GEOMAGNETYZM.pdf

Geomagnetyzm

Page 1 of 5

Efekty oddziaływa ń elektromagnetycznych w naturze

Geomagnetyzm

Nie trudno się domyślić, Ŝe równieŜ zjawisko ziemskiego pola magnetycznego moŜna wyjaśnić

efektem obecności w przyrodzie stycznego oddziaływania magnetycznego i naturalnego dodatniego

sprzęŜenia zwrotnego.

Obraz pola magnetycznego

wywołanego przez ujemny ładunek

elektrostatyczny zgromadzony na

planecie, obracającej się w kierunku

zgodnym z kierunkiem obrotów

Ziemi.

Skorupa Ziemi zbudowana jest z minerałów

nie przewodzących prądu elektrycznego, lecz

na większych głębokościach pod naciskiem siły

- ciśnienia grawitacyjnego - skały i minerały

stają się plastyczne, i tu przepływ elektronów

jest moŜliwy.

Podczas obracania się Ziemi (jeden obrót na dobę), na elektrony przewodzenia wewnątrz globu

działa przyspieszenie dośrodkowe, które w oddziaływaniu z polem magnetycznym przenikającym glob

Ziemi (oddziaływanie styczne) wywołuje przepływ elektronów przewodzenia w kierunku zgodnym z

kierunkiem obrotów Ziemi, przy którym następuje wzmocnienie wypadkowego pola magnetycznego -

naturalne dodatnie sprzęŜenie zwrotne . Pochodzenie pola magnetycznego nie jest istotne.

Przepływowi elektronów - prądu towarzyszy wydzielanie ciepła, które roztapiając skały zwiększa ich

przewodność - łatwość przepływu elektronów, a w konsekwencji dalsze wzmocnienie wypadkowego

pola magnetycznego.

Prawdopodobnie, oddziaływaniu stycznemu i przez nie

generowanemu przepływowi elektronów naleŜy przypisać istnienie

wewnątrz Ziemi nieciągłości Gutenberga. Przypuszczalnie jest to

sferyczna toroidalna warstwa, rozgrzana do stanu gazowo płynnego.

Istnienie takiej warstwy i jej połoŜenie tłumaczy przykład wirującego

krąŜka naładowanego ujemnym ładunkiem elektrycznym

równomiernie w całej objętości.

http://www.obserwacje.republika.pl/uwagi/magnet/geomagnetyzm.htm

2008-05-27

Geomagnetyzm

Page 2 of 5

Przedstawienie charakteru opisywanych zjawisk na wykresach.

Wirujący krąŜek - pole magnetyczne

wirującego ładunku i oddziaływanie styczne

Ziemia - wskaźnik wielkości prądu

wywołanego oddziaływaniem stycznym

Równole Ŝ nikowa składowa ziemskiego pola magnetycznego.

Linie sił ziemskiego pola magnetycznego, przy powierzchni Ziemi, są odchylone od kierunku

wskazującego geograficzny biegun Ziemi. Odchylenie to nazywane jest deklinacją i zmienia się w

czasie z dość duŜą regularnością, tak duŜą, Ŝe na dokładnych mapach wojskowych podawana jest jego

roczna zmiana w stosunku do daty wydania mapy. Przyglądając się temu zjawisku odnosi się wraŜenie

Ŝe na powierzchni Ziemi dodatkowo znajduje się pole magnetyczne którego linie sił przebiegają

równoleŜnikowo, a wypadkowy kierunek wskazywany przez busolę (kompas) w dowolnym miejscu na

powierzchni Ziemi, jest sumą geometryczną głównego południkowego (dipolowego) pola

magnetycznego Ziemi i dodatkowego pola równoleŜnikowego.

Ziemia, oprócz dobowego ruchu obrotowego dającego jej dipolowe pole magnetyczne, oraz rocznego

obiegu po orbicie wokół Słońca ze średnią prędkością 29,785 km/s, bierze udział:

- w ruchu Słońca i Układu Słonecznego wokół centrum Galaktyki, z prędkością 200 - 300 km/s

- w ruchu Galaktyki wewnątrz Super galaktyki, z prędkością ocenianą na 400 - 450 km/s, oraz

- w ruchach następnych, wyŜszych układów grawitacyjnych, których prędkości i kierunków nia daje się

określić.

Dotychczas nie ma metody pozwalającej określić całkowity (absolutny) ruch Ziemi. Uwzględniając

jednak, właściwość ładunku elektrycznego, polegającą na tym Ŝe w czasie ruchu ładunek indukuje

wokół siebie pole magnetyczne, moŜna z dosyć duŜym prawdopodobieństwem załoŜyć, Ŝe nie

dipolowe (równoleŜnikowe) pole magnetyczne Ziemi jest efektem wypadkowego (absolutnego) ruchu

Ziemi we wszechświecie.

RównoleŜnikowe pole magnetyczne Ziemi, przy załoŜeniu Ŝe

wypadkowy (absolutny) ruch Ziemi jest skierowany w kierunku bieguna

południowego.

Według róŜnych źródeł, wielkość ujemnego ładunku elektrycznego

http://www.obserwacje.republika.pl/uwagi/magnet/geomagnetyzm.htm

2008-05-27

Geomagnetyzm

Page 3 of 5

znajdującego się na powierzchni Ziemi wynosi 5,7*10 5 C. Wielkość

ta obliczana jest w oparciu o średnie dla całej Ziemi natęŜenie pola

elektrycznego przy powierzchni Ziemi, wynoszące ok. 130 V/m.

Rysunek przedstawia pola magnetyczne - dipolowe (południkowe) i

równoleŜnikowe, tak jak gdyby na siebie nie oddziaływały. Z

doświadczenia wiemy Ŝe jest to niemoŜliwe, pola magnetyczne albo się

przyciągają albo odpychają, równieŜ w przypadku ich krzyŜowego

usytuowania.

Rysunek przedstawia sytuację bliską rzeczywistości. Wzajemne

oddziaływanie na siebie pól magnetycznych - dipolowego i

równoleŜnikowego powoduje odchylenie pola dipolowego od osi obrotu

planety. Pole równoleŜnikowe równieŜ ulega zniekształceniu, - tego jednak

na rysunku nie pokazano.

Wiekowe zmiany ziemskiego pola magnetycznego

Długookresowe zmiany ziemskiego pola magnetycznego nazwano zmianami wiekowymi. Z wykresu

zmian deklinacji i inklinacji w długich okresach czasu widać, Ŝe zmiany te są cykliczne.

Na rysunku przedstawiona jest krzywa zmian wiekowych

deklinacji i inklinacji dla Londynu od 1540 do 1960 r.

Przebieg zmian wskazuje, Ŝe okres zmian wiekowych

wynosi ok.500 lat.

Inklinacja jest to kąt, zawarty pomiędzy

linią sił dipolowego pola magnetycznego

(wektor) i płaszczyzną poziomą przy

powierzchni Ziemi.

Z badań dipolowej części pola magnetycznego wynika, Ŝe ulega ono zmianom wiekowym. W ciągu

ostatnich 100 lat natęŜenie pola dipolowego malało o ok. 0,04% rocznie i pole przesuwało się w

kierunku zachodnim o ok. 0 0 ,05 w ciągu roku. Zjawisko to nazwano dryfem zachodnim.

Ziemia wokół Słońca nie krąŜy w kosmicznej pustce, jej ruch odbywa się w płaszczyźnie ekliptyki w

http://www.obserwacje.republika.pl/uwagi/magnet/geomagnetyzm.htm

2008-05-27

Geomagnetyzm

Page 4 of 5

której równieŜ znajduje się dysk wiatru słonecznego, a wiatr słoneczny to poruszające się cząstki

materii obdarzone ładunkami elektrycznymi i towarzyszące im pole magnetyczne. W tym miejscu,

znajduje się równieŜ wyjaśnienie wiekowych zmian ziemskiego pola magnetycznego.

Wysoka temperatura korony słonecznej powoduje, Ŝe wypływająca ze Słońca materia jest całkowicie

zjonizowana, cząstki wiatru słonecznego niosą ze sobą ładunki elektryczne - ujemne elektrony i

dodatnie jony atomów. RóŜnoimienne ładunki poruszające się w tym samym kierunku odpychają się od

siebie a jednoimienne przyciągają. Jest to właściwość dzięki której po opuszczeniu Słońca następuje

grupowanie się cząstek wiatru słonecznego w dwa strumienie o przeciwnych ładunkach elektrycznych.

Takie zgrupowanie nastąpiło raz na początku uformowania się i od tego momentu wyrzucane ze

Słońca cząstki promieniowania korpuskularnego zawsze trafiają do swojego strumienia - pod względem

znaku ładunku elektrycznego. Pole magnetyczne towarzyszące tym strumieniom spowodowało

usytuowanie obu strumieni w oddzielnych sektorach po przeciwnych stronach Słońca. W okolicy Ziemi

gęstość wiatru słonecznego wynosi 10 - 100 cząstek w 1 cm 3 , a ich szybkości radialne 250 - 800 km/s.

Kilka puzzli z których moŜna ułoŜyć wszystko - no, prawie wszystko.

Rozwinięcie przekroju dysku wiatru słonecznego po obwodzie orbity Ziemi

z zaznaczeniem wiekowych zmian inklinacji i deklinacji pola magnetycznego.

po 1960 r.

1960 r.

lata 1800 - 1820

1690 r.

1580 r.

- deklinacja zmierza

do wartości

wschodnich

- deklinacja 24 o W

- od ok. 1860 r. maleje natęŜenie

dipolowego

pola magnetycznego

- deklinacja 11 o E

(wschodnia)

http://www.obserwacje.republika.pl/uwagi/magnet/geomagnetyzm.htm

2008-05-27

Geomagnetyzm

Page 5 of 5

Przekrój dysku wiatru słonecznego wykonano tak, Ŝe Słońce znajduje się za rysunkiem, informuje o tym zwrot linii sił pola

magnetycznego zaznaczony na styku sektorów dysku.

Kierunek ruchu dysku wokół Słońca jest zgodny z kierunkiem ruchu Ziemi, na rysunku od lewej strony do prawej.

Schematy Ziemi z napisami - inklinacja 67 o i inklinacja 74 o , rozmieszczono nad przekrojem dysku, kierując się zasadami

oddziaływania na siebie róŜnych pól magnetycznych - przeciwnie skierowane odginają (odpychają), a zgodne prostują

(przyciągają) wzajemnie linie sił pól magnetycznych.

Z przedstawionego zestawienia wynikają następujące wnioski:

- dysk wiatru słonecznego w miejscu orbity Ziemi porusza się wokół Słońca szybciej niŜ Ziemia - o 1

obieg na około 500 lat, i stąd wynika pięciuset letnia cykliczność wiekowych zmian ziemskiego pola

magnetycznego;

- zmiany deklinacji od 11 o wschodniej do 24 o zachodniej i z powrotem są spowodowane zmianą

wielkości ujemnego ładunku elektrycznego Ziemi.

W czasie gdy Ziemia znajduje się w sektorze cząstek ujemnych, przedostające się do górnych

warstw atmosfery ujemne cząstki wiatru słonecznego obniŜają dodatni ładunek atmosfery, a w

strefie wiatrów zachodnich pod wpływem oddziaływania poprzecznego sprowadzane są do

powierzchni Ziemi.

W centralnej części sektora ujemnego, Ziemia posiada największy ujemny ładunek elektryczny i

wówczas pola magnetyczne - główne dipolowe i równoleŜnikowe, posiadają największe natęŜenia.

DuŜa wartość natęŜenia równoleŜnikowego pola magnetycznego wywołuje duŜą deklinację

zachodnią.

W czasie gdy Ziemia znajduje się w sektorze cząstek dodatnich, przedostające się do atmosfery

dodatnie cząstki wiatru słonecznego zwiększają dodatni ładunek atmosfery, a równocześnie w

górnych warstwach podbiegunowych wiatrów zachodnich ujemny ładunek tych wiatrów zostaje

obniŜony w wyniku rekombinacji (rozładowania) z dodatnimi cząstkami wiatru słonecznego.

Powstaje przy tym świecenie, obserwowane jako zorza polarna.

DuŜy dodatni ładunek atmosfery moŜe być równieŜ przyczyną zwiększonej gwałtowności zjawisk

atmosferycznych.

W centralnej części sektora dodatniego Ziemia posiada najmniejszy ładunek ujemny i w tym

czasie równieŜ pola magnetyczne posiadają najniŜsze natęŜenia. Niskiej wartości natęŜenia

równoleŜnikowego pola magnetycznego odpowiada niska wartość deklinacji zachodniej, a w

niektórych miejscach na powierzchni Ziemi (połoŜenie miejsca względem bieguna magnetycznego

i geograficznego), deklinacja osiąga wartości wschodnie.

- obserwowany od ok.1860 r. spadek wartości natęŜenia pola magnetycznego spowodowany jest

zmniejszaniem się ujemnego ładunku Ziemi w wyniku przechodzenia wewnątrz dysku wiatru

słonecznego do strefy o mniejszej gęstości cząstek ujemnych, a obecnie do strefy o większej

gęstości cząstek dodatnich w sektorze cząstek dodatnich.

http://www.obserwacje.republika.pl/uwagi/magnet/geomagnetyzm.htm

2008-05-27

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: