Магнитное поле Земли
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 Массачусетсткого технологического института предложили сразу два возможных механизма образования «скалистых» планет без ядра. Если теоретические выкладки исследователей подтвердятся наблюдениями, то формулу 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 опасные изменения. 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 визуально. 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 ориентируют свои тела с севера на юг (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 появлению полярных сияний. 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.
Автор: Ирина Якутенко
Источник: Lenta.ru
Строение и характеристики магнитного поля Земли
На небольшом удалении от поверхности Земли, порядка трёх её радиусов, магнитные силовые линии имеют диполеподобное расположение. Эта область называется плазмосферой Земли.
По мере удаления от поверхности Земли усиливается воздействие солнечного ветра: со стороны Солнца геомагнитное поле сжимается, а с противоположной, ночной стороны, оно вытягивается в длинный хвост.
Плазмосфера
Заметное влияние на магнитное поле на поверхности Земли оказывают токи в ионосфере. Эта область верхней атмосферы, простирающаяся от высот порядка 100 км и выше. Содержит большое количество ионов. Плазма удерживается магнитным полем Земли, но её состояние определяется взаимодействием магнитного поля Земли с солнечным ветром, чем и объясняется связь магнитных бурь на Земле с солнечными вспышками.
Параметры поля
Точки Земли, в которых напряжённость магнитного поля имеет вертикальное направление, называют магнитными полюсами. Таких точек на Земле две: северный магнитный полюс и южный магнитный полюс.
Прямая, проходящая через магнитные полюсы, называется магнитной осью Земли. Окружность большого круга в плоскости, которая перпендикулярна к магнитной оси, называется магнитным экватором. Напряжённость магнитного поля в точках магнитного экватора имеет приблизительно горизонтальное направление.
Средняя напряжённость поля на поверхности Земли составляет около 0,5 э (40 А/м) и сильно зависит от географического положения. Напряжённость магнитного поля на магнитном экваторе около 0,34 э (Эрстед), у магнитных полюсов около 0,66 э. В некоторых районах (в так называемых районах магнитных аномалий) напряжённость резко возрастает. В районе Курской магнитной аномалии она достигает 2 э.
Дипольный магнитный момент Земли на 1995 год составлял 7,812×10 25 Гс·см 3 (или 7,812×10 22 А·м 2 ), уменьшаясь в среднем за последние десятилетия на 0,004×10 25 Гс·см 3 или на 1/4000 в год.
Распространена аппроксимация магнитного поля Земли в виде ряда по гармоникам — ряд Гаусса.
Для магнитного поля Земли характерны возмущения, называемые геомагнитными пульсациями вследствие возбуждения гидромагнитных волн в магнитосфере Земли; частотный диапазон пульсаций простирается от миллигерц до одного килогерца.
Магнитный меридиан
Магнитными меридианами называются проекции силовых линий магнитного поля Земли на её поверхность; сложные кривые, сходящиеся в северном и южном магнитных полюсах Земли.
Гипотезы о природе магнитного поля Земли
В последнее время получила развитие гипотеза, связывающая возникновение магнитного поля Земли с протеканием токов в жидком металлическом ядре. Подсчитано, что зона, в которой действует механизм «магнитное динамо», находится на расстоянии 0,25-0,3 радиуса Земли. Аналогичный механизм генерации поля может иметь место и на других планетах, в частности, в ядрах Юпитера и Сатурна (по некоторым предположениям, состоящих из жидкого металлического водорода).
Изменения магнитного поля Земли
Исследования остаточной намагниченности, приобретённой изверженными горными породами при остывании их ниже точки Кюри, свидетельствуют о неоднократных инверсиях магнитного поля Земли, зафиксированных в полосовых магнитных аномалиях океанической коры, параллельные осям срединных океанических хребтов.
Образование полосовых магнитных аномалий при спрединге.
Смещение магнитных полюсов Земли
Смещение магнитных полюсов регистрируется с 1885 г. За последние 100 лет магнитный полюс в южном полушарии переместился почти на 900 км и вышел в Индийский океан. Новейшие данные по состоянию арктического магнитного полюса (движущегося по направлению к Восточно-Сибирской мировой магнитной аномалии через Ледовитый океан) показали, что с 1973 по 1984 г. его пробег составил 120 км, с 1984 по 1994 г. — более 150 км. Хотя эти данные расчётные, они подтверждены замерами северного магнитного полюса. По данным на начало 2007-го года, скорость дрейфа северного магнитного полюса увеличилась с 10 км/год в 70-х годах, до 60 км/год в 2004-м году.
Напряжённость земного магнитного поля падает, причём неравномерно. За последние 22 года она уменьшилась в среднем на 1,7 %, а в некоторых регионах — например, в южной части Атлантического океана, — на 10 процентов. В некоторых местах напряжённость магнитного поля, вопреки общей тенденции, даже возросла.
Ускорение движения полюсов (в среднем на 3 км/год) и движение их по коридорам инверсии магнитных полюсов (более 400 палеоинверсий позволили выявить эти коридоры), позволяет предположить, что в данном перемещении полюсов следует усматривать не экскурс, а очередную инверсию магнитного поля Земли.
Это подтверждается и текущим возрастанием угла раствора каспов (полярных щелей в магнитосфере на севере и юге), который к середине 90-ых годов достиг 45°. В расширившиеся щели устремился радиационный материал солнечного ветра, межпланетного пространства и космических лучей, вследствие чего в полярные области поступает большее количество вещества и энергии, что может привести к дополнительному разогреву полярных шапок.
В прошлом инверсии магнитных полюсов происходили многократно и жизнь сохранилась. Вопрос в том, какой ценой. Если, как утверждается в некоторых гипотезах, во время перестановки полюсов магнитосфера Земли на некоторое время исчезнет, то на Землю обрушится поток космических лучей, что представляет опасность для обитателей суши и тем большую, если исчезновение магнитосферы будет сопряжено с истощением озонового слоя. Обнадёживает тот факт, что во время инверсии магнитного поля Солнца, произошедшего в марте 2001 года, полного исчезновения солнечной магнитосферы зафиксировано не было. Полный цикл обращения магнитного поля Солнца составляет 22 года.
Геомагнитные координаты (координаты Мак-Илвайна)
В физике космических лучей широко используется специфические координаты в геомагнитном поле, названные в честь ученого Мак Илвайна (Carl McIlwain), первым предложившим их использование, так как они основаны на инвариантах движения частиц в магнитном поле. Точка в дипольном поле характеризуются двумя координатами (L, B), где L — так называемая магнитная оболочка, или параметр Мак Илвайна (англ. L-shell, L-value, McIlwain L-parameter), B — магнитная индукция поля (обычно в Гс). За параметр магнитной оболочки обычно принимается величина L, равная отношению среднего удаления реальной магнитной оболочки от центра Земли в плоскости геомагнитного экватора, к радиусу Земли.
История исследований
О способности намагниченных предметов располагаться в определённом направлении было известно ещё китайцам несколько тысячелетий назад.
В 1544 году немецкий учёный Георг Гартман открыл магнитное наклонение. Магнитным наклонением называют угол, на который стрелка под действием магнитного поля Земли отклоняется от горизонтальной плоскости вниз или вверх. В полушарии севернее магнитного экватора (который не совпадает с географическим экватором) северный конец стрелки отклоняется вниз, в южном — наоборот. На самом магнитном экваторе линии магнитного поля параллельны поверхности Земли.
Впервые предположение о наличии магнитного поля Земли, которое и вызывает такое поведение намагниченных предметов, высказал английский врач и натурфилософ Уильям Гильберт (англ. William Gilbert) в 1600 году в своей книге «О магните» («De Magnete»), в которой описал опыт с шаром из магнитной руды и маленькой железной стрелкой. Гильберт пришел к заключению, что Земля представляет собой большой магнит. Наблюдения английского астронома Генри Геллибранда (англ. Henry Gellibrand) показали, что геомагнитное поле не постоянно, а медленно изменяется.
У Хосе де Акосты (одного из Основателей Геофизики, по словам Гумбольта) в его Истории (1590) впервые появилась теория о четырёх линиях без магнитного склонения (он описал использование компаса, угол отклонения, различия между Магнитным и Северным полюсом; хотя отклонения были известны еще в XV веке, он описал колебание отклонений от одной точки до другой; он идентифицировал места с нулевым отклонением: например, на Азорских островах).
Угол, на который отклоняется магнитная стрелка от направления север — юг, называют магнитным склонением. Христофор Колумб открыл, что магнитное склонение не остается постоянным, а претерпевает изменения с изменением географических координат. Открытие Колумба послужило толчком к новому изучению магнитного поля Земли: сведения о нем были нужны мореплавателям. Русский ученый М. В. Ломоносов в 1759 г. в докладе «Рассуждение о большой точности морского пути» дал ценные советы, позволяющие увеличить точность показаний компаса. Для изучения земного магнетизма М. В. Ломоносов рекомендовал организовать сеть постоянных пунктов (обсерваторий), в которых производить систематические магнитные наблюдения; такие наблюдения необходимо широко проводить и на море. Мысль Ломоносова об организации магнитных обсерваторий была осуществлена лишь спустя 60 лет в России.
В 1831 г. английским полярным исследователем Джоном Россом в Канадском архипелаге был открыт магнитный полюс — область, где магнитная стрелка занимает вертикальное положение, то есть наклонение равно 90°. В 1841 г. Джеймс Росс (племянник Джона Росса) достиг другого магнитного полюса Земли, находящегося в Антарктиде.
Карл Гаусс (нем. Carl Friedrich Gauss) выдвинул теорию о происхождении магнитного поля Земли и в 1839 году доказал, что основная его часть выходит из Земли, а причину небольших, коротких отклонений его значений необходимо искать во внешней среде.
Смотрите также раздел [ Библиотека любителя астрономии ] — скачать астрономические книги бесплатно
Смотрите также раздел [ Статьи по астрономии ] — скачать астрономические статьи бесплатно
Смотрите также раздел [ Книги по астрономии ] — купить в сети Интернет
Смотрите также раздел [ Планетарий ] — статьи из научных журналов
«Лунариум»
Время работы: с 10:00 до 21:00,
Выходной день: вторник
«Ретро-кафе»: в дни работы Планетария с 10:00 до 20:00.
+7 (495) 221-76-90
АО «Планетарий» © 2017 г. Москва, ул.Садовая-Кудринская, д. 5, стр. 1
> Магнитное поле Земли
- Залы Планетария
- Схема Планетария
- Экспонаты
Экспонат музея Лунариум
Магнитное поле Земли
Магнитное поле Земли или геомагнитное поле — это гигантское магнитное силовое поле, окружающее нашу планету. По мнению учёных, магнитное поле играет важнейшую роль в том, чтобы Земля была пригодной для жизни. Оно защищает её на дальних подступах от вредоносных воздействий солнечного ветра и космического излучения. Основной источник магнитного поля находится внутри Земли – в ядре. В некотором упрощении можно сказать, что земной шар представляет собой полосовой магнит с осью, направленной приблизительно с севера на юг. Точки пересечения оси магнита с поверхностью Земли называются геомагнитными полюсами, которые на протяжении геологической истории Земли (4,5 млрд. лет) неоднократно менялись местами. Такую смену полюсов называют инверсией.
Причина смены полярности до сих пор не ясна. При инверсии геомагнитных полюсов северный конец магнитной стрелки будет указывать на юг, а южный – на север. Постоянное движение геомагнитных полюсов является причиной колебаний магнитного склонения на поверхности Земли. Поэтому стрелка магнитного компаса указывает на север или юг приблизительно.
Друзья, если вы хотите увидеть, как работает магнитное поле Земли, экспонат Лунариума – «Магнитное поле Земли» ждёт вас!
РЕЖИМ РАБОТЫ
с 10.00 до 21.00
выходной — вторник
Экспозиция верхнего уровня посвящена Земле.
Экспозиция нижнего уровня посвящена Вселенной.
Магнитное поле Земли
Добрый день, дорогие читатели блога #КосмосИзДома!
С вами ведущий экскурсовод Центра «Космонавтика и авиация» Александр Яровитчук.
15 января 1909 года, ровно 115 лет назад, люди впервые достигли южного магнитного полюса Земли. Это были Дуглас Моусон, Дэвид Эджворт и Алистер Маккей из экспедиции сэра Эрнеста Шеклтона «Нимрод». В честь этого расскажем о магнитном поле планеты и его исследовании космическими аппаратами.
Для начала важно отметить, что магнитные полюса находятся не там, где географические. К тому же они постоянно перемещаются. Магнитное поле Земли совсем не похоже на поле, которое генерируют постоянные магниты. С учетом огромных масштабов изучать его с поверхности планеты очень сложно. Как только появилась возможность запускать спутники, ученые сразу стали изучать поведение магнитного поля Земли. Советский аппарат «Объект Д», официально известный как Третий спутник, имел для этого специальные приборы. Так как на борту системы спутника сами создают магнитное поле, то все датчики для изучения магнитного поля Земли располагаются на выносных штангах.
Макет спутника «Объект Д»
Одного космического аппарата для подобных исследований было недостаточно. Магнитное поле оказалось очень сложным и постоянно меняющимся. Оно зависит от солнечной активности, скорости вращения планеты, наличия полезных ископаемых и внутренних процессов в ядре Земли. Рассмотрим эти факторы подробнее.
Начнем с нашего светила. Солнечный ветер — это заряженные частицы, которые притягиваются к магнитным полюсам. Протоны и электроны начинают контактировать с земным магнитным полем и из-за этого отклоняются и двигаются вдоль так называемых силовых линий. Большая часть этих частиц притягивается к магнитным полюсам, сталкивается с атмосферой и вызывает явление авроры — полярного сияния.
Полярные сияния из космоса
Часть самых быстрых протонов и электронов, а также нейтроны, не имеющие заряда, и разные виды излучения прошивают своеобразный магнитный щит и сталкиваются с воздушной оболочкой планеты, заставляя атомы в ней разбиваться на ионы — ядро и электроны, которые создают так называемую ионосферу.
Макет спутника «Ионозонд»
Так как частицы в этом слое летают хаотично, их заряд не складывается. Хотя каждая из них создает магнитное поле, глобальное магнитное поле Земли из-за этого не изменяется. Однако ионосфера оказывает влияние на электромагнитные волны, а конкретнее — на средние и короткие радиоволны. Из-за этого применять их для передачи сигналов спутниками связи или просто для получения телеметрии нельзя.
Передатчик для ретрансляции спутника связи
Есть частицы солнечного ветра, которые попадают в ловушку магнитного поля. Для начала нужно сказать, что электроны и протоны, исходящие от Солнца, при движении тоже создают магнитное поле. Любое их движение, перпендикулярное полю, приводит к появлению противодействующей силы — вихревых токов.
Частицы, взаимодействуя друг с другом и с магнитным полем среды, становятся жестко связаны друг с другом и перемещаются вместе, то есть как бы вморожены в среду.
Если что-то толкает солнечный ветер, то тот деформирует и магнитное поле. На дневной стороне нашей планеты излучение звезды сплющивает земное магнитное поле. Силовые линии становятся плотнее, а иногда замыкаются. В таком случае частицы, попавшие между ними, там и остаются. Так образуются радиационные пояса. Первый американский спутник «Эксплорер-1» их обнаружил, а советский Третий спутник («Объект Д») узнал, что поясов даже два.
Наконец, рассмотрим последний вариант взаимодействия с солнечным ветром, когда частица солнечной радиации пролетает по касательной к Земле и ее магнитному полю. В таком случае ветер от нашего светила «вытягивает» магнитное поле. Если изобразить его силовые линии, то картинка будет похожа на хвост кометы, который получается также из-за взаимодействия с излучением Солнца.
Магнитное поле, искажаемое солнечным ветром
Далее разберем влияние залежей руды на магнитное поле. Известна так называемая Курская магнитная аномалия, рядом с которой стрелка компаса не смотрит на полюс. Правда, на спутники, как оказалось, сильнее влияет меньшая Бразильская аномалия. Это связано с тем, что ближе к ней располагается радиационный пояс. Все дело в том, что в этих регионах есть крупные залежи материалов, которые способны намагничиваться. При этом магнитное поле планеты меняется, а свойства веществ остаются. Эти руды своим притяжением меняют положение стрелки компаса, показывая направление, где полюс был раньше, миллионы лет назад. Некоторые материалы могут со временем перемагнититься, а аномалия — исчезнуть. Так было с Левантийской аномалией, которая существовала между 1050 и 700 годами до нашей эры. Исследования океанов выявили характерную картину аномалий вокруг Срединно-океанического хребта, у побережья Японии к югу от вулкана Торишима, рядом с Новой Зеландией и др. Очевидно, что там под водой есть полезные ископаемые, и таким образом спутниковые исследования помогли это обнаружить. Упомянутые регионы образовались в ходе тектонических процессов, и ученые ищут связи между магнитным полем и структурой Земли.
Спутник «Прогноз»
Сейчас существует несколько теорий, что именно внутри нашей планеты создает магнитное поле. Чаще всего учеными для объяснения используется динамо-эффект. Жидкое ядро Земли имеет заряженные частицы. Они двигаются и создают магнитное поле. В ядре есть два типа перемещения вещества: конвективный и вращательный. В первом случае холодные слои опускаются, а горячие поднимаются, во втором вещество двигается по направлению вращения планеты и из-за силы Кориолиса закручивается, как это делают циклоны на поверхности. Суммарное движение приводит к появлению закрученных потоков, напоминающих проволоку в катушке электромагнита. Так как потоки неравномерно появляются и располагаются, магнитное поле не похоже на то, которое мы можем наблюдать у обычных магнитов. Так, магнитные полюса Земли не только не совпадают с географическими, но даже соединяющая их воображаемая линия не проходит через центр Земли. Сейчас южный магнитный полюс располагается в Южном океане, недалеко от побережья Антарктиды, с координатами 64,08° ю. ш., 135,8° в. д., а северный — на границе России и Канады с координатами 86,4° с. ш., 162,8° в. д. Каждый из них хаотично перемещается в разных направлениях и с меняющейся скоростью. Северный магнитный полюс сдвигается на 55 км в год, а южный — на 15 км в год. Такой быстрый дрейф приводит к необходимости более частой корректировки навигационных систем, использующих магнитное поле Земли, как у самих спутников, так и в земных компасах в смартфонах или в резервных системах навигации кораблей и самолетов. Есть свидетельства, что около 780 тысяч лет назад полюса вообще поменялись местами. Такое явление очень часто происходит на Солнце, с периодом в 11 лет, и называется инверсией. Выстроенное движение жидкого вещества нарушается, потоки смешиваются. Тогда может произойти что угодно, даже появиться несколько полюсов, располагающихся на экваторе. Есть мнение, что подобное событие вызвало глобальное вымирание того периода. Конечно, заглянуть внутрь планеты для детального изучения ядра невозможно, так что приходится получать данные только при помощи орбитальных аппаратов, которые исследуют магнитное поле Земли.
Знания обо всех процессах в недрах Земли и изменения магнитного поля очень важны, и потому все больше космических аппаратов запускается с целью получить новые данные в этой области.
Узнать больше, а также изучить поведение магнитного поля Земли в реальном времени можно в Центре «Космонавтика и авиация».
Что такое магнитное поле земли
- Школьникам и поступающим
- О физическом факультете
- Приветствие декана
- Новости
- Приемная комиссия
- Экскурсии (9-11 классы)
- Экскурсии (5-8 классы)
- Физический практикум (9-11 классы)
- Математическое моделирование (7-11 классы)
- Телемост « ФФ – школы России»
- Физический десант
- Университетские субботы (лекции)
- Университетские среды для учителей
- Дни Открытых Дверей
- Календарь мероприятий для школьников
- Контакты
- Подготовительные курсы
- Олимпиады
- Задачи, учебные пособия
- Часто задаваемые вопросы
- Студентам
- Информация для студентов всех курсов
- Расписание занятий
- Экзамены, зачеты и пересдачи
- Социальная карта студента
- Права и обязанности студентов
- Личный кабинет студента и преподавателя
- Учебные планы (Образовательные стандарты)
- Рабочие планы
- Государственный экзамен
- Выпуск 2024
- Магистратура
- Практика
- Обучение по контракту
- Карьера
- Люди учебного отдела
- Стипендиальная комиссия
- Студенческий сайт
- Лекторий
- Аспирантам
- Выпускникам
- Союз выпускников
- Помощь факультету
- ССО факультета
- Сотрудникам
- Новости
- Система электронного документооборота (СЭД) МГУ
- Удаленный доступ к информационным ресурсам физфака
- Повышение квалификации
- Информация планово-финансового отдела
- Оформление прохода на физический факультет
- Профком сотрудников
Физический факультет
Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова
- Факультет
- Новости факультета
- История факультета
- Память поколений
- Подразделения факультета
- Выпускники факультета
- Поиск сотрудников
- Научная школа
- Студенческие организации
- Совет ветеранов
- Галерея
- Символика физфака
- Газета «Советский физик»
- Студентам
- Аспирантам
- Сведения об образовательной организации
- Педагогический (научно-педагогический) состав
- Дополнительное образование
- ФУМО
- Центр дистанционного образования
- Система «НАУКА-МГУ» (ИСТИНА)
- Web of Science
- SCOPUS
- Направления
- Бюллетень «Новости науки»
- Публикации
- Нобелевские лауреаты физфака
- Лауреаты других премий
- Академики и чл.-кор. РАН
- Диссертации
- Конференции
- Научные семинары
- Конкурсы
- Лекторий физфака
- Журнал «Вестник МГУ. Физика, Астрономия»
- Журнал «Ученые записки физического факультета МГУ»
- Библиотека
- Новости
- Заверение перевода
- Иностранным абитуриентам
- Иностранным студентам
- Информация зарубежных партнеров
- Контакты иностранного отдела
- Межвузовские обмены для учащихся
- Миграционный учет в МГУ
- Список учебных курсов
- Оформление прохода
- Оформление зарубежных поездок
- Приглашение иностранных ученых
- Социальная карта студента
- Медицинская страховка
- О факультете
- Новости факультета
- История факультета
- Память поколений
- Подразделения факультета
- Выпускники факультета
- Поиск сотрудников
- Научная школа
- Студенческие организации
- Совет ветеранов
- Галерея
- Символика физфака
- Газета «Советский физик»
ИЗУЧЕНИЕ ГЕОМАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ В ХОДЕ КРУГОСВЕТНОЙ ЭКСПЕДИЦИИ ОКЕАНОГРАФИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО СУДНА ВМФ «АДМИРАЛ ВЛАДИМИРСКИЙ»
Земля единственная из планет земной группы обладает достаточно сильным магнитным полем. Оно защищает нас от губительного воздействия солнечного ветра и галактических заряженных частиц. Геомагнитное поле играет огромную роль в познании нашей планеты. Изучение геомагнитного поля позволяет судить о процессах, происходящих в земном ядре и верхней мантии. Исследование тонкой структуры магнитного поля используется для поиска полезных ископаемых и решения различных геологических задач. Магнитное поле с древнейших времен и по настоящее время используется в целях навигации.
