Аспекты наведенного поля

Магнитные и немагнитные теории

Магнитные поля

Для объяснения магнитного поля Земли существуют несколько теорий:

Теория № 1 Предполагается, что вращение твердой внешней оболочки Земли относительно жидкого металлического ядра должно вызывать слабое магнитное поле, обусловленное наличием электрических токов, которые образуются из-за этого относительного движения земного ядра и ее коры. Предположение о том, что ядро - частично жидкое, подтверждается соответствующими данными, (см. рис. 2.1)

Теория № 2 Аналогично теории № 1. Центральная часть Земли в основном состоит из железа и имеет механические свойства жидкости. Потоки, возникающие в ядре, вызывают образование циркуляции внутренних токов, аналогичных тем, которые наблюдаются на периферии Солнца.

Внутренняя циркуляция этих потоков действует как источник магнитного поля Земли в соответствии с принципом самовозбуждающегося динамо (рис. 2.2). Полное магнитное поле является суммой двух полей, имеющих разную природу:

• основное поле, которое возникает внутри жидкого ядра Земли;

• наведенное поле, возникающее вне Земли. Это поле возникает из-за вращения Земли относительно Солнца и под действием циклов солнечной активности.

Рис. 2.1

Рис. 2.2

Аспекты наведенного поля

Наведенное поле вызывает следующие изменения полного магнитного поля:

* Изменения столетнего цикла приблизительно 15 гамма/год - слабоменяющиеся (слабый эффект)

* Суточные изменения порядка 30-40 гамма, (слабый эффект)

* Циклические "двенадцатилетний цикл" - слабоменяющиеся, (слабый эффект)

* Магнитные бури, в результате которых магнитное поле может изменяться на несколько сотен гамма - существенные изменения.

Собственное магнитное поле Земли простирается на расстояние от поверхности, превышающее ее радиус приблизительно в восемь раз. Район космического пространства, где магнитное поле Земли подвергается действию "солнечного ветра", называется магнитопаузой. На этой "наветренной" стороне, земная магнитосфера сжимается высокоэнергетичньми частицами солнечного ветра (см. рис. 2.3).

Эти частицы, движущиеся со скоростью 640 км в секунду наталкиваются на магнитное поле и резко тормозятся до скорости 400 км в секунду. Изменения параметров солнечного ветра вызывают изменения магнитного поля Земли. Ударная волна, вызываемая облаком плазмы частиц солнечного ветра, резко сжимает геомагнитное поле на уровне Земли, (см. рис. 2.4). Это сжатие длится в течение нескольких минут и называется магнитной бурей. Затем следует понижение напряженности магнитного поля, которое может продолжаться от 30 сек. до нескольких часов. Обычно на широтах Галф оф Мексике и еще более низких это не вызывает проблем, однако, на Аляске и некоторых районах Северного моря это влияние может сильно осложнить работу.

Рис. 2.3 Рис. 2.4