पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की बल रेखाएँ। चुंबकीय क्षेत्र सिद्धांत और पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के बारे में रोचक तथ्य

लिपेत्स्क राज्य शैक्षणिक संस्थान

सैद्धांतिक और सामान्य भौतिकी विभाग

भौतिकी में पाठ्यक्रम।

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के क्षैतिज घटक का निर्धारण।

FPO-3 समूह के एक छात्र द्वारा पूरा किया गया

कज़न्त्सेव एन.एन.

प्रशांत बेड़े विभाग के प्रमुख एसोसिएट प्रोफेसर

ग्रीज़ोव यू.वी.

लिपेत्स्क

2. एक चुंबकीय क्षेत्र।

चुंबकीय क्षेत्र पदार्थ का एक विशेष रूप है, जिसके माध्यम से गतिमान विद्युत आवेशित कणों के बीच परस्पर क्रिया होती है।

मूल गुण चुंबकीय क्षेत्र:

चुंबकीय क्षेत्र विद्युत प्रवाह (चलती आवेशों) द्वारा उत्पन्न होता है।

विद्युत प्रवाह (चलती आवेशों) पर प्रभाव से चुंबकीय क्षेत्र का पता लगाया जाता है।

चुंबकीय क्षेत्र की खोज 1820 में डेनिश भौतिक विज्ञानी एच.के. ओर्स्टेड।

चुंबकीय क्षेत्र में एक दिशात्मक चरित्र होता है और इसे एक सदिश मात्रा द्वारा अभिलक्षित किया जाना चाहिए। यह मान आमतौर पर पत्र द्वारा निरूपित किया जाता है में . यह विद्युत क्षेत्र की ताकत के अनुरूप तार्किक होगा इ नाम में चुंबकीय क्षेत्र की ताकत। हालाँकि, के अनुसार ऐतिहासिक कारणचुंबकीय क्षेत्र की मुख्य शक्ति विशेषता कहलाती थी चुंबकीय प्रेरण . "चुंबकीय क्षेत्र शक्ति" नाम एक सहायक विशेषता को सौंपा गया था डी विद्युत क्षेत्र।

एक विद्युत क्षेत्र के विपरीत एक चुंबकीय क्षेत्र का आराम के आवेश पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है। बल तभी उत्पन्न होता है जब आवेश गति करता है।

तो, गतिमान आवेश (धाराएँ) आसपास के स्थान के गुणों को बदलते हैं - वे इसमें एक चुंबकीय क्षेत्र बनाते हैं। यह इस तथ्य में प्रकट होता है कि बल उसमें गतिमान आवेशों (धाराओं) पर कार्य करते हैं।

अनुभव देता है। चुंबकीय के साथ-साथ विद्युत के लिए भी क्या सच है सुपरपोजिशन सिद्धांत:

मैदानमें , कई गतिमान आवेशों (धाराओं) द्वारा उत्पन्न, क्षेत्रों के सदिश योग के बराबर हैबी मैं प्रत्येक शुल्क (वर्तमान) द्वारा अलग से उत्पन्न:

द्वितीय। पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की सामान्य विशेषताएं।

पूरी पृथ्वी एक विशाल गोलाकार चुम्बक है। मानव जाति ने बहुत पहले ही पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करना शुरू कर दिया था। पहले से ही XII-XIII सदियों की शुरुआत में। नेविगेशन में कम्पास का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। हालाँकि, उन दिनों यह माना जाता था कि ध्रुवीय तारा और उसका चुंबकत्व कम्पास सुई को उन्मुख करता है। पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के अस्तित्व की धारणा पहली बार 1600 में अंग्रेजी प्रकृतिवादी गिल्बर्ट द्वारा व्यक्त की गई थी।

पृथ्वी के आस-पास के अंतरिक्ष में और इसकी सतह पर किसी भी बिंदु पर, चुंबकीय बलों की क्रिया का पता लगाया जाता है। दूसरे शब्दों में, पृथ्वी के आस-पास के स्थान में, एक चुंबकीय क्षेत्र निर्मित होता है, जिसकी बल रेखाएँ चित्र 1 में दिखाई गई हैं।

पृथ्वी के चुंबकीय और भौगोलिक ध्रुव एक दूसरे के साथ मेल नहीं खाते। उत्तरी चुंबकीय ध्रुव एन दक्षिणी गोलार्ध में, अंटार्कटिका के तट के पास और दक्षिण चुंबकीय ध्रुव पर स्थित है एस विक्टोरिया द्वीप (कनाडा) के उत्तरी तट के पास उत्तरी गोलार्ध में स्थित है। चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने वाली प्रक्रियाओं की परिवर्तनशीलता के कारण दोनों ध्रुव लगभग 5 प्रति वर्ष की गति से पृथ्वी की सतह पर निरंतर गति (बहाव) करते हैं। इसके अलावा, चुंबकीय क्षेत्र की धुरी पृथ्वी के केंद्र से नहीं गुजरती है, लेकिन इसके पीछे 430 किमी है। पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र सममित नहीं है। इस तथ्य के कारण कि चुंबकीय क्षेत्र की धुरी ग्रह के घूर्णन के अक्ष पर केवल 11.5 डिग्री के कोण पर चलती है, हम कम्पास का उपयोग कर सकते हैं।

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र का मुख्य भाग, आधुनिक विचारों के अनुसार, अंतर्स्थलीय मूल का है। पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र इसके कोर द्वारा बनाया गया है। पृथ्वी का बाहरी कोर तरल और धात्विक है। धातु एक प्रवाहकीय पदार्थ है, और यदि तरल कोर में निरंतर धाराएं मौजूद हों, तो संबंधित विद्युत धारा एक चुंबकीय क्षेत्र बनाएगी। पृथ्वी के घूर्णन के कारण कोर में ऐसी धाराएँ विद्यमान रहती हैं, क्योंकि पृथ्वी, कुछ सन्निकटन में, एक चुंबकीय द्विध्रुव है, अर्थात दो ध्रुवों वाला एक प्रकार का चुंबक: दक्षिण और उत्तर।

चुंबकीय क्षेत्र का एक नगण्य हिस्सा (लगभग 1%) अलौकिक मूल का है। इस भाग के उद्भव का श्रेय आयनमंडल की प्रवाहकीय परतों और पृथ्वी की सतह में बहने वाली विद्युत धाराओं को दिया जाता है। पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र का यह भाग समय के साथ थोड़े परिवर्तन के अधीन है, जिसे धर्मनिरपेक्ष भिन्नता कहा जाता है। लौकिक भिन्नता में विद्युत धाराओं के अस्तित्व के कारण अज्ञात हैं।

एक आदर्श और काल्पनिक धारणा में, जिसमें पृथ्वी बाहरी अंतरिक्ष में अकेली होगी, ग्रह की चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं को उसी तरह से व्यवस्थित किया गया था जैसे स्कूल भौतिकी की पाठ्यपुस्तक से एक साधारण चुंबक की क्षेत्र रेखाएँ, अर्थात। दक्षिणी ध्रुव से उत्तर की ओर फैले सममित चापों के रूप में। रेखा घनत्व (चुंबकीय क्षेत्र शक्ति) ग्रह से दूरी के साथ घटेगा। वास्तव में, पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र सूर्य के चुंबकीय क्षेत्र, ग्रहों और सूर्य द्वारा प्रचुर मात्रा में उत्सर्जित आवेशित कणों की धाराओं के संपर्क में है। यदि दूर होने के कारण स्वयं सूर्य और इससे भी अधिक ग्रहों के प्रभाव को उपेक्षित किया जा सकता है, तो कण प्रवाह के साथ, अन्यथा सौर वायु के साथ, आप ऐसा नहीं कर सकते। सौर वायु कणों की एक धारा है जो लगभग 500 किमी/सेकेंड की गति से दौड़ती है, जो उत्सर्जित होती है सौर वातावरण. क्षणों में सौर फ्लेयर्स, साथ ही सूर्य पर बड़े धब्बों के एक समूह के निर्माण की अवधि के दौरान, पृथ्वी के वायुमंडल पर बमबारी करने वाले मुक्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या में तेजी से वृद्धि होती है। इससे पृथ्वी के आयनमंडल में प्रवाहित होने वाली धाराओं में व्यवधान उत्पन्न होता है और इसके कारण पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन होता है। चुंबकीय तूफान हैं। इस तरह के प्रवाह एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करते हैं, जो पृथ्वी के क्षेत्र के साथ संपर्क करता है, इसे दृढ़ता से विकृत करता है। अपने चुंबकीय क्षेत्र के कारण, पृथ्वी सौर पवन के पकड़े गए कणों को तथाकथित विकिरण बेल्ट में रखती है, उन्हें पृथ्वी के वायुमंडल में जाने से रोकती है, और इससे भी अधिक सतह पर। सौर हवा के कण सभी जीवित चीजों के लिए बहुत हानिकारक होंगे। उल्लिखित क्षेत्रों की बातचीत के दौरान, एक सीमा का निर्माण होता है, जिसके एक तरफ एक विकृत (परिवर्तन के अधीन) होता है बाहरी प्रभाव) सौर पवन कणों का चुंबकीय क्षेत्र, दूसरे पर - पृथ्वी का विक्षुब्ध क्षेत्र। इस सीमा को निकट-पृथ्वी अंतरिक्ष की सीमा, मैग्नेटोस्फीयर और वायुमंडल की सीमा के रूप में माना जाना चाहिए। इस सीमा के बाहर बाह्य चुंबकीय क्षेत्र का प्रभाव प्रबल होता है। सूर्य की दिशा में, पृथ्वी का मैग्नेटोस्फीयर सौर हवा के हमले के तहत चपटा हुआ है और ग्रह के केवल 10 त्रिज्या तक फैला हुआ है। विपरीत दिशा में, 1000 पृथ्वी त्रिज्या तक का विस्तार होता है।

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र का मुख्य भाग पृथ्वी की सतह के विभिन्न क्षेत्रों में विसंगतियों का पता लगाता है। इन विसंगतियों, जाहिरा तौर पर, पृथ्वी की पपड़ी में फेरोमैग्नेटिक द्रव्यमान की उपस्थिति या चुंबकीय गुणों में अंतर के लिए जिम्मेदार ठहराया जाना चाहिए। चट्टानों. इसलिए, खनिजों के अध्ययन में चुंबकीय विसंगतियों का अध्ययन व्यावहारिक महत्व का है।

पृथ्वी पर किसी भी बिंदु पर एक चुंबकीय क्षेत्र के अस्तित्व को एक चुंबकीय सुई का उपयोग करके स्थापित किया जा सकता है। यदि आप एक चुंबकीय सुई लटकाते हैं एन एस एक धागे पर एल (अंजीर। 2) ताकि निलंबन बिंदु तीर के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र के साथ मेल खाता हो, तो तीर को स्पर्शरेखा की दिशा में पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की बल रेखा पर सेट किया जाएगा।

उत्तरी गोलार्द्ध में - दक्षिणी छोर पृथ्वी की ओर झुका होगा और तीर क्षितिज के साथ होगा झुकाव कोणक्यू (चुंबकीय भूमध्य रेखा पर झुकाव क्यू शून्य के बराबर)। जिस ऊर्ध्वाधर तल में तीर स्थित होता है उसे चुंबकीय याम्योत्तर का तल कहा जाता है। चुंबकीय याम्योत्तर के सभी तल एक सीधी रेखा में प्रतिच्छेद करते हैं एन एस , और पृथ्वी की सतह पर चुंबकीय याम्योत्तर के निशान चुंबकीय ध्रुवों पर अभिसरित होते हैं एन और एस . चूँकि चुंबकीय ध्रुव भौगोलिक ध्रुवों से मेल नहीं खाते हैं, इसलिए सुई भौगोलिक मध्याह्न रेखा से विक्षेपित हो जाएगी। तीर (अर्थात् चुंबकीय याम्योत्तर) से गुजरने वाला ऊर्ध्वाधर तल भौगोलिक याम्योत्तर के साथ जो कोण बनाता है, उसे कहा जाता है चुंबकीय गिरावट ए(अंक 2)। वेक्टर

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की ताकत को दो घटकों में विभाजित किया जा सकता है: क्षैतिज और लंबवत (चित्र 3)। झुकाव और झुकाव के कोणों के साथ-साथ क्षैतिज घटक का मान, किसी दिए गए बिंदु पर पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की कुल शक्ति की परिमाण और दिशा निर्धारित करना संभव बनाता है। यदि चुंबकीय सुई केवल ऊर्ध्वाधर अक्ष के चारों ओर स्वतंत्र रूप से घूम सकती है, तो इसे चुंबकीय मेरिडियन के विमान में पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के क्षैतिज घटक के प्रभाव में स्थापित किया जाएगा। क्षैतिज घटक, चुंबकीय गिरावट ए और झुकाव क्यू स्थलीय चुंबकत्व के तत्व कहलाते हैं। स्थलीय चुंबकत्व के सभी तत्व समय के साथ बदलते हैं।

पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र।

व्याख्यान में चर्चा किए गए मुख्य प्रश्न:

1. भू-चुंबकत्व की प्रकृति।

2. पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के तत्व।

3. संरचना भूचुंबकीय क्षेत्र.

4. पृथ्वी का चुंबकमंडल और विकिरण पेटियाँ।

5. भू-चुंबकीय क्षेत्र के धर्मनिरपेक्ष रूपांतर।

6. भू-चुंबकीय क्षेत्र की विसंगतियाँ।

1. भू-चुंबकत्व की प्रकृति।स्थलीय चुंबकत्व, या भू-चुंबकत्व, पृथ्वी की एक संपत्ति है खगोलीय पिंड, इसके चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र के अस्तित्व का कारण बनता है। भू-चुंबकत्व पृथ्वी का विज्ञान है।

हाइड्रोमैग्नेटिक डायनेमो का सिद्धांत भूभौतिकीविदों द्वारा स्थापित इस तथ्य पर आधारित है कि 2900 किमी की गहराई पर अच्छी विद्युत चालकता (106-105 S/m) के साथ पृथ्वी का एक "तरल" बाहरी कोर है।

हाइड्रोमैग्नेटिक डायनेमो का विचार पहली बार 1919 में इंग्लैंड में लारमोर द्वारा सूर्य के चुंबकत्व की व्याख्या करने के लिए प्रस्तावित किया गया था। टेरेस्ट्रियल मैग्नेटिज्म (1947) में, सोवियत भौतिक विज्ञानी या. आई. फ्रेनकेल ने यह विचार व्यक्त किया कि पृथ्वी के कोर में तापीय संवहन निश्चित रूप से वह कारण है जो पृथ्वी के कोर के हाइड्रोमैग्नेटिक डायनेमो को सक्रिय करता है।

हाइड्रोमैग्नेटिक डायनेमो परिकल्पना के मुख्य प्रावधान इस प्रकार हैं।

1. तथाकथित जाइरोमैग्नेटिक (ग्रीक से। गायरो - आई रोटेट, आई सर्कल) प्रभाव और इसके निर्माण के दौरान पृथ्वी के घूमने के कारण, एक बहुत ही कमजोर चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न हो सकता है। जाइरोमैग्नेटिक प्रभाव फेरोमैग्नेटिक बॉडीज का मैग्नेटाइजेशन है, जो उनके घूमने और उनके रोटेशन के दौरान होता है कुछ शर्तेंचुंबकीयकरण। जाइरोमैग्नेटिक प्रभाव में परमाणु के यांत्रिक और चुंबकीय क्षणों के बीच एक संबंध पाया जाता है।

2. कोर में मुक्त इलेक्ट्रॉनों की उपस्थिति और इतने कमजोर चुंबकीय क्षेत्र में पृथ्वी के घूमने से कोर में एड़ी विद्युत धाराओं का समावेश हुआ।

3. प्रेरित भँवर धाराएँ, बदले में, एक चुंबकीय क्षेत्र बनाती (उत्पन्न) करती हैं, जैसा कि डायनेमो में होता है। पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में वृद्धि से कोर में एड़ी धाराओं में एक नई वृद्धि और बाद में चुंबकीय क्षेत्र में वृद्धि होनी चाहिए।

4. पुनर्जनन के समान एक प्रक्रिया तब तक चलती है जब तक कि कोर की चिपचिपाहट के कारण ऊर्जा का अपव्यय नहीं हो जाता है और इसके विद्युत प्रतिरोध को एड़ी धाराओं और अन्य कारणों की अतिरिक्त ऊर्जा द्वारा मुआवजा दिया जाता है।

इस प्रकार, फ्रेंकेल के अनुसार, पृथ्वी का कोर एक प्रकार का प्राकृतिक टर्बोजेनरेटर है। इसमें टरबाइन की भूमिका ऊष्मा प्रवाह द्वारा निभाई जाती है: वे पिघले हुए धातु के बड़े द्रव्यमान को उठाते हैं, जिसमें द्रव का गुण होता है, जो कोर के आंत्र से त्रिज्या के साथ ऊपर की ओर होता है। ऊपरी परतों के ठंडे और इसलिए भारी कण नीचे धंस जाते हैं। कोरिओलिस बल उन्हें चारों ओर "घुमाता" है पृथ्वी की धुरी, इस प्रकार "स्थलीय डायनेमो" के अंदर विशाल कॉइल बनाते हैं। गर्म धातु की इन बंद धाराओं में, जैसा कि एक साधारण डायनेमो के एंकर पर तार के कॉइल में होता है, एक इंडक्शन करंट बहुत पहले उत्पन्न हुआ होगा। उसने धीरे-धीरे पृथ्वी के कोर को चुम्बकित किया। प्रारंभिक बहुत कमजोर चुंबकीय क्षेत्र समय के साथ, जब तक यह अपने चरम पर पहुंच गया, तब तक मजबूत किया गया था सीमा मूल्य. यह सीमा सुदूर अतीत में पहुँच गई थी। और यद्यपि पृथ्वी का टर्बोजनरेटर काम करना जारी रखता है, गतिज ऊर्जाप्रवाह तरल धातुअब पृथ्वी के कोर के चुंबकीयकरण पर खर्च नहीं किया जाता है, लेकिन पूरी तरह गर्मी में परिवर्तित हो जाता है।

पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र लगभग 3 अरब वर्षों से अस्तित्व में है, जो कि उसकी आयु से लगभग 1.5 अरब वर्ष कम है। इसका मतलब यह है कि यह एक अवशेष नहीं था और एक पुनर्स्थापना तंत्र के अभाव में, पूरे के लिए मौजूद नहीं हो सकता था भूवैज्ञानिक इतिहासधरती।

2. पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के तत्व।पृथ्वी की सतह पर प्रत्येक बिंदु पर, चुंबकीय क्षेत्र की विशेषता कुल तीव्रता वेक्टर Hm है, जिसका परिमाण और दिशा स्थलीय चुंबकत्व के तीन तत्वों द्वारा निर्धारित की जाती है; तनाव एच का क्षैतिज घटक, चुंबकीय घोषणा डी और झुकाव I। चुंबकीय गिरावट भौगोलिक और चुंबकीय मेरिडियन के बीच क्षैतिज विमान में कोण है; चुंबकीय झुकाव क्षैतिज तल और पूर्ण सदिश Ht की दिशा के बीच ऊर्ध्वाधर तल में कोण है।

मात्रा H, X, Y, Z, D और I को स्थलीय चुंबकत्व के तत्व कहा जाता है, जबकि तत्व H, X, Y और Z को स्थलीय चुंबकीय क्षेत्र के बल घटक कहा जाता है, और D और I को कोणीय कहा जाता है।

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र Ht का पूर्ण वेक्टर, इसके बल घटक H, X, Y और Z का आयाम A/m है, दिक्पात D और झुकाव I कोणीय डिग्री, मिनट और सेकंड हैं। पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की ताकत अपेक्षाकृत कम है: कुल वेक्टर एचएम ध्रुव पर 52.5 ए/एम से भूमध्य रेखा पर 26.3 ए/एम तक भिन्न होता है।

चावल। 5.1 - स्थलीय चुंबकत्व के तत्व

स्थलीय चुंबकत्व के तत्वों के पूर्ण मूल्य छोटे हैं, और इसलिए उन्हें मापने के लिए उच्च-सटीक उपकरणों का उपयोग किया जाता है - मैग्नेटोमीटर और चुंबकीय वेरोमीटर; एच के मूल्यों और जेड के मूल्यों को मापने के लिए वैरोमीटर हैं। जटिल ऑप्टिकल-मैकेनिकल और क्वांटम मैग्नेटोमीटर से लैस ट्रैवलिंग मैग्नेटिक स्टेशनों का उपयोग किया जाता है। एक ही झुकाव डी के साथ मानचित्र बिंदुओं पर जुड़ने वाली रेखाओं को आइसोगोन कहा जाता है, एक ही झुकाव के साथ I - isoclines, एक ही H या Z के साथ - कुल तीव्रता वेक्टर Ht के क्षैतिज या ऊर्ध्वाधर घटकों के isodynes और एक ही X या Y के साथ - उत्तरी या पूर्वी घटकों के आइसोडीन्स। स्थलीय चुंबकत्व के तत्वों के मूल्य समय के साथ और इसलिए लगातार बदल रहे हैं चुंबकीय कार्डहर पांच साल में अपडेट किया जाता है।

3. भूचुंबकीय क्षेत्र की संरचना।पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र इसकी संरचना में विषम है। इसमें दो भाग होते हैं: स्थिर और परिवर्तनशील क्षेत्र। स्थिर क्षेत्र कहा जाता है आंतरिक स्रोतचुंबकत्व; प्रत्यावर्ती क्षेत्र के स्रोत वायुमंडल की ऊपरी परतों में विद्युत धाराएँ हैं - आयनमंडल और मैग्नेटोस्फीयर। बदले में, एक स्थिर चुंबकीय क्षेत्र स्वाभाविक रूप से विषम होता है और इसमें कई भाग होते हैं। इसलिए, सामान्य तौर पर, पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में निम्नलिखित क्षेत्र होते हैं:

एचटी = लेकिन + एचएम + हा + एचवी + δएच, (5.1)

जहां एचटी पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की ताकत है; हो ग्लोब के सजातीय चुंबकीयकरण द्वारा निर्मित द्विध्रुवीय क्षेत्र की तीव्रता है; Nm पृथ्वी की गहरी परतों की विषमता के कारण आंतरिक कारणों से निर्मित गैर-द्विध्रुवीय, या महाद्वीपीय, क्षेत्र की तीव्रता है; Na विभिन्न चुम्बकत्वों द्वारा निर्मित विषम क्षेत्र की तीव्रता है ऊपरी हिस्सेपृथ्वी की पपड़ी; एचबी - क्षेत्र की ताकत, जिसका स्रोत बाहरी कारणों से जुड़ा हुआ है; δH बाहरी कारकों के कारण चुंबकीय विविधताओं की क्षेत्र शक्ति है।

क्षेत्रों का योग हो + एचएम = एनजी पृथ्वी का मुख्य चुंबकीय क्षेत्र बनाता है। विषम क्षेत्र में दो भाग होते हैं: क्षेत्रीय वर्ण Hp का क्षेत्र और स्थानीय (स्थानीय) वर्ण Hl का क्षेत्र। एक स्थानीय विसंगति को एक क्षेत्रीय विसंगति पर आरोपित किया जा सकता है, और फिर Ha = Нр+Нl।

Ho+Hm+Hv क्षेत्रों का योग आमतौर पर सामान्य क्षेत्र कहा जाता है। हालाँकि, क्षेत्र Hw कुल भू-चुंबकीय क्षेत्र Hm में बहुत छोटा योगदान देता है। चुंबकीय वेधशालाओं और चुंबकीय सर्वेक्षणों के आंकड़ों के अनुसार, भू-चुंबकीय क्षेत्र का एक व्यवस्थित अध्ययन दर्शाता है बाहरी क्षेत्रआंतरिक के संबंध में 1% से कम है और इसलिए इसे उपेक्षित किया जा सकता है। इस मामले में, सामान्य क्षेत्र पृथ्वी के मुख्य चुंबकीय क्षेत्र के साथ मेल खाता है।

भू-चुंबकीय ध्रुव वहां स्थित होते हैं जहां पृथ्वी की चुंबकीय धुरी पृथ्वी की सतह को काटती है। हालांकि उत्तरी चुंबकीय ध्रुव अंदर है दक्षिणी गोलार्द्ध, और दक्षिण - उत्तर में, रोजमर्रा की जिंदगी में उन्हें भौगोलिक ध्रुवों के अनुरूप कहा जाता है।

समय के साथ, चुंबकीय ध्रुव अपनी स्थिति बदलते हैं। इस प्रकार, उत्तरी चुंबकीय ध्रुव पृथ्वी की सतह पर प्रति दिन 20.5 मीटर (7.5 किमी प्रति वर्ष) और दक्षिण में - 30 मीटर (11 किमी प्रति वर्ष) से ​​आगे बढ़ता है।

4. पृथ्वी का चुंबकमंडल और विकिरण पेटियाँ।पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र न केवल पृथ्वी की सतह के पास, बल्कि उससे बड़ी दूरी पर भी मौजूद है, जिसे प्रयोग करके खोजा गया था अंतरिक्ष रॉकेटऔर इंटरप्लेनेटरी स्पेस स्टेशन। 10-14 पृथ्वी त्रिज्या की दूरी पर, भू-चुंबकीय क्षेत्र इंटरप्लेनेटरी चुंबकीय क्षेत्र और तथाकथित सौर हवा के क्षेत्र से मिलता है। सौर हवा सौर कोरोना (कोरोनल गैस, मुख्य रूप से हाइड्रोजन और हीलियम से मिलकर) के प्लाज्मा का बहिर्वाह है, जो इंटरप्लेनेटरी स्पेस में है। सौर हवा के कणों (प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन) की गति बहुत अधिक है - लगभग 400 किमी / सेकंड, कणों की संख्या (कॉर्पसकल) - कई दसियों प्रति 1 सेमी 3, तापमान - 1.5-2 मिलियन डिग्री तक। चुंबकीय क्षेत्र और पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की सीमा पर, तीव्रता लगभग (0.4–0.5) 10-2 A/m है।

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के क्षेत्र को मैग्नेटोस्फीयर कहा जाता है, और इसकी बाहरी सीमा को मैग्नेटोपॉज (चित्र 5.3) कहा जाता है। भू-चुंबकीय क्षेत्र सौर पवन से काफी प्रभावित होता है। मैग्नेटोस्फीयर विशाल दूरी तक फैला हुआ है: सबसे छोटा - सूर्य की ओर - 10-14 पृथ्वी त्रिज्या तक पहुंचता है, सबसे बड़ा - रात की ओर से - लगभग 16 पृथ्वी त्रिज्या। चुंबकीय पूंछ और भी बड़ी है (कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहों के आंकड़ों के अनुसार, सैकड़ों पृथ्वी त्रिज्या)।

चित्र 5.3 - पृथ्वी के चुंबकमंडल की संरचना: 1 - सौर वायु; 2 - झटका सामने; 3 - चुंबकीय गुहा; 4 - मैग्नेटोपॉज़; 5 - ध्रुवीय मैग्नेटोस्फेरिक गैप की ऊपरी सीमा; 6 - प्लाज्मा मेंटल; 7 - बाहरी विकिरण बेल्ट या प्लास्मास्फियर; 9 - तटस्थ परत; 10 - प्लाज्मा परत

अधिकतम आंतरिक प्रोटॉन बेल्ट 3.5 पृथ्वी त्रिज्या (22 हजार किमी) की दूरी पर स्थित है। प्लास्मास्फियर के अंदर, पृथ्वी की सतह के पास, एक दूसरा इलेक्ट्रॉन विकिरण बेल्ट है। ध्रुवों के पास, यह बेल्ट 100 किमी की दूरी पर स्थित है, लेकिन इसका मुख्य भाग ग्रह की सतह से 4.4-10 हजार किमी की दूरी पर स्थित है। इसमें मौजूद इलेक्ट्रॉनों की ऊर्जा दसियों से सैकड़ों केवी तक होती है। इलेक्ट्रॉन प्रवाह की तीव्रता 109 कण प्रति सेमी 2/एस अनुमानित है, यानी बाहरी इलेक्ट्रॉन बेल्ट की तुलना में परिमाण का एक क्रम।

विकिरण बेल्ट में विकिरण शक्ति काफी अधिक है - प्रतिदिन एक्स-रे के कई सौ या हजारों जैविक समकक्ष। इसीलिए अंतरिक्ष यानबोर्ड पर अंतरिक्ष यात्रियों के साथ, उन्हें इन बेल्टों के नीचे स्थित कक्षाओं में प्रक्षेपित किया जाता है।

यदि कोई मैग्नेटोस्फीयर नहीं होता, तो सौर और ब्रह्मांडीय हवा की धाराएं बिना किसी प्रतिरोध के पृथ्वी की सतह पर आ जातीं और मनुष्यों सहित सभी जीवित प्राणियों पर हानिकारक प्रभाव पड़ता।

5. भू-चुंबकीय क्षेत्र के धर्मनिरपेक्ष रूपांतर।कई दशकों और सदियों की अवधि में स्थलीय चुंबकत्व के एक या दूसरे तत्व के औसत वार्षिक मूल्यों को बदलने की प्रक्रिया को धर्मनिरपेक्ष भिन्नता कहा जाता है, और साल-दर-साल उनके परिवर्तन को धर्मनिरपेक्ष भिन्नता कहा जाता है।

भू-चुंबकीय क्षेत्र के अतीत का न्याय करने के लिए - इसकी दिशा और तीव्रता - "सामग्री में चुंबकीय क्षेत्र को ठंडा करने" के तथाकथित प्रभाव की अनुमति देता है। कोई भी चट्टान, कोई भी पदार्थ जिसमें लोहा या अन्य फेरोमैग्नेटिक तत्व होता है, लगातार पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में रहता है। इस सामग्री में प्राथमिक चुम्बक खुद को चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के साथ उन्मुख करते हैं।

यदि सामग्री को गर्म किया जाता है, तो एक क्षण ऐसा आएगा जब कणों की ऊष्मीय गति इतनी ऊर्जावान हो जाएगी कि यह चुंबकीय क्रम को नष्ट कर देगी। फिर, जब सामग्री ठंडी हो जाती है, तब क्यूरी बिंदु से शुरू होता है (क्यूरी बिंदु वह तापमान है जिसके नीचे चट्टानें फेरोमैग्नेटिक हो जाती हैं; शुद्ध लोहे के लिए, क्यूरी बिंदु 769 ° C, मैग्नेटाइट के लिए - 580 ° C), चुंबकीय क्षेत्र अराजक गति की ताकतों पर हावी है। प्राथमिक चुम्बक फिर से पंक्तिबद्ध हो जाएंगे क्योंकि चुंबकीय क्षेत्र उन्हें बताता है, और इस स्थिति में तब तक रहेगा जब तक कि शरीर फिर से गर्म न हो जाए। इस प्रकार, भू-चुंबकीय क्षेत्र, जैसा कि सामग्री में "जमे हुए" था।

वर्तमान में, पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र प्रति 100 वर्षों में 2.5% की दर से घट रहा है, और लगभग 4000 वर्षों में, यदि इस गिरावट की प्रकृति नहीं बदलती है, तो यह घटकर शून्य हो जानी चाहिए। हालांकि, पेलियोमैग्नेटोलॉजिस्ट तर्क देते हैं कि ऐसा नहीं होगा।

यदि हम पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के दोलन की विभिन्न अवधियों के साथ सभी चक्रीय वक्रों को जोड़ते हैं, तो हमें तथाकथित "सुचारू या औसत वक्र" मिलता है, जो 8000 वर्षों की अवधि के साथ एक साइनसॉइड के साथ काफी मेल खाता है। वर्तमान में, चुंबकीय क्षेत्र के उतार-चढ़ाव का कुल मूल्य साइनसॉइड के निचले खंड पर है।

विभिन्न अवधिभू-चुंबकीय क्षेत्र के उतार-चढ़ाव की अवधि स्पष्ट रूप से जल-चुंबकीय डायनेमो के गतिमान भागों के संतुलन की कमी और उनकी विभिन्न विद्युत चालकता के कारण होती है।

उलटा स्थानों में चुंबकीय ध्रुवों का आदान-प्रदान होता है। उत्क्रमण के दौरान, उत्तरी चुंबकीय ध्रुव दक्षिण के स्थान पर और दक्षिण - उत्तर के स्थान पर चला जाता है।

कभी-कभी, उलटने के बजाय, वे ध्रुवों को "कूदने" के बारे में बात करते हैं। हालाँकि, ध्रुवों के संबंध में यह शब्द पूरी तरह से उपयुक्त नहीं है, क्योंकि ध्रुव इतनी तेज़ी से नहीं चलते हैं - कुछ अनुमानों के अनुसार, "कूद" 5 या 10 हजार साल तक रहता है।

पिछले 600 हजार वर्षों में, भू-चुंबकीय क्षेत्र के उत्क्रमण के 12 युग स्थापित किए गए हैं (गॉटेनबर्ग - 10-12 हजार वर्ष, लास्चमी - 20-24 हजार वर्ष, आदि)। यह विशेषता है कि ग्रह पर महत्वपूर्ण भूवैज्ञानिक, जलवायु और जैविक परिवर्तन इन युगों के साथ मेल खाते हैं।

6. भू-चुंबकीय क्षेत्र की विसंगतियाँ।एक चुंबकीय विसंगति स्थलीय चुंबकत्व के तत्वों के मूल्यों का विचलन है सामान्य मूल्य, जो पृथ्वी के एक समान चुंबकत्व के मामले में किसी दिए गए स्थान पर देखा जाएगा।

यदि किसी स्थान पर चुंबकीय दिक्पात और झुकाव में अचानक परिवर्तन पाया जाता है, तो यह निम्न को इंगित करता है पृथ्वी की सतहछिपी हुई चट्टानें जिनमें फेरोमैग्नेटिक खनिज होते हैं। इनमें मैग्नेटाइट, टाइटेनियम-मैग्नेटाइट, हेमेटाइट आदि शामिल हैं। मैग्नेटाइट में सबसे अधिक चुंबकीय संवेदनशीलता होती है, इसलिए महत्वपूर्ण संख्या में विसंगतियां चट्टानों में इसकी उपस्थिति से जुड़ी होती हैं।

आकार के आधार पर, चुंबकीय विसंगतियों को महाद्वीपीय, क्षेत्रीय और स्थानीय में विभाजित किया जाता है। महाद्वीपीय विसंगतियाँ उनके केंद्रों के अंतर्गत शक्तिशाली भँवर धाराओं का परिणाम हैं। क्षेत्रीय और स्थानीय विसंगतियों के कारण बढ़े हुए चुंबकीय गुणों वाली चट्टानें हैं। पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में होने के कारण ये चट्टानें चुम्बकित होती हैं और एक अतिरिक्त चुंबकीय क्षेत्र बनाती हैं।

चुंबकीय गुणकुछ हद तक सभी चट्टानों में निहित है। जब किसी चट्टान को चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है, तो उसके आयतन का प्रत्येक तत्व चुंबकत्व प्राप्त कर लेता है। किसी बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में किसी पदार्थ के अपने चुंबकत्व को बदलने की क्षमता को चुंबकीय संवेदनशीलता कहा जाता है। निर्भर करना अंकीय मूल्यऔर चुंबकीय संवेदनशीलता का संकेत, सभी प्राकृतिक पदार्थों को तीन समूहों में विभाजित किया गया है: डायनामैग्नेटिक, पैरामैग्नेटिक, फेरोमैग्नेटिक। इस मामले में, डायमैग्नेटिक पदार्थों के लिए, चुंबकीय संवेदनशीलता नकारात्मक है, और पैरामैग्नेटिक और फेरोमैग्नेटिक पदार्थों के लिए, यह सकारात्मक है।

हीरे-चुंबकीय पदार्थों (क्वार्ट्ज, मार्बल, ग्रेफाइट, तांबा, सोना, चांदी, सीसा, पानी, आदि) में, चुंबकत्व चुंबकीय क्षेत्र की ताकत के समानुपाती होता है और इसकी ओर निर्देशित होता है। डायमैग्नेटिक पदार्थ पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र को कमजोर करते हैं और नकारात्मक चुंबकीय विसंगतियों के निर्माण में योगदान करते हैं।

पैरामैग्नेटिक पदार्थों (मेटामॉर्फिक और आग्नेय चट्टानों, क्षार धातुओं, आदि) में, चुंबकीयकरण भी चुंबकीय क्षेत्र की ताकत के समानुपाती होता है, लेकिन, डायमैग्नेटिक पदार्थों के विपरीत, इसके साथ एक ही दिशा होती है। फेरोमैग्नेटिक पदार्थों (लौह, निकल, कोबाल्ट, आदि) में, डाया- और पैरामैग्नेटिक पदार्थों की तुलना में मैग्नेटाइजेशन बहुत अधिक होता है, यह चुंबकीय छत की ताकत के समानुपाती नहीं होता है, यह दृढ़ता से तापमान और "चुंबकीय" पर निर्भर करता है पदार्थ की पृष्ठभूमि"।

चुंबकीय क्षेत्र विसंगतियों के निर्माण में मुख्य योगदान फेरोमैग्नेटिक खनिजों (मैग्नेटाइट, टिटानोमैग्नेटाइट, इल्मेनाइट, आदि) और उन्हें युक्त गर्वित चट्टानों द्वारा किया जाता है। चूंकि, कुल मिलाकर, चट्टानों की चुंबकीय संवेदनशीलता विस्तृत सीमाओं (लाखों गुना) के भीतर भिन्न होती है, चुंबकीय क्षेत्र की विसंगतियों की तीव्रता भी विस्तृत सीमाओं के भीतर भिन्न होती है।

पृथ्वी का परिवर्तनशील चुंबकीय क्षेत्र।वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र के स्रोत पृथ्वी के अंतरिक्ष के बाहर हैं। उनके मूल से, वे प्रेरण धाराएं हैं जो वायुमंडल की उच्च परतों (एक सौ से कई हजार किलोमीटर) में होती हैं। प्रेरण धाराएँ प्लाज्मा के बहिर्वाह से बनती हैं - सूर्य से उड़ने वाले दोनों चिह्नों (कॉर्पुसल्स) के आवेशित कणों की एक धारा। पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में प्रवेश करते हुए, कणिकाएं इसके द्वारा कब्जा कर ली जाती हैं और कई जटिल घटनाएं पैदा करती हैं, जैसे वायुमंडलीय आयनीकरण, auroras, पृथ्वी के विकिरण बेल्ट आदि का निर्माण।

एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र पृथ्वी के मुख्य चुंबकीय क्षेत्र पर आरोपित है और समय में इसकी विभिन्न विविधताओं का कारण बनता है। उनमें से कुछ सुचारू रूप से होते हैं, एक निश्चित पैटर्न का पालन करते हैं। ये तथाकथित आवधिक (अविचलित) विविधताएं हैं। अन्य प्रकृति में यादृच्छिक हैं, भू-चुंबकीय क्षेत्र के पैरामीटर (अवधि, आयाम, चरण) लगातार और अचानक उनके मूल्य को बदलते हैं।

एक अवधि के साथ स्थलीय चुंबकत्व के तत्वों में सौर-दैनिक भिन्नताएं परिवर्तन हैं अवधि के बराबर सौर दिन. स्थलीय चुंबकत्व के तत्वों की सौर-दैनिक विविधताएं मौसम पर निर्भर करती हैं और भौगोलिक अक्षांश, क्योंकि वे तीव्रता से निर्धारित होते हैं पराबैंगनी किरणसूर्य और, परिणामस्वरूप, सूर्य के संबंध में पृथ्वी की स्थिति। इसी समय, यह विशेषता है कि अक्षांश और वर्ष के समय दोनों में दोलनों के चरण व्यावहारिक रूप से अपरिवर्तित रहते हैं, मुख्य रूप से दोलनों के आयाम बदलते हैं।

स्थलीय चुंबकत्व के तत्वों की चंद्र-दैनिक विविधताएं क्षितिज के संबंध में चंद्रमा की स्थिति से जुड़ी हैं और चंद्रमा के गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव के कारण हैं पृथ्वी का वातावरण. स्थलीय चुंबकत्व के तत्वों के चंद्र-दैनिक रूपांतर छोटे हैं, सौर-दैनिक विविधताओं का केवल 10-15% हिस्सा है।

परेशान गैर-आवधिक दोलनों में चुंबकीय तूफान शामिल हैं। उन्हीं में से एक है विशेषणिक विशेषताएं- अचानक प्रकट होना। एक शांत चुंबकीय क्षेत्र की पृष्ठभूमि के खिलाफ, लगभग उसी क्षण सब कुछ पर पृथ्वी, स्थलीय चुंबकत्व के सभी तत्व अचानक अपने मूल्यों को बदलते हैं, और तूफान के आगे के पाठ्यक्रम में बहुत तेजी से और निरंतर परिवर्तन होते हैं।

तीव्रता (आयाम के परिमाण के अनुसार) के अनुसार, चुंबकीय तूफानों को आमतौर पर कमजोर, मध्यम और बड़े में विभाजित किया जाता है। बहुत बड़े के दौरान स्थलीय चुंबकत्व के तत्वों के आयाम चुंबकीय तूफानलंबवत और क्षैतिज घटकों -2 -4 ए / एम और अधिक के लिए कई डिग्री के चुंबकीय झुकाव तक पहुंचें। तूफानों की तीव्रता निम्न से उच्च भू-चुंबकीय अक्षांशों की ओर बढ़ती है। तूफानों की अवधि आमतौर पर कई दिनों की होती है। चुंबकीय तूफानों की आवृत्ति और शक्ति सौर गतिविधि पर निर्भर करती है।

में पिछले साल कावैज्ञानिक निकालने लगे व्यावहारिक लाभचुंबकीय तूफानों से, उनकी मदद से पृथ्वी को "जांच" करने का अवसर मिला महान गहराई. चुंबकीय गड़बड़ी का उपयोग करके पृथ्वी के आंतरिक भाग का अध्ययन करने की विधि को चुंबकीय-टेल्यूरिक साउंडिंग कहा जाता है, क्योंकि यहां चुंबकीय गड़बड़ी और पृथ्वी में उनके कारण होने वाली टेल्यूरिक (यानी, स्थलीय) धाराओं पर एक साथ विचार किया जाता है। चुंबकीय-टेल्यूरिक ध्वनि के परिणामस्वरूप, यह पाया गया कि 300-400 किमी की गहराई पर, पृथ्वी की विद्युत चालकता तेजी से बढ़ जाती है। इन गहराईयों तक, पृथ्वी व्यावहारिक रूप से एक विसंवाहक है।

पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र ग्रह के भीतर स्रोतों द्वारा उत्पन्न एक गठन है। यह भूभौतिकी के संबंधित खंड के अध्ययन का उद्देश्य है। अगला, आइए देखें कि पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र क्या है, यह कैसे बनता है।

सामान्य जानकारी

पृथ्वी की सतह से दूर नहीं, इसकी तीन त्रिज्याओं की दूरी पर, चुंबकीय क्षेत्र से बल की रेखाएं "दो ध्रुवीय आवेशों" की प्रणाली में व्यवस्थित होती हैं। यहाँ एक क्षेत्र है जिसे "प्लाज्मा क्षेत्र" कहा जाता है। ग्रह की सतह से दूरी के साथ सौर कोरोना से आयनित कणों के प्रवाह का प्रभाव बढ़ता है। इससे सूर्य की तरफ से मैग्नेटोस्फीयर का संपीड़न होता है, और इसके विपरीत, पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र को विपरीत, छाया पक्ष से बाहर निकाला जाता है।

प्लाज्मा क्षेत्र

पृथ्वी की सतह के चुंबकीय क्षेत्र पर एक ठोस प्रभाव वायुमंडल की ऊपरी परतों (आयनमंडल) में आवेशित कणों के निर्देशित संचलन से होता है। उत्तरार्द्ध का स्थान सौ किलोमीटर और ग्रह की सतह से ऊपर है। पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र प्लास्मास्फियर को धारण करता है। हालांकि, इसकी संरचना दृढ़ता से सौर हवा की गतिविधि और बनाए रखने वाली परत के साथ इसकी बातचीत पर निर्भर करती है। और हमारे ग्रह पर चुंबकीय तूफानों की आवृत्ति सौर ज्वालाओं के कारण होती है।

शब्दावली

"पृथ्वी की चुंबकीय धुरी" की एक अवधारणा है। यह एक सीधी रेखा है जो ग्रह के संबंधित ध्रुवों से होकर गुजरती है। "चुंबकीय भूमध्य रेखा" इस अक्ष के लंबवत विमान का महान वृत्त है। इस पर सदिश का एक सन्निकटन है क्षैतिज दिशा. पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की औसत शक्ति काफी हद तक निर्भर करती है भौगोलिक स्थिति. यह लगभग 0.5 Oe, यानी 40 A / m के बराबर है। चुंबकीय भूमध्य रेखा पर, समान संकेतक लगभग 0.34 Oe है, और ध्रुवों के पास यह 0.66 Oe के करीब है। ग्रह की कुछ विसंगतियों में, उदाहरण के लिए, कुर्स्क विसंगति के भीतर, संकेतक बढ़ जाता है और 2 Oe की मात्रा हो जाती है। फ़ील्ड एक जटिल संरचना के साथ पृथ्वी के मैग्नेटोस्फीयर की रेखाएँ, इसकी सतह पर प्रक्षेपित होती हैं और अपने स्वयं के ध्रुवों पर अभिसरित होती हैं, जिन्हें "चुंबकीय मेरिडियन" कहा जाता है।

घटना की प्रकृति। अनुमान और अनुमान

बहुत पहले नहीं, पृथ्वी के मैग्नेटोस्फीयर के उद्भव और हमारे ग्रह के त्रिज्या के एक चौथाई या एक तिहाई की दूरी पर स्थित एक तरल धातु कोर में वर्तमान प्रवाह के बीच संबंध के बारे में धारणा को अस्तित्व का अधिकार प्राप्त हुआ। पृथ्वी की पपड़ी के पास बहने वाली तथाकथित "टेल्यूरिक धाराओं" के बारे में वैज्ञानिकों की एक धारणा है। यह कहा जाना चाहिए कि समय के साथ गठन का परिवर्तन होता है। पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र पिछले एक सौ अस्सी वर्षों में कई बार बदला है। यह समुद्री पपड़ी में तय है, और यह अवशेषों के चुंबकीयकरण के अध्ययन से स्पष्ट है। महासागरीय कटकों के दोनों ओर के खंडों की तुलना करके इन खंडों के अपसरण का समय निर्धारित किया जाता है।

पृथ्वी का चुंबकीय ध्रुव शिफ्ट

ग्रह के इन भागों का स्थान स्थिर नहीं है। उनके विस्थापन का तथ्य उन्नीसवीं शताब्दी के अंत से दर्ज किया गया है। दक्षिणी गोलार्ध में, चुंबकीय ध्रुव इस दौरान 900 किमी तक स्थानांतरित हो गया और हिंद महासागर में समाप्त हो गया। इसी तरह की प्रक्रियाएं उत्तरी भाग में हो रही हैं। यहाँ पर ध्रुव चुंबकीय विसंगति की ओर खिसक रहा है पूर्वी साइबेरिया. 1973 से 1994 तक, जो खंड यहाँ चला गया वह दूरी 270 किमी थी। इन पूर्व-परिकलित आंकड़ों की बाद में मापों द्वारा पुष्टि की गई। नवीनतम आंकड़ों के अनुसार, चुंबकीय ध्रुव की गति उत्तरी गोलार्द्धकाफी बढ़ गया है। यह पिछली शताब्दी के सत्तर के दशक में 10 किमी/वर्ष से बढ़कर इस शताब्दी की शुरुआत में 60 किमी/वर्ष हो गया है। इसी समय, पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की शक्ति असमान रूप से घट जाती है। इसलिए, पिछले 22 वर्षों में, इसमें कुछ स्थानों पर 1.7% और कहीं 10% की कमी आई है, हालाँकि ऐसे क्षेत्र भी हैं जहाँ, इसके विपरीत, इसमें वृद्धि हुई है। चुंबकीय ध्रुवों के विस्थापन में त्वरण (लगभग 3 किमी प्रति वर्ष) यह मानने का कारण देता है कि आज मनाया गया उनका आंदोलन भ्रमण नहीं है, यह एक और उलटा है।

मैग्नेटोस्फीयर के दक्षिण और उत्तर में तथाकथित "ध्रुवीय अंतराल" में वृद्धि से इसकी अप्रत्यक्ष रूप से पुष्टि होती है। सौर कोरोना और अंतरिक्ष की आयनित सामग्री परिणामी एक्सटेंशन में तेजी से प्रवेश करती है। इससे पृथ्वी के ध्रुवीय क्षेत्रों में सब कुछ एकत्र किया जाता है। बड़ी मात्राऊर्जा, जो अपने आप में ध्रुवीय बर्फ की टोपी के अतिरिक्त ताप से भरी होती है।

COORDINATES

ब्रह्मांडीय किरणों का अध्ययन करने वाला विज्ञान भू-चुंबकीय क्षेत्र के निर्देशांक का उपयोग करता है, जिसका नाम वैज्ञानिक मैक्ल्वेन के नाम पर रखा गया है। वह उनका उपयोग करने का सुझाव देने वाले पहले व्यक्ति थे, क्योंकि वे चुंबकीय क्षेत्र में आवेशित तत्वों की गतिविधि के संशोधित रूपों पर आधारित हैं। एक बिंदु के लिए दो निर्देशांक (एल, बी) का उपयोग किया जाता है। वे चुंबकीय खोल (मैक्लिवेन पैरामीटर) और फ़ील्ड इंडक्शन एल की विशेषता रखते हैं। उत्तरार्द्ध ग्रह के केंद्र से इसकी त्रिज्या के गोले की औसत दूरी के अनुपात के बराबर एक पैरामीटर है।

"चुंबकीय झुकाव"

कई हजार साल पहले चीनियों ने एक अद्भुत खोज की थी। उन्होंने पाया कि चुम्बकित वस्तुओं को एक निश्चित दिशा में रखा जा सकता है। और सोलहवीं शताब्दी के मध्य में एक जर्मन वैज्ञानिक जॉर्ज कार्टमैन ने इस क्षेत्र में एक और खोज की। इस प्रकार "चुंबकीय झुकाव" की अवधारणा प्रकट हुई। इस नाम का अर्थ ग्रह के मैग्नेटोस्फीयर के प्रभाव में क्षैतिज विमान से ऊपर या नीचे तीर के विचलन का कोण है।

शोध के इतिहास से

उत्तरी चुंबकीय भूमध्य रेखा के क्षेत्र में, जो भौगोलिक एक से अलग है, उत्तरी छोर नीचे जाता है, और दक्षिण में, इसके विपरीत, यह ऊपर जाता है। 1600 में, अंग्रेजी चिकित्सक विलियम गिल्बर्ट ने पहली बार पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति के बारे में धारणाएँ बनाईं, जिससे पूर्व-चुंबकीय वस्तुओं का एक निश्चित व्यवहार हुआ। अपनी पुस्तक में, उन्होंने लोहे के तीर से सुसज्जित गेंद के साथ एक प्रयोग का वर्णन किया। शोध के परिणामस्वरूप, वह इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि पृथ्वी एक बड़ा चुंबक है। प्रयोग अंग्रेजी खगोलशास्त्री हेनरी गेलिब्रेंट द्वारा भी किए गए थे। अपनी टिप्पणियों के परिणामस्वरूप, वह इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र धीमी गति से परिवर्तन के अधीन है।

जोस डी अकोस्टा ने कम्पास का उपयोग करने की संभावना का वर्णन किया। उन्होंने चुंबकीय और के बीच अंतर भी स्थापित किया उत्तरी ध्रुव, और उसके में प्रसिद्ध इतिहास(1590) ने चुंबकीय विक्षेपण के बिना रेखाओं के सिद्धांत की पुष्टि की। क्रिस्टोफर कोलंबस ने भी विचाराधीन मुद्दे के अध्ययन में महत्वपूर्ण योगदान दिया। वह चुंबकीय गिरावट की असंगति की खोज का मालिक है। परिवर्तनों को भौगोलिक निर्देशांक में परिवर्तन पर निर्भर किया जाता है। चुंबकीय झुकाव उत्तर-दक्षिण दिशा से तीर के विचलन का कोण है। कोलंबस की खोज के संबंध में अनुसंधान तेज हो गया। नाविकों के लिए पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र क्या है, इसकी जानकारी अत्यंत आवश्यक थी। एम. वी. लोमोनोसोव ने भी इस समस्या पर काम किया। स्थलीय चुंबकत्व के अध्ययन के लिए उन्होंने इसके लिए स्थायी बिंदुओं (जैसे वेधशालाओं) का उपयोग करते हुए व्यवस्थित अवलोकन करने की सिफारिश की। लोमोनोसोव के अनुसार, समुद्र में इसे अंजाम देना भी बहुत महत्वपूर्ण था। महान वैज्ञानिक का यह विचार साठ साल बाद रूस में साकार हुआ। कनाडाई द्वीपसमूह में चुंबकीय ध्रुव की खोज अंग्रेजी ध्रुवीय खोजकर्ता जॉन रॉस (1831) की है। और 1841 में, उन्होंने ग्रह के दूसरे ध्रुव की भी खोज की, लेकिन पहले से ही अंटार्कटिका में। पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की उत्पत्ति के बारे में परिकल्पना कार्ल गॉस द्वारा प्रस्तुत की गई थी। जल्द ही उन्होंने यह भी साबित कर दिया कि इसका अधिकांश भाग ग्रह के अंदर के स्रोत से पोषित होता है, लेकिन इसके मामूली विचलन का कारण बाहरी वातावरण है।

संदर्भ

गॉस (रूसी पदनाम Gs, अंतर्राष्ट्रीय - G) CGS प्रणाली में चुंबकीय प्रेरण के मापन की एक इकाई है। इसका नाम जर्मन भौतिक विज्ञानी और गणितज्ञ कार्ल फ्रेडरिक गॉस के नाम पर रखा गया है।

1 जीएस = 100 μT;

1 टी = 104 जीएस।

सीजीएस प्रणाली की बुनियादी इकाइयों के संदर्भ में व्यक्त किया जा सकता है इस अनुसार: 1 Gs = 1 g 1/2 .cm −1/2 .s −1।

अनुभव

स्रोत:चुंबकत्व पर भौतिकी की पाठ्यपुस्तकें, बर्कले पाठ्यक्रम।

विषय: मपदार्थ में चुंबकीय क्षेत्र।

लक्ष्य:पता करें कि विभिन्न पदार्थ चुंबकीय क्षेत्र में कैसे प्रतिक्रिया करते हैं।

एक बहुत मजबूत क्षेत्र के साथ कुछ प्रयोगों की कल्पना कीजिए। मान लीजिए हमने 10 सेमी के आंतरिक व्यास और 40 सेमी की लंबाई के साथ एक सोलनॉइड बनाया है।

1. कॉइल का डिज़ाइन जो एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र बनाता है। घुमावदार का क्रॉस सेक्शन जिसके माध्यम से ठंडा पानी बहता है दिखाया गया है। 2. कुंडली के अक्ष पर क्षेत्र B 2 के परिमाण का वक्र।

इसका बाहरी व्यास 40 सेमी है और अधिकांश जगह तांबे की घुमावदार से भरी हुई है। ऐसा कॉइल 30,000 का निरंतर क्षेत्र प्रदान करेगा जीकेंद्र में, यदि आप इसमें 400 लाते हैं किलोवाटलगभग 120 के लिए बिजली और पानी की आपूर्ति एलगर्मी लंपटता के लिए प्रति मिनट।

ये विशेष डेटा यह दिखाने के लिए दिए गए हैं कि यद्यपि उपकरण सामान्य से बाहर नहीं है, फिर भी यह एक काफी सम्मानजनक प्रयोगशाला चुंबक है।

चुंबक के केंद्र में क्षेत्र का परिमाण पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र से लगभग 105 गुना अधिक है, और शायद किसी भी चुंबकीय लोहे की छड़ या घोड़े की नाल चुंबक के पास के क्षेत्र से 5 या 10 गुना अधिक मजबूत है!

परिनालिका के केंद्र के पास, क्षेत्र काफी हद तक एकसमान होता है और कुंडल के सिरों के निकट अक्ष पर लगभग आधा घट जाता है।

निष्कर्ष

इसलिए, जैसा कि प्रयोगों से पता चलता है, ऐसे चुम्बकों में, चुम्बक के अंदर और बाहर दोनों में क्षेत्र का परिमाण (अर्थात, प्रेरण या तीव्रता) पृथ्वी के क्षेत्र के परिमाण से अधिक परिमाण के लगभग पाँच आदेश हैं।

इसके अलावा, केवल दो बार - "कभी-कभी" नहीं! - यह चुंबक के बाहर छोटा होता है।

और साथ ही, सामान्य स्थायी चुंबक की ताकत का 5-10 गुना.

सतह पर पृथ्वी की औसत क्षेत्र शक्ति लगभग 0.5 Oe (5.10 -5 T) है

हालांकि, पहले से ही ऐसे चुंबक से कुछ सौ मीटर (यदि दसियों नहीं), कम्पास की चुंबकीय सुई वर्तमान को चालू या बंद करने का जवाब नहीं देती है।

साथ ही, यह स्थिति में मामूली बदलाव पर पृथ्वी के क्षेत्र या इसकी विसंगतियों पर अच्छी प्रतिक्रिया देता है। यह क्या कहता है?

सबसे पहले, पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के प्रेरण के स्पष्ट रूप से कम आंके गए आंकड़े के बारे में - अर्थात, स्वयं प्रेरण नहीं, बल्कि हम इसे कैसे मापते हैं।

हम वर्तमान के साथ लूप की प्रतिक्रिया को मापते हैं, पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में इसके घूमने का कोण।

कोई भी मैग्नेटोमीटर प्रत्यक्ष रूप से नहीं, बल्कि अप्रत्यक्ष रूप से मापने के सिद्धांत पर बनाया गया है:

केवल तनाव के मूल्य में परिवर्तन की प्रकृति से;

केवल पृथ्वी की सतह पर, उसके निकट वायुमंडल में और निकट अंतरिक्ष में।

हम विशिष्ट अधिकतम वाले क्षेत्र के स्रोत को नहीं जानते हैं। हम विभिन्न बिंदुओं पर केवल क्षेत्र की ताकत में अंतर को मापते हैं, और ताकत का ढाल ऊंचाई के साथ बहुत अधिक नहीं बदलता है। शास्त्रीय दृष्टिकोण का उपयोग करते समय अधिकतम की परिभाषा के साथ कोई गणितीय गणना यहां काम नहीं करती है।

चुंबकीय क्षेत्र का प्रभाव - प्रयोग

यह ज्ञात है कि मजबूत चुंबकीय क्षेत्र का भी रासायनिक और पर व्यावहारिक रूप से कोई प्रभाव नहीं पड़ता है जैव रासायनिक प्रक्रियाएं. आप 30 के क्षेत्र वाली परिनालिका में अपना हाथ (घड़ी नहीं!) रख सकते हैं केजीएफबिना किसी ध्यान देने योग्य प्रभाव के। यह कहना मुश्किल है कि आपका हाथ किस वर्ग के पदार्थों का है - पैरामैग्नेटिक या डायमैग्नेटिक, लेकिन इस पर काम करने वाला बल कुछ ग्राम से अधिक नहीं होगा। चूहों की पूरी पीढि़यों को मजबूत चुंबकीय क्षेत्रों में पाला और पाला गया है, जिनका उन पर कोई ध्यान देने योग्य प्रभाव नहीं पड़ा है। अन्य जैविक प्रयोगों ने भी जैविक प्रक्रियाओं पर कोई उल्लेखनीय चुंबकीय प्रभाव प्रकट नहीं किया।

याद रखना महत्वपूर्ण है!

यह मान लेना गलत होगा कि कमजोर प्रभाव हमेशा बिना परिणाम के गुजर जाते हैं। इस तरह के तर्क से यह निष्कर्ष निकल सकता है कि गुरुत्वाकर्षण के पास नहीं है ऊर्जा मूल्यएक आणविक पैमाने पर, लेकिन एक पहाड़ी पर पेड़ फिर भी लंबवत रूप से बढ़ते हैं। स्पष्टीकरण, जाहिरा तौर पर, एक जैविक वस्तु पर कार्य करने वाले कुल बल में निहित है, जिसके कई आयाम हैं अधिक आकारअणु। दरअसल, एक समान घटना ("उष्णकटिबंधीय") को एक बहुत ही गैर-समान चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति में बढ़ते रोपण के मामले में प्रयोगात्मक रूप से प्रदर्शित किया गया है।

संयोग से, यदि आप अपने सिर को एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र में रखते हैं और इसे हिलाते हैं, तो आप अपने मुंह में इलेक्ट्रोलाइटिक करंट का "स्वाद" लेंगे, जो एक प्रेरित इलेक्ट्रोमोटिव बल की उपस्थिति का प्रमाण है।

पदार्थ के साथ बातचीत करते समय, चुंबकीय और विद्युत क्षेत्र की भूमिका अलग-अलग होती है। क्योंकि परमाणु और अणु धीरे-धीरे चलने वाले विद्युत आवेशों से बने होते हैं, आणविक प्रक्रियाओं में विद्युत बल चुंबकीय बल पर हावी होते हैं।

निष्कर्ष

ऐसे चुंबक के चुंबकीय क्षेत्र का प्रभाव जैविक वस्तुएंमच्छर के काटने से ज्यादा कुछ नहीं। कोई जीवित प्राणीया संयंत्र लगातार बहुत मजबूत स्थलीय चुंबकत्व के प्रभाव में है।

इसलिए, गलत तरीके से मापे गए क्षेत्र का प्रभाव ध्यान देने योग्य नहीं है।

गणना

1 गॉस = 1 10 -4 टेस्ला।

भू-चुंबकीय क्षेत्र की ताकत (T) की SI इकाई एम्पीयर प्रति मीटर (A/m) है। चुंबकीय अन्वेषण में, ओर्स्टेड (E) या गामा (G) की एक अन्य इकाई, 10 -5 Oe के बराबर, का भी उपयोग किया गया था। हालाँकि, चुंबकीय क्षेत्र का व्यावहारिक रूप से मापा गया पैरामीटर चुंबकीय प्रेरण (या घनत्व) है चुंबकीय प्रवाह). C प्रणाली में चुंबकीय प्रेरण की इकाई टेस्ला (T) है। चुंबकीय अन्वेषण में, नैनोटेस्ला (nT) की एक छोटी इकाई का उपयोग किया जाता है, जो 10 -9 T के बराबर होती है। चूंकि अधिकांश मीडिया के लिए जिसमें चुंबकीय क्षेत्र का अध्ययन किया जाता है (हवा, पानी, गैर-चुंबकीय तलछटी चट्टानों का विशाल बहुमत), पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र को मात्रात्मक रूप से या तो चुंबकीय प्रेरण की इकाइयों (एनटी में) या संबंधित क्षेत्र में मापा जा सकता है। शक्ति - गामा।

यह आंकड़ा 1980 के युग के लिए पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की कुल तीव्रता को दर्शाता है। आइसोलाइन टी को 4 μT (पी। शर्मा की पुस्तक "जियोफिजिकल मेथड्स इन रीजनल जियोलॉजी" से) के माध्यम से खींचा गया है।

इस प्रकार

ध्रुवों पर, चुंबकीय प्रेरण के ऊर्ध्वाधर घटक लगभग 60 μT के बराबर होते हैं, और क्षैतिज घटक शून्य होते हैं। भूमध्य रेखा पर, क्षैतिज घटक लगभग 30 µT है और ऊर्ध्वाधर घटक शून्य है।

ये तरीका है आधुनिक विज्ञानभू-चुंबकत्व के बारे में लंबे समय से चुंबकत्व के मूल सिद्धांत को छोड़ दिया गया है, दो चुंबक एक-दूसरे से समतल स्थित होते हैं, जो विपरीत ध्रुवों से जुड़ते हैं।

अर्थात्, भूमध्य रेखा पर अंतिम वाक्यांश को देखते हुए, कोई बल (ऊर्ध्वाधर घटक) नहीं है जो किसी चुंबक को पृथ्वी की ओर आकर्षित करता है! कितना घिनौना!

क्या ये दोनों चुम्बक एक दूसरे को आकर्षित करते हैं? अर्थात् आकर्षण बल नहीं होता, अपितु खिंचाव बल होता है? बकवास!

लेकिन ध्रुवों पर चुंबक की इस व्यवस्था के साथ, यह है, लेकिन क्षैतिज बल गायब हो जाता है।

इसके अलावा, इन घटकों के बीच का अंतर केवल 2 गुना है!

हम बस दो चुम्बक लेते हैं और सुनिश्चित करते हैं कि एक समान स्थिति में चुम्बक पहले खुल जाए और फिर आकर्षित हो। दक्षिणी ध्रुव से उत्तरी ध्रुव!

आपको पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की आवश्यकता क्यों है, आप इस लेख से जानेंगे।

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र का मान कितना होता है?

सबसे पहले, यह कृत्रिम उपग्रहों और ग्रह के निवासियों को अंतरिक्ष से कणों की कार्रवाई से बचाता है। इनमें सौर पवन के आवेशित, आयनीकृत कण शामिल हैं। जब वे हमारे वायुमंडल में प्रवेश करते हैं, तो चुंबकीय क्षेत्र उनके प्रक्षेपवक्र को बदल देता है और उन्हें क्षेत्र रेखा के साथ निर्देशित करता है।

इसके अलावा, हमने अपने चुंबकीय क्षेत्र की बदौलत नई तकनीकों के युग में प्रवेश किया है। विभिन्न प्रकार के मेमोरी ड्राइव (डिस्क, कार्ड) का उपयोग करने वाले सभी आधुनिक, उन्नत उपकरण सीधे चुंबकीय क्षेत्र पर निर्भर करते हैं। इसका तनाव और स्थिरता पूरी तरह से सभी सूचनाओं, कंप्यूटर सिस्टम को सीधे प्रभावित करता है, क्योंकि उनके उचित संचालन के लिए आवश्यक सभी सूचनाएँ चुंबकीय मीडिया पर रखी जाती हैं।

इसलिए, हम विश्वास के साथ कह सकते हैं कि आधुनिक सभ्यता की समृद्धि, इसकी प्रौद्योगिकियों की "व्यवहार्यता" हमारे ग्रह के चुंबकीय क्षेत्र की स्थिति पर बारीकी से निर्भर करती है।

पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र क्या है?

पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्रग्रह के चारों ओर एक क्षेत्र है जहां चुंबकीय बल कार्य करते हैं।

इसकी उत्पत्ति के लिए, यह प्रश्नअभी तक निश्चित रूप से हल नहीं किया गया है। लेकिन अधिकांश शोधकर्ता यह मानने में आनाकानी कर रहे हैं कि हमारे ग्रह के केंद्र में एक चुंबकीय क्षेत्र मौजूद है। इसमें एक आंतरिक ठोस भाग और एक बाहरी तरल भाग होता है। पृथ्वी का घूर्णन तरल कोर में निरंतर धाराओं में योगदान देता है। और इससे उनके चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र का उदय होता है।

अधिकांश ग्रह सौर परिवारअलग-अलग डिग्री के चुंबकीय क्षेत्र होते हैं। यदि आप उन्हें द्विध्रुवीय चुंबकीय क्षण में कमी के अनुसार एक पंक्ति में रखते हैं, तो आपको निम्न चित्र मिलता है: बृहस्पति, शनि, पृथ्वी, बुध और मंगल। मुख्य कारणइसकी घटना एक तरल कोर की उपस्थिति है।