Геомагнитное поле, наблюдаемое на поверхности Земли, можно разделить на три составляющие: 1) главное геомагнитное поле, источники которого находятся в ядре; 2) магнитное поле геомагнитных аномалий, источники которых находятся в земной коре и 3) магнитное поле вариаций, источники которого находятся за пределами Земли в ионосфере и магнитосфере. Непосредственными наблюдениями и с помощью палеомагнитных данных было показано, что главное геомагнитное поле медленно изменяется. Например, за последние 120 лет дипольный магнитный момент Земли уменьшился более, чем на 7%, с 8.32·1022 A·м 2 до 7.71·1022 A·м 2 . С 1900 года до 2015 года геомагнитный полюс в северном полушарии приближался к северному географическому полюсу, в 2020 году он должен находиться по модели IRGF13 в точке с координатами 86.5° северной широты и 162.9° восточной долготы. Магнитный полюс в южном полушарии с 1900 года удаляется от южного географического полюса. С 1960 г по 1980 г он переместился с материка (Земля Адели Антарктиды), прошел шельфовый ледник и сейчас находится в море Дюрвиля. В 2020 году «южный» магнитный полюс, рассчитанный по модели IRGF13, должен находится в месте с координатами 64.1° южной широты и 135.9° восточной долготы.
Ученые в составе объединенной геофизической группы кафедры физики Земли физического факультета МГУ, ФГБУ «ИПГ», ИЗМИРАН, АО «Южморгеология» с декабря 2019 года на Океанографическом исследовательском судне (ОИС) ВМФ «Адмирал Владимирский», совершающем кругосветную экспедицию, посвященную 200-летию открытия Антарктиды русскими моряками, проводят уникальные научные исследования характеристик магнитного поля Земли в Атлантике и около Антарктиды в районе моря Белинзгаузена и моря Дюрвиля с использованием современного оборудования — феррозондовых и морских протонных магнитометров. В состав группы, проводящей непосредственные измерения магнитного поля, входит магистрант кафедры физики Земли физического факультета МГУ Грушников Илья.
Движение магнитных полюсов в северном и южном полушариях с 1900 г по 2020 г по данным http://wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp/igrf/index.html.
Прецизионные измерения магнитного поля позволяют выделить магнитное поле региональных и локальных магнитных аномалий (АМПЗ), которые отражают распределение магнитных масс в земной коре. Для океанической коры поле магнитных аномалий в основном определяется намагниченностью базальтовой океанской коры, которая формируется в океанических рифтовых зонах. Исследование полей геомагнитных аномалий в океанах позволяет получать информацию о формирования земной коры в океанах и конвективных процессах в верхней мантии. Исследование полей геомагнитных аномалий также важно для решения задач магниторазведки, поиска полезных ископаемых.
Аномальное магнитное поле Земли это наиболее стабильная во времени составляющая магнитного поля, которая может измениться только в результате тектонических процессов или крупной антропогенной деятельности. Выделение АМПЗ из наблюденного и использование его в виде цифровых карт с целью навигации является основой создания современных навигационных систем. Использование существующих карт АМПЗ в целях навигации сталкивается с большими трудностями, связанными с тем, что существующие данные об АМПЗ нуждаются в верификации. Это связано с тем, что за период выполнения магнитных съемок, охватывающих несколько десятилетий, главная составляющая магнитного поля Земли значительно изменяется. Карты аномального магнитного поля создавались в основном для решения геологических задач. Необходимо обновление баз данных АМПЗ.
Подготовка морского протонного магнитометра
На протяжении маршрута п. Лиссабон – п. Рио-де-Жанейро – ст. Белинсгаузен объединенной геофизической группой была проведена съемка магнитного поля Земли. 28 января 2020 года ученые приняли участие в памятных мероприятиях на станции Белинсгаузен, посвященных 200-летию открытия Антарктиды. После завершения пяти этапов кругосветная экспедиция 9 марта отправилась для дальнейших исследований к берегам Антарктиды. Планируется инструментально уточнить местонахождение магнитного полюса Земли в южном полушарии [https://ria.ru/20191203/1561876505.html>. Последний раз непосредственные измерения
Непосредственные измерения координат магнитных полюсов и сравнение их с моделью, основанной на теории Гаусса, помогут развить представления об особенностях эволюции магнитного поля Земли, о процессах, происходящих в ядре Земли, о природе не дипольного характера геомагнитного поля. Результаты комплексных исследований будут использованы в дальнейшем в интересах Росгидромета, РАН, Русского географического общества и ВМФ.
Зав. лаб. Геомагнетизма кафедры физики Земли физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, профессор В.И. Максимочкин