Реферат
Гігантський магніт
м. Перм 2007
Зміст
Введення
1. З історії відкриттів
2. Магнітні полюси - магнітосфера
3. Магнітні бурі
3.1. Чому відбуваються магнітні бурі?
3.2. Вплив магнітного властивості Землі на живі організми
4. Висновок
5. Література
6. Додаток
Введення
Ви берете в руки компас, відтягуєте на себе важіль, щоб магнітна стрілка опустилася на вістрі голки. Коли стрілка заспокоїться, спробуйте розташувати її в іншому напрямку. А вас нічого не вийде. Скільки б ви не відхиляли стрілку від її початкового положення, вона, після того як заспокоїтися вс6егда одними кінцем буде показувати на північ, іншим - на південь.
Яка ж сила змушує стрілку компаса вперто повертатися в початкове положення? Кожен задає собі подібне питання, дивлячись на злегка коливається, ніби живу, магнітну стрілку.
1. З історії відкриттів
Спочатку люди вважали, що такою силою є магнітне тяжіння Полярної зірки. Згодом було встановлено, що стрілкою компаса управляє Земля, тому що планета наша є величезним магнітом.
Але магнітна стрілка не завжди точно спрямована по лінії північ - південь, а має відхилення від цього напрямку. Це відхилення називається магнітним схиленням.
Знайомство людини з дивовижними властивостями земного магнетизму відбулося ще на зорі історичного часу. Вже в античну епоху людям був відомий магнітний залізняк - магнетит. А от хто і коли визначив, що природні магніти завжди орієнтуються однаково в просторі по відношенню до географічних полюсів Землі, точно невідомо. У китайських трактатах, датованих Х11 століттям до н. е.., зустрічаються фрагменти, які можна витлумачити як свідчення застосування компаса для цілей навігації. Перші з відомих описів компаса з'явилися в Китаї лише через 23 сторіччя - в ХI, а в Європі ще пізніше - у ХII столітті. Першим же достовірним повідомленням про магнітне компасі, що з'явився в Європі, ми зобов'язані англійської ченцеві Олександру Некему. Він близько 1187 роки описав пристрій, що складається з стрілки, що вказує напрямок, причому в його компасі стрілка плавала, а не була підвішена на нитці. Ще однією важливою віхою в історії тгеомагнетізма є лист, написаний 1269 року П'єром де Мерікуром. У цьому посланні, зокрема, говорилося, що природний магніт має два полюси і що полюси ці прагнуть встановитися вздовж географічного меридіана, вказуючи на полюси 3емлі - північний і південний.
Є деякі відомості про те, що вже X. Колумб знав, що стрілка компаса відхиляється від географічного меридіана і що це відхилення неоднаково в різних частинах Землі.
У старовинних книгах можна прочитати наступне:
«... У вересні 1492 на набережній зібралося множе ство іспанців. Погляди їх були спрямовані в море, де на віл нах погойдувалися три судна. Цим судам належало незвичайний ве плавання: перетнути майже зовсім не відомий досі океан і досягти казкової Індії ...
Кораблі відчалили. Рід ної іспанська берег з кожною годиною ставав все далі і далі.
13 вересня моряки з подивом виявили, що стріл ка компаса змінила свій напрямок, відхилившись до за упаду. На наступний день знову було відмічено відхилення. Штурман доповів X. Колумбу, що стрілка корабельного ком пасу за чотири дні відхилилася від належного їй направ лення на 11 градусів.
Ця звістка незабаром дійшла до команди. Забобонні моряки стали говорити про те, що це погана прикмета, що рань ше стрілка компаса ніколи так себе не вела. На кораблі готувався бунт: моряки не хотіли продовжувати подорож.
Сидячи в своїй каюті, Колумб довго думав. Він ніяк не міг пояснити таку поведінку стрілки компаса. Може бути, повернути назад? Але там, в Іспанії, його чекає ганьба, а попереду, якщо він відкриє нові землі, його чекають слава, почесті. І Колумб вирішив продовжувати шлях. Щоб заспокоїти моряків, він сказав їм, що не стрілка компаса змінила свій напрямок, а Полярна зірка кілька змістилася зі своє го місця. Тому нічого страшного немає і подорож про должалось.
Моряки заспокоїлися, і незабаром кораблі досягли Нового Світу. »
Відхилення магнітної стрілки компаса, виявлене Колумбом, послужило поштовхом до вивчення цього явища, оскільки мореплавцям потрібні були точні відомості про величину магнітного схилення в різних районах нашої планети. З цього часу починають визначати відміни в різних місцях Землі та на підставі цих даних створювати магнітні картки, на яких показують, у якому напрямку відхиляється в даному місці магнітна стрілка компаса і на скільки градусів.
В 1544 році Гартман, пастор з Нюрнберга, встановив, що направлення на географічний і на магнітний полюси відрізняються, причому кут між цими напрямами (відміна) залежить від координат місця спостережень. Наступний найважливіший крок зробив Роберт Норман, який відкрив ще один параметр геомагнітного поля, а саме - нахил. Норман виявив, що вільно підвішена стрілка магніту не тільки встановлюється у напрямку магнітних полюсів, а й нахиляється по відношенню до горизонтальної площини. Завдяки цьому спостереження Норман зробив воістину фундаментальний висновок про те, що джерело сили, що направляє стрілку, розташований усередині Землі, а не у поза нею.
У 1600 році Вільям Гільберт, особистий лікар англійської імператриці Єлизавети 1, на основі своїх нескінченних дослідів, яким він присвятив усе життя, прийшов до думки про те, що великим магнітом є сама Земля. XVII століття ознаменувалося новими відкриттями в області геомагнетизму. І самим чудовим з них можна вважати відкриття явища «вікового ходу». Едмунд Галлей, королівський астроном при Англійському дворі, провівши численні повторні вимірювання відміни як у Лондоні, так і в інших пунктах, довів, що воно схильне систематичним закономірним змін. У XVIII - ХІХ століттях проблемами геомагнетизму займалися такі видатні вчені енциклопедисти, як Гумбольдт, Гей-Люссак, Максвелл і Гаус. Серед проектів, організованих Гауссом і Гумбольдтом, був, зокрема, безпрецедентний за масштабами в історії геомагнетизму «Геттінгенський союз». У рамках цього проекту в 50 точках земної кулі протягом 5 років (з 1836 по 1841 рік) протягом 28 інтервалів часу проводилися одночасні вимірювання геомагнітного поля.
На початку ХХ століття, в 1909 році, на воду була спущена плавуча магнітна лабораторія - яхта «Карнегі», що належала Відділу земного магнетизму Інституту Карнегі у Вашингтоні. На ній протягом майже 20 років проводилися виміри магнітного поля в самих різних точках Світового океану, а в 1953 році у свій перший рейс вирушила радянська немагнітна шхуна «Зоря», яка за три десятки років постійних експедицій пройшла всі океани, залишивши за бортом 350 тисяч морських миль. У 1947 році радянським фізиком Я.І. Френкелем для пояснення причин виникнення магнітного поля була запропонована гіпотеза земного динамо, згодом розвинена і суттєво доповнене іншими вченими і, перетворившись у струнку теорію походження геомагнітного поля. Епохальною подією в історії магнітологіі стало пояснення природи магнітниханомалій океану. Честь цього відкриття належить двом ученим - Д. Метьюз і Ф. Вайн. У своїй єдиній спільній статті, опублікованій в 1963 році в журналі «Nature» під назвою «Магнітні аномалії над океанічними хребтами», вони запропонували модель, яка пояснювала всі головні особливості океанічних магнітних аномалій з надзвичайною легкістю і витонченістю. Ця робота і лягла в основу всіх сучасних досліджень геомагнітного поля.
2. Магнітні полюси - магнітосфера.
У порівнянні з магнітними полями, з якими ми стикаємося в повсякденному житті (сердечники акустичних колонок, магнітні імпульси змінного струму в побутових приладах, лампи, лінії електропередач та ін), магнітне поле Землі ставиться до розряду дуже слабких полів. Тим не менш, це, так зване головне геомагнітне, поле, що має планетарну природу, існує на 3емле повсюдно. Деякі його елементи люди навчилися вимірювати ще до відкриття самого магнітного поля. Так, перші карти магнітного схилення, який доставляв стільки бід морякам давнину, з'явилися ще в середині XVI століття.
Усвідомлення того факту, що магнітні полюси не збігаються з географічними, розставило все по своїх місцях і дозволило зрозуміти, що відміна - це кут між напрямком на північ і магнітним меридіаном, вздовж якого встановлюється стрілка компаса. Настільки ж давно вимірюється і величина способу - кута між горизонтальною площиною і магнітною стрілкою.
Нині магнітне поле на поверхні нашої планети вивчено досить докладно. Виявилося, що воно аж ніяк не постійно, а безперервно змінюється. Круглий рік сотні магнітних обсерваторій, десятки спеціальних суден і літаків, численні загони магнітологов в самих різних точках земної кулі.
З'ясувалося, що магнітне поле схильне самим різним змін. Деякі з них є регулярними і спостерігаються щодня зокрема так звані добові варіації, для яких характерні циклічні коливання напруженості магнітного поля і магнітного відхилення. Не менш добре відомі й інші варіації - короткоперіодичні коливання, тривалість яких не перевищує декількох хвилин, а також магнітні бурі, чия тривалість може вимірюватися цілодобово.
Всі ці варіації безпосереднім чином пов'язані з діяльністю Сонця. У «спокійні магнітні дні» взаємодія сонячного вітру з іоносферними струмами викликає плавні, регулярні зміни компонентів магнітного поля з періодом, близьким до 24 години. Магнітні бурі, згадані вище, - це нерегулярні спорадичні обурення магнітосфери Землі. Вони починаються в момент, коли різко змінюється тиск сонячного вітру на магнітосферу і вона виявляється не в змозі «відвести» потік високоенергетичних часток від Землі. У результаті вони пронизують іоносферу, порушуючи регулярну структуру навколоземних електричних струмів. Магнітні бурі бувають різної інтенсивності та тривалості, але, як правило, повне відновлення «спокою» геомагнітного поля відбувається через 2-3 діб після початку бурі.
У тому випадку, якщо стрибок тиску (щільність) сонячного вітру не в змозі «пробити» магнітосферу, то спотворення магнітних силових ліній носять локальний характер і магнітні збурення охоплюють не всю земну кулю, а лише якийсь окремий район. Вони дуже часті «гості» у північних районах земної кулі. Полярні сяйві також найчастіше пов'язані з цими збуреннями.
Протягом року спостерігається два періоди різкого підвищення магнітної активності - це періоди весняного і осіннього сонцестояння, тобто березень і вересень. У цей час кількість магнітних бур значно зростає. Якщо в середньому на місяць відбувається 1-2 магнітні бурі, то в березні та вересні їхня кількість зростає у кілька разів, причому осінній пік магнітної активності більш енергійний - восени кількість магнітних бур більше, ніж навесні, і може доходити до 7-8 на місяць .
Дуже сильний вплив робить на частоту виникнення бур глобальний 11-річний цикл сонячної активності, який багато в чому визначає всі природні процеси на 3емле. До речі, 2003-й був - рік - максимуму сонячної активності.
Крім таких короткочасних коливань магнітного поля існують і набагато більш повільні, плавні зміни його параметрів, з періодом в декілька сотень років. Вони пов'язані з процесами, що відбуваються всередині 3емлі, і названі віковими варіаціями. Вікові варіації можна уподібнити диханню магнітного поля - в кожній точці земної поверхні періодично міняється напрям магнітного поля, не залишається постійною і величина намагніченості планети в цілому. Історія регулярних магнітних спостережень налічує трохи більше 100 років, тому відомості про вікові варіаціях, отримані на основі цих вимірів, звичайно, не могли бути повними. Довгий час здавалося, що будь-які спроби магнітологов зазирнути у віддалене минуле нашої планети, з'ясувати, як змінювалося з часом її магнітне поле, приречені на провал. Проте сама Природа припасла для людей чудову підказку, яка допомогла вирішити одну з найбільш каверзних загадок еволюції 3емлі.
У середині XIX століття було виявлено явище термоостаточного намагнічування лав - Палеомагнетизм. Поступово, крок за кроком, учені встановили, що носіями древнього геомагнітного поля можуть бути гірські породи самого різного походження, як магматичні, так і осадові.
Виявилося, що ізлівшіеся під час вивержень вулканів у вигляді лави гірські породи мають дивовижну спроможність зберігати в собі інформацію про магнітне поле Землі. Породи, розігріті до температури 500-700 ° С, у міру охолодження набувають намагніченість, величина і напрямок якої відповідають магнітним полем Землі, що діяв на породу під час охолодження. Ця намагніченість зберігається протягом мільйонів років і, немов магнітофонний стрічка, доносить до нас свідчення з віддаленого минулого планети. Визначивши геологічними методами вік лавових утворень і «прочитавши» зберігається в них палеомагнітного інформацію, можна достеменно відновити історію магнітного поля 3емлі.
Палеомагнітние дослідження виявили неспростовні свідоцтва неодноразових інверсій (звернень полюсів) геомагнітного поля в минулі епохи. Виявилося, що магнітні полюси не раз мінялися місцями. Завдяки досягненням фізиків, що розробили методи визначення абсолютного віку гірських порід, у палеомагнитологи з'явилася можливість не тільки фіксувати головні події в історії геомагнітного поля (перш за все інверсії), але й визначити їх тривалість і абсолютний час початку і закінчення інверсій - тобто створити шкалу часу ( тимчасову шкалу) інверсій геомагнітного поля. Магнітологі називають таку шкалу магнітохронологіческой.
Перша подібна шкала була досить «куцою» - охоплювала період лише в 3,5 млн. років і не відрізнялася великою детальністю. Справа в тому, що лави в більшості своїй вивергалися тільки в певні тектономагматіческіе епохи, в порівняно вузькому.
Це зображення комп'ютерна модель через 5000 "років" - змінне магнітне поле в процесі інверсії. Після якого настає час зворотного магнітного поля. Ще через 5000 "років" інверсія буде закінчена.
тимчасовому інтервалі. А тому стало ясно, що, досліджуючи лише лави вулканічних вивержень, «прочитати» всю історію магнітного поля 3емлі не вдасться.
Ситуація змінилася радикально, як тільки почалися масштабні дослідження магнітного поля океанів. Перші ж безперервні вимірювання вздовж ліній, що перетинають Атлантичний океан, виявили різкі відмінності в будові магнітного поля океану в порівнянні із сушею. Результат виявився справді сенсаційним. З'ясувалося, що замість складної форми магнітних аномалій на суші, яка сильно змінюється від району до району, океанічні магнітні аномалії в усіх океанах мають регулярний, систематичний характер.
Магнітне поле Світового океану являє собою паралельні смуги з чередующимся напрямком намагніченості гірських порід - воно поперемінно то збігається з напрямком сучасного магнітного поля (пряма намагніченість), то прямо йому протилежно (зворотна намагніченість). Ці аномалії простягаються на тисячі кілометрів, іноді без будь-яких спотворень. Наприклад, в Атлантичному океані вони простежуються від Ісландії до мису Горн.
Океанічні аномалії мають велику інтенсивність і величезні розміри. Але, мабуть, найбільш разючою рисою цих магнітних смуг є їх дзеркальна симетрії щодо серединно-океанічного хребта, тобто будь-яка позитивна чи негативна аномалії з одного боку хребта обов'язково має свого «близнюка» - з іншого. Причому розташовані аномалії-«близнюки» від осі хребта на однаковій відстані.
Геофізики-магніторазведчікі, звиклі пояснити аномалії магнітного поля особливостями геологічної будови та речовинного складу гірських порід у районі досліджень, були здивовані: звичні, добре розроблені для суші моделі та схеми пріложітельно до океану не «працювали». Втім, пояснення цього феномену не змусили себе чекати - відбулася в геології революція звела на п'єдестал наук про 3емле глобальну тектоніку літосферних плит. Вона і піднесла магнітологам воістину безцінний дар - можливість дослідити історію геомагнітного поля за весь час існування океанів.
Спільними зусиллями палеомагнитологи і морських магнітометрістов була створена найдетальніша магнітохронологіческая шкала - історія інверсій геомагнітного поля за 4 мільярди років. Причому досить просто побіжного погляду на цю шкалу для того, щоб помітити, що життя магнітного поля Землі - досить бурхлива.
Гігантський магніт
м. Перм 2007
Зміст
Введення
1. З історії відкриттів
2. Магнітні полюси - магнітосфера
3. Магнітні бурі
3.1. Чому відбуваються магнітні бурі?
3.2. Вплив магнітного властивості Землі на живі організми
4. Висновок
5. Література
6. Додаток
Введення
Ви берете в руки компас, відтягуєте на себе важіль, щоб магнітна стрілка опустилася на вістрі голки. Коли стрілка заспокоїться, спробуйте розташувати її в іншому напрямку. А вас нічого не вийде. Скільки б ви не відхиляли стрілку від її початкового положення, вона, після того як заспокоїтися вс6егда одними кінцем буде показувати на північ, іншим - на південь.
Яка ж сила змушує стрілку компаса вперто повертатися в початкове положення? Кожен задає собі подібне питання, дивлячись на злегка коливається, ніби живу, магнітну стрілку.
1. З історії відкриттів
Спочатку люди вважали, що такою силою є магнітне тяжіння Полярної зірки. Згодом було встановлено, що стрілкою компаса управляє Земля, тому що планета наша є величезним магнітом.
Але магнітна стрілка не завжди точно спрямована по лінії північ - південь, а має відхилення від цього напрямку. Це відхилення називається магнітним схиленням.
Знайомство людини з дивовижними властивостями земного магнетизму відбулося ще на зорі історичного часу. Вже в античну епоху людям був відомий магнітний залізняк - магнетит. А от хто і коли визначив, що природні магніти завжди орієнтуються однаково в просторі по відношенню до географічних полюсів Землі, точно невідомо. У китайських трактатах, датованих Х11 століттям до н. е.., зустрічаються фрагменти, які можна витлумачити як свідчення застосування компаса для цілей навігації. Перші з відомих описів компаса з'явилися в Китаї лише через 23 сторіччя - в ХI, а в Європі ще пізніше - у ХII столітті. Першим же достовірним повідомленням про магнітне компасі, що з'явився в Європі, ми зобов'язані англійської ченцеві Олександру Некему. Він близько 1187 роки описав пристрій, що складається з стрілки, що вказує напрямок, причому в його компасі стрілка плавала, а не була підвішена на нитці. Ще однією важливою віхою в історії тгеомагнетізма є лист, написаний 1269 року П'єром де Мерікуром. У цьому посланні, зокрема, говорилося, що природний магніт має два полюси і що полюси ці прагнуть встановитися вздовж географічного меридіана, вказуючи на полюси 3емлі - північний і південний.
Є деякі відомості про те, що вже X. Колумб знав, що стрілка компаса відхиляється від географічного меридіана і що це відхилення неоднаково в різних частинах Землі.
У старовинних книгах можна прочитати наступне:
«... У вересні 1492 на набережній зібралося множе ство іспанців. Погляди їх були спрямовані в море, де на віл нах погойдувалися три судна. Цим судам належало незвичайний ве плавання: перетнути майже зовсім не відомий досі океан і досягти казкової Індії ...
Кораблі відчалили. Рід ної іспанська берег з кожною годиною ставав все далі і далі.
13 вересня моряки з подивом виявили, що стріл ка компаса змінила свій напрямок, відхилившись до за упаду. На наступний день знову було відмічено відхилення. Штурман доповів X. Колумбу, що стрілка корабельного ком пасу за чотири дні відхилилася від належного їй направ лення на 11 градусів.
Ця звістка незабаром дійшла до команди. Забобонні моряки стали говорити про те, що це погана прикмета, що рань ше стрілка компаса ніколи так себе не вела. На кораблі готувався бунт: моряки не хотіли продовжувати подорож.
Сидячи в своїй каюті, Колумб довго думав. Він ніяк не міг пояснити таку поведінку стрілки компаса. Може бути, повернути назад? Але там, в Іспанії, його чекає ганьба, а попереду, якщо він відкриє нові землі, його чекають слава, почесті. І Колумб вирішив продовжувати шлях. Щоб заспокоїти моряків, він сказав їм, що не стрілка компаса змінила свій напрямок, а Полярна зірка кілька змістилася зі своє го місця. Тому нічого страшного немає і подорож про должалось.
Моряки заспокоїлися, і незабаром кораблі досягли Нового Світу. »
Відхилення магнітної стрілки компаса, виявлене Колумбом, послужило поштовхом до вивчення цього явища, оскільки мореплавцям потрібні були точні відомості про величину магнітного схилення в різних районах нашої планети. З цього часу починають визначати відміни в різних місцях Землі та на підставі цих даних створювати магнітні картки, на яких показують, у якому напрямку відхиляється в даному місці магнітна стрілка компаса і на скільки градусів.
В 1544 році Гартман, пастор з Нюрнберга, встановив, що направлення на географічний і на магнітний полюси відрізняються, причому кут між цими напрямами (відміна) залежить від координат місця спостережень. Наступний найважливіший крок зробив Роберт Норман, який відкрив ще один параметр геомагнітного поля, а саме - нахил. Норман виявив, що вільно підвішена стрілка магніту не тільки встановлюється у напрямку магнітних полюсів, а й нахиляється по відношенню до горизонтальної площини. Завдяки цьому спостереження Норман зробив воістину фундаментальний висновок про те, що джерело сили, що направляє стрілку, розташований усередині Землі, а не у поза нею.
У 1600 році Вільям Гільберт, особистий лікар англійської імператриці Єлизавети 1, на основі своїх нескінченних дослідів, яким він присвятив усе життя, прийшов до думки про те, що великим магнітом є сама Земля. XVII століття ознаменувалося новими відкриттями в області геомагнетизму. І самим чудовим з них можна вважати відкриття явища «вікового ходу». Едмунд Галлей, королівський астроном при Англійському дворі, провівши численні повторні вимірювання відміни як у Лондоні, так і в інших пунктах, довів, що воно схильне систематичним закономірним змін. У XVIII - ХІХ століттях проблемами геомагнетизму займалися такі видатні вчені енциклопедисти, як Гумбольдт, Гей-Люссак, Максвелл і Гаус. Серед проектів, організованих Гауссом і Гумбольдтом, був, зокрема, безпрецедентний за масштабами в історії геомагнетизму «Геттінгенський союз». У рамках цього проекту в 50 точках земної кулі протягом 5 років (з 1836 по 1841 рік) протягом 28 інтервалів часу проводилися одночасні вимірювання геомагнітного поля.
На початку ХХ століття, в 1909 році, на воду була спущена плавуча магнітна лабораторія - яхта «Карнегі», що належала Відділу земного магнетизму Інституту Карнегі у Вашингтоні. На ній протягом майже 20 років проводилися виміри магнітного поля в самих різних точках Світового океану, а в 1953 році у свій перший рейс вирушила радянська немагнітна шхуна «Зоря», яка за три десятки років постійних експедицій пройшла всі океани, залишивши за бортом 350 тисяч морських миль. У 1947 році радянським фізиком Я.І. Френкелем для пояснення причин виникнення магнітного поля була запропонована гіпотеза земного динамо, згодом розвинена і суттєво доповнене іншими вченими і, перетворившись у струнку теорію походження геомагнітного поля. Епохальною подією в історії магнітологіі стало пояснення природи магнітниханомалій океану. Честь цього відкриття належить двом ученим - Д. Метьюз і Ф. Вайн. У своїй єдиній спільній статті, опублікованій в 1963 році в журналі «Nature» під назвою «Магнітні аномалії над океанічними хребтами», вони запропонували модель, яка пояснювала всі головні особливості океанічних магнітних аномалій з надзвичайною легкістю і витонченістю. Ця робота і лягла в основу всіх сучасних досліджень геомагнітного поля.
2. Магнітні полюси - магнітосфера.
У порівнянні з магнітними полями, з якими ми стикаємося в повсякденному житті (сердечники акустичних колонок, магнітні імпульси змінного струму в побутових приладах, лампи, лінії електропередач та ін), магнітне поле Землі ставиться до розряду дуже слабких полів. Тим не менш, це, так зване головне геомагнітне, поле, що має планетарну природу, існує на 3емле повсюдно. Деякі його елементи люди навчилися вимірювати ще до відкриття самого магнітного поля. Так, перші карти магнітного схилення, який доставляв стільки бід морякам давнину, з'явилися ще в середині XVI століття.
Усвідомлення того факту, що магнітні полюси не збігаються з географічними, розставило все по своїх місцях і дозволило зрозуміти, що відміна - це кут між напрямком на північ і магнітним меридіаном, вздовж якого встановлюється стрілка компаса. Настільки ж давно вимірюється і величина способу - кута між горизонтальною площиною і магнітною стрілкою.
Нині магнітне поле на поверхні нашої планети вивчено досить докладно. Виявилося, що воно аж ніяк не постійно, а безперервно змінюється. Круглий рік сотні магнітних обсерваторій, десятки спеціальних суден і літаків, численні загони магнітологов в самих різних точках земної кулі.
З'ясувалося, що магнітне поле схильне самим різним змін. Деякі з них є регулярними і спостерігаються щодня зокрема так звані добові варіації, для яких характерні циклічні коливання напруженості магнітного поля і магнітного відхилення. Не менш добре відомі й інші варіації - короткоперіодичні коливання, тривалість яких не перевищує декількох хвилин, а також магнітні бурі, чия тривалість може вимірюватися цілодобово.
Всі ці варіації безпосереднім чином пов'язані з діяльністю Сонця. У «спокійні магнітні дні» взаємодія сонячного вітру з іоносферними струмами викликає плавні, регулярні зміни компонентів магнітного поля з періодом, близьким до 24 години. Магнітні бурі, згадані вище, - це нерегулярні спорадичні обурення магнітосфери Землі. Вони починаються в момент, коли різко змінюється тиск сонячного вітру на магнітосферу і вона виявляється не в змозі «відвести» потік високоенергетичних часток від Землі. У результаті вони пронизують іоносферу, порушуючи регулярну структуру навколоземних електричних струмів. Магнітні бурі бувають різної інтенсивності та тривалості, але, як правило, повне відновлення «спокою» геомагнітного поля відбувається через 2-3 діб після початку бурі.
У тому випадку, якщо стрибок тиску (щільність) сонячного вітру не в змозі «пробити» магнітосферу, то спотворення магнітних силових ліній носять локальний характер і магнітні збурення охоплюють не всю земну кулю, а лише якийсь окремий район. Вони дуже часті «гості» у північних районах земної кулі. Полярні сяйві також найчастіше пов'язані з цими збуреннями.
Протягом року спостерігається два періоди різкого підвищення магнітної активності - це періоди весняного і осіннього сонцестояння, тобто березень і вересень. У цей час кількість магнітних бур значно зростає. Якщо в середньому на місяць відбувається 1-2 магнітні бурі, то в березні та вересні їхня кількість зростає у кілька разів, причому осінній пік магнітної активності більш енергійний - восени кількість магнітних бур більше, ніж навесні, і може доходити до 7-8 на місяць .
Дуже сильний вплив робить на частоту виникнення бур глобальний 11-річний цикл сонячної активності, який багато в чому визначає всі природні процеси на 3емле. До речі, 2003-й був - рік - максимуму сонячної активності.
Крім таких короткочасних коливань магнітного поля існують і набагато більш повільні, плавні зміни його параметрів, з періодом в декілька сотень років. Вони пов'язані з процесами, що відбуваються всередині 3емлі, і названі віковими варіаціями. Вікові варіації можна уподібнити диханню магнітного поля - в кожній точці земної поверхні періодично міняється напрям магнітного поля, не залишається постійною і величина намагніченості планети в цілому. Історія регулярних магнітних спостережень налічує трохи більше 100 років, тому відомості про вікові варіаціях, отримані на основі цих вимірів, звичайно, не могли бути повними. Довгий час здавалося, що будь-які спроби магнітологов зазирнути у віддалене минуле нашої планети, з'ясувати, як змінювалося з часом її магнітне поле, приречені на провал. Проте сама Природа припасла для людей чудову підказку, яка допомогла вирішити одну з найбільш каверзних загадок еволюції 3емлі.
У середині XIX століття було виявлено явище термоостаточного намагнічування лав - Палеомагнетизм. Поступово, крок за кроком, учені встановили, що носіями древнього геомагнітного поля можуть бути гірські породи самого різного походження, як магматичні, так і осадові.
Виявилося, що ізлівшіеся під час вивержень вулканів у вигляді лави гірські породи мають дивовижну спроможність зберігати в собі інформацію про магнітне поле Землі. Породи, розігріті до температури 500-700 ° С, у міру охолодження набувають намагніченість, величина і напрямок якої відповідають магнітним полем Землі, що діяв на породу під час охолодження. Ця намагніченість зберігається протягом мільйонів років і, немов магнітофонний стрічка, доносить до нас свідчення з віддаленого минулого планети. Визначивши геологічними методами вік лавових утворень і «прочитавши» зберігається в них палеомагнітного інформацію, можна достеменно відновити історію магнітного поля 3емлі.
Палеомагнітние дослідження виявили неспростовні свідоцтва неодноразових інверсій (звернень полюсів) геомагнітного поля в минулі епохи. Виявилося, що магнітні полюси не раз мінялися місцями. Завдяки досягненням фізиків, що розробили методи визначення абсолютного віку гірських порід, у палеомагнитологи з'явилася можливість не тільки фіксувати головні події в історії геомагнітного поля (перш за все інверсії), але й визначити їх тривалість і абсолютний час початку і закінчення інверсій - тобто створити шкалу часу ( тимчасову шкалу) інверсій геомагнітного поля. Магнітологі називають таку шкалу магнітохронологіческой.
Перша подібна шкала була досить «куцою» - охоплювала період лише в 3,5 млн. років і не відрізнялася великою детальністю. Справа в тому, що лави в більшості своїй вивергалися тільки в певні тектономагматіческіе епохи, в порівняно вузькому.
Це зображення комп'ютерна модель через 5000 "років" - змінне магнітне поле в процесі інверсії. Після якого настає час зворотного магнітного поля. Ще через 5000 "років" інверсія буде закінчена.
тимчасовому інтервалі. А тому стало ясно, що, досліджуючи лише лави вулканічних вивержень, «прочитати» всю історію магнітного поля 3емлі не вдасться.
Ситуація змінилася радикально, як тільки почалися масштабні дослідження магнітного поля океанів. Перші ж безперервні вимірювання вздовж ліній, що перетинають Атлантичний океан, виявили різкі відмінності в будові магнітного поля океану в порівнянні із сушею. Результат виявився справді сенсаційним. З'ясувалося, що замість складної форми магнітних аномалій на суші, яка сильно змінюється від району до району, океанічні магнітні аномалії в усіх океанах мають регулярний, систематичний характер.
Магнітне поле Світового океану являє собою паралельні смуги з чередующимся напрямком намагніченості гірських порід - воно поперемінно то збігається з напрямком сучасного магнітного поля (пряма намагніченість), то прямо йому протилежно (зворотна намагніченість). Ці аномалії простягаються на тисячі кілометрів, іноді без будь-яких спотворень. Наприклад, в Атлантичному океані вони простежуються від Ісландії до мису Горн.
Океанічні аномалії мають велику інтенсивність і величезні розміри. Але, мабуть, найбільш разючою рисою цих магнітних смуг є їх дзеркальна симетрії щодо серединно-океанічного хребта, тобто будь-яка позитивна чи негативна аномалії з одного боку хребта обов'язково має свого «близнюка» - з іншого. Причому розташовані аномалії-«близнюки» від осі хребта на однаковій відстані.
Геофізики-магніторазведчікі, звиклі пояснити аномалії магнітного поля особливостями геологічної будови та речовинного складу гірських порід у районі досліджень, були здивовані: звичні, добре розроблені для суші моделі та схеми пріложітельно до океану не «працювали». Втім, пояснення цього феномену не змусили себе чекати - відбулася в геології революція звела на п'єдестал наук про 3емле глобальну тектоніку літосферних плит. Вона і піднесла магнітологам воістину безцінний дар - можливість дослідити історію геомагнітного поля за весь час існування океанів.
Спільними зусиллями палеомагнитологи і морських магнітометрістов була створена найдетальніша магнітохронологіческая шкала - історія інверсій геомагнітного поля за 4 мільярди років. Причому досить просто побіжного погляду на цю шкалу для того, щоб помітити, що життя магнітного поля Землі - досить бурхлива.
Магнітні полюси нашої планети час від часу міняються місцями - відбувається інверