплавленный метал, своим движением он порождает токи, рождающие магнитное поле.

Землетрясения

Ежедневно по всей земле происходит примерно 8 тысяч землетрясений . Но большая их часть незаметна для человека. Землетрясения возникают во время движения тектонических плит. А те, в свою очередь, движутся под действием вулканической активности в недрах земли. Эта активность и есть энергия земли. Если завершиться ее активность – это будет означать, что энергия исчерпалась. Да, землетрясения прекратятся, но и жизнь на планете, скорее всего тоже. Так что «дрожь земли» это не всегда плохо.


Связь между магнитным полем, которое появляется с недр земли и землетрясениями, оттуда же неоспорима. Изменения в магнитном поле отражают изменения в ядре. На сегодняшний день непонятно только как извлечь из этого реальную выгоду.

Во всем известной долине смерти в Калифорнии происходят интереснейшие вещи. Давно уже замечено, что камни, находящиеся на поверхности высохшего озера, загадочным образом перемещаются – за ними виден отчетливый след. Причину движения не установили до сих пор, несмотря на то, что это явление интересует многих современных ученых. Это движение очень медленное, известно лишь, что за 7 лет они преодолевают примерно 200 метров и большую часть расстояния преодолевают зимой. Одним из возможных объяснений может быть магнитное поле земли, возможно, эти камни просто притягивает. Но это недоказанная теория.

Радиация

Магнитное поле земли не только влияет на земную жизнь, но и защищает ее от влияния открытого космоса. Наиболее значительной опасностью, которая может угрожать Земле является радиация, исходящая от Солнца. Если бы не было магнитного поля, все живое уже давно бы вымерло под воздействием всеми любимого светила. Солнечный ветер – это наибольший источник радиации. Солнце выплескивает его, а магнитное поле земли, словно купол, ограждающий планету, не дает ему пройти сквозь защиту. В результате этот ветер скользит по магнитному полю, огибая всю землю, но, не вредя людям и природе.

Полюса

Магнитное поле не постоянное, оно сменяет полюса примерно раз в 250000 лет . Северный и южный полюса меняются местами. Нет точного объяснения подобному факту, но есть значительная вероятность, что в ближайшее время полюса вновь сменятся. При этом мнения ученых по этому вопросу сильно разятся. Одни считают, что это нормальное и естественное изменение, которое нисколько не повлияет на земную жизнь. Другие же уверенны в том, что такие события могут привести к катастрофе мирового масштаба и привести к тому, что цивилизация будет на гране уничтожения. Они утверждают что динозавры, жившие ранее на планете, вымерли именно во время смены полюсов.

Трещины

Под ежедневными атаками солнечной активности в атмосфере земли, находящейся под защитой магнитного поля появляются дыры. Это сильно тревожит ученых всего мира, ведь солнечная радиация способна полностью изменить жизнь на планете. Проблема состоит в том, что человечество не в силах что-либо изменить. И в случае увеличения этих дыр может появиться реальная угроза жизни на планете. Современные технология и познания человека о Вселенной, планете, Солнце ничем не помогут в данной ситуации, поэтому остается лишь надеяться на лучшее.

Ослабевание поля

В южной части Атлантического океана толщина магнитного поля заметно снизилась и составляет на сегодняшний день лишь треть от нормы. Этот факт сильно настораживает всех ученых в мире, ведь подобная брешь может уничтожить планету за достаточно короткий срок. За последние 150 лет толщина поля в этом месте ослабла на 10 % .

Земная жизнь

Влияние магнитного поля на земную жизнь очень велико. Возможно, люди его не видят, но уж точно ощущают его влияние. Так, например, мигрирующие птицы находят дорогу при помощи его. Одно из объяснений подобного явления кроится в том, что птицы якобы его видят. Любые магнитные аномалии или бури влияют на их способность находить правильную дорогу. Также по нему ориентируются черепахи и некоторые другие животные, например, коровы. Благодаря ему также появляется полярное сияние.

Бури

Это явление многие прочувствовали на себе, другие лишь слышали о нем. Сильные магнитные бури способны повредить электронику, а слабые и средние могут сильно отразиться на здоровье некоторых людей. Магнитные бури – это следствие вспышек на Солнце. Выбрасываемая энергия на протяжении пары дней несется по направлению Земли.

Поле планеты ее отталкивает, и все же ее влияние ощущает минимум 15 % населения. Некоторые чувствуют себя плохо во время самих солнечных выбросов, другие во время их соприкосновения с полем земли, третьи пару дней после этого. Это явление вполне объяснимо, ведь люди обладают личным электрическим и магнитным полем получающим свое влияние извне.

• Самыми сильными магнитами во Вселенной являются нейтронные звезды. Такое поле в миллион миллионов раз мощнее магнитного поля Земли.
• Существует теория, что именно радиация от Солнца уничтожила на Марсе все живое, так как там нет такого же магнитного поля как на Земле.
• Сегодня нет реальной возможности усилить магнитное поле Земли и еще более защитить планету от внешнего влияния Солнца. Однако современные исследования уже стоят на пути того, чтобы «излечить» атмосферу и «залатать» в ней дыры при помощи имеющихся или разрабатывающихся технологий.

В последние дни на научных информационных сайтах появилось большое количество новостей, посвященных магнитному полю Земли. Например, новость о том, что в последнее время оно существенно изменяется, или о том, что магнитное поле способствует утечке кислорода из земной атмосферы и даже про то, что вдоль линий магнитного поля ориентируются коровы на пастбищах. Что представляет собой магнитное поле и насколько важны все перечисленные новости?

Магнитное поле Земли – это область вокруг нашей планеты, где действуют магнитные силы. Вопрос о происхождении магнитного поля до сих пор окончательно не решен. Однако большинство исследователей сходятся в том, что наличием магнитного поля Земля хотя бы отчасти обязана своему ядру. Земное ядро состоит из твердой внутренней и жидкой наружной частей. Вращение Земли создает в жидком ядре постоянные течения. Как читатель может помнить из уроков физики, движение электрических зарядов приводит к появлению вокруг них магнитного поля.

Одна из самых распространенных теорий, объясняющих природу поля, - теория динамо-эффекта - предполагает, что конвективные или турбулентные движения проводящей жидкости в ядре способствуют самовозбуждению и поддержанию поля в стационарном состоянии.

Землю можно рассматривать как магнитный диполь. Его южный полюс находится на географическом Северном полюсе, а северный, соответственно, на Южном. На самом деле, географический и магнитный полюса Земли не совпадают не только по "направлению". Ось магнитного поля наклонена по отношению к оси вращения Земли на 11,6 градуса. Из-за того что разница не очень существенная, мы можем пользоваться компасом. Его стрелка точно указывает на южный магнитный полюс Земли и почти точно на Северный географический. Если бы компас был изобретен 720 тысяч лет назад, то он бы указывал и на географический и на магнитный северный полюс. Но об этом чуть ниже.

Магнитное поле защищает жителей Земли и искусственные спутники от губительного воздействия космических частиц. К таким частицам относятся, например, ионизированные (заряженные) частицы солнечного ветра. Магнитное поле изменяет траекторию их движения, направляя частицы вдоль линий поля. Необходимость наличия магнитного поля для существования жизни сужает круг потенциально обитаемых планет (если мы исходим из предположения, что гипотетически возможные формы жизни похожи на земных обитателей).

Ученые не исключают, что часть планет земного типа не имеют металлического ядра и, соответственно, лишены магнитного поля. До сих пор считалось, что планеты, состоящие из твердых скальных пород, как и Земля, содержат три основных слоя: твердую кору, вязкую мантию и твердое или расплавленное железное ядро. В недавней работе ученые из Массачусетского технологического института предложили образования "скалистых" планет без ядра. Если теоретические выкладки исследователей подтвердятся наблюдениями, то для расчета вероятности встретить во Вселенной гуманоидов или хотя бы что-то, напоминающее иллюстрации из учебника биологии, придется переписать.

Земляне тоже могут лишиться своей магнитной защиты. Правда, точно сказать, когда это произойдет, геофизики пока не могут. Дело в том, что магнитные полюса Земли непостоянны. Периодически они меняются местами. Не так давно исследователи установили, что Земля "помнит" о смене полюсов. Анализ таких "воспоминаний" показал, что за последние 160 миллионов лет магнитные север и юг менялись местами около 100 раз. Последний раз это событие произошло около 720 тысяч лет назад.

Смена полюсов сопровождается изменением конфигурации магнитного поля. Во время "переходного периода" на Землю проникает существенно больше космических частиц, опасных для живых организмов. Одна из гипотез, объясняющих исчезновение динозавров, утверждает, что гигантские рептилии вымерли именно во время очередной смены полюсов.

Кроме "следов" плановых мероприятий по смене полюсов исследователи заметили в магнитном поле Земли опасные подвижки. Анализ данных о его состоянии за несколько лет показал, что в последние месяцы в нем начали происходить . Настолько резких "движений" поля ученые не регистрировали уже очень давно. Вызывающая беспокойства исследователей зона находится в южной части Атлантического океана. "Толщина" магнитного поля в этом районе не превышает трети от "нормальной". Исследователи давно обратили внимание на эту "прореху" в магнитном поле Земли. Собранные за 150 лет данные показывают, что за этот период поле здесь ослабло на десять процентов.

На данный момент трудно сказать, чем это грозит человечеству. Одним из последствий ослабления напряженности поля может стать увеличение (пусть и незначительное) содержания кислорода в земной атмосфере. Связь между магнитным полем Земли и этим газом была установлена с помощью системы спутников Cluster – проекта Европейского космического агентства. Ученые выяснили, что магнитное поле ускоряет ионы кислорода и "выбрасывает" их в космическое пространство.

Несмотря на то, что магнитное поле нельзя увидеть, обитатели Земли хорошо его чувствуют. Перелетные птицы, например, отыскивают дорогу, ориентируясь именно на него. Существует несколько гипотез, объясняющих, как именно они ощущают поле. Одна из последних предполагает, что птицы воспринимают магнитное поле . Особые белки – криптохромы – в глазах перелетных птиц способны менять свое положение под воздействием магнитного поля. Авторы теории считают, что криптохромы могут выполнять роль компаса.

Кроме птиц магнитное поле Земли вместо GPS используют морские черепахи. И, как показал анализ спутниковых фотографий, представленных в рамках проекта Google Earth, коровы. Изучив фотографии 8510 коров в 308 районах мира, ученые заключили, что эти животные предпочтительно (или с юга на север). Причем "реперными точками" для коров служат не географические, а именно магнитные полюса Земли. Механизм восприятия коровами магнитного поля и причины именно такой реакции на него остаются неясными.

Кроме перечисленных замечательных свойств магнитное поле способствует . Они возникают в результате резких изменений поля, происходящих в удаленных регионах поля.

Магнитное поле не обошли своим вниманием сторонники одной из "теорий заговора" – теории о лунной мистификации. Как уже упоминалось выше, магнитное поле защищает нас от космических частиц. "Собранные" частицы скапливаются в определенных частях поля – так называемых радиационных поясах Ван Алена. Скептики, не верящие в реальность высадок на Луну, считают, что во время пролета сквозь радиационные пояса астронавты получили бы смертельную дозу радиации.

Магнитное поле Земли - удивительное следствие законов физики, защитный щит, ориентир и создатель полярных сияний. Если бы не оно, жизнь на Земле, возможно, выглядела бы совсем иначе. В общем, если бы магнитного поля не было - его необходимо было бы придумать.

Интересные факты о магнитном поле Вы узнаете в этой статье.

Интересные факты про магнитное поле

Наша планета на протяжении нескольких миллиардов лет является огромным магнитом. Индукция магнитного поля Земли изменяется в зависимости от координат. На экваторе она равна примерно 3,1 на 10 в минус пятой степени Тесла. К тому же существуют магнитные аномалии, где значение и направление поля существенно отличаются от соседних областей. Одни из самых крупных магнитных аномалий на планете - Курская и Бразильская магнитные аномалии.

Происхождение магнитного поля Земли до сих пор остается загадкой для ученых. Предполагается, что источником поля является жидкое металлическое ядро Земли. Ядро движется, значит, движется расплавленный железо-никелевый сплав, а движение заряженных частиц – это и есть электрический ток, порождающий магнитное поле. Проблема в том, что эта теория (геодинамо) не объясняет того, как поле сохраняется устойчивым.

Магнитное поле Земли защищает планету от космических лучей и солнечного ветра.

Мигрирующие птицы находят дорогу при помощи магнитного поля. Также по нему ориентируются черепахи и некоторые другие животные, например, коровы. Благодаря ему также появляется полярное сияние.

В южной части Атлантического океана толщина магнитного поля заметно снизилась и составляет на сегодняшний день лишь треть от нормы. Этот факт сильно настораживает всех ученых в мире, ведь подобная брешь может уничтожить планету за достаточно короткий срок. За последние 150 лет толщина поля в этом месте ослабла на 10 %.

Магнитные полюса Земли движутся. Их смещение регистрируется с 1885 года. Например, за последние сто лет магнитный полюс в Южном полушарии сместился почти на 900 километров и сейчас находится в Южном океане. Полюс арктического полушария движется через Северный Ледовитый океан к Восточно-Сибирской магнитной аномалии, скорость его передвижения (по данным 2004 года) составила около 60 километров в год. Сейчас наблюдается ускорение движения полюсов - в среднем скорость растет на 3 километра в год.

Магниты и магнетизм известны человечеству очень давно. Однако и в современном мире удивительные свойства магнитов применяются повсеместно. Из нашего материала вы узнаете несколько любопытных фактов, связанных с постоянными магнитами.

Почему магнит называется именно так?

Есть две легенды происхождения этого слова. Одна из них достаточно поэтична и повествует о некоем пастухе Магнусе. В повествовании Плиния говорится о том, что этот пастух как-то пас стадо овец в новом месте. Наступив на большой черный камень, он с удивлением понял, что не может оторвать от него ног. Причиной тому стали гвозди, которыми была подбита его обувь.

Вторая легенда говорит о том, что в древние времена люди, жившие в греческой области Магнисии, нашли залежи необычного камня, притягивающего железные предметы. Сначала находку называли «камнем из Магнисии», а после наименование упростилось до магнита.

Под таким названием знали притягивающий железо камень китайцы. Они называли его цы-ши, что можно перевести как «любящий камень» или «камень материнской любви». Такое название появилось из-за того, что магнит притягивает металлические предметы подобно тому, как любящая мать старается приблизить к себе своих детей.

Сохранившиеся источники говорят о том, что еще за несколько веков до Рождества Христова в Китае использовалось некое подобие компаса, представляющее собой ложку из магнита. Что касается европейского региона, то упоминание о первом компасе для путешественников датируются 1300 годом. Автором изобретения является Иоанн Жира.

Как магнитному томографу удается видеть человека изнутри?

Многие знают о том, что в составе человеческого организма преобладает вода. Ее уровень может колебаться от 60% до 80%. Когда на атомы водорода, содержащиеся в воде, воздействует мощный магнит, происходит излучение особых волн. Они характеризуются разными свойствами и позволяют фиксировать изменения, происходящие в организме. Когда человека помещают внутрь магнитного поля, его тело начинает излучать множество разных волн, которые обрабатываются специальной аппаратурой и превращаются в цветное изображение.

Поезда на магнитной подушке

Скоростные поезда на магнитной подушке перемещаются благодаря особой технологии. Вагоны состава размещаются на направляющих, охватывающих рельс. За счет этого, вагоны постоянно находятся над поверхностью рельсов из-за вертикального магнитного поля. В свою очередь, горизонтальное магнитное поле продолжает сохранять центровку. Помимо этого, на рельсах размещаются электромагниты, взаимодействующие с двигателями поезда. Такой подход позволяет обеспечить разгон и торможение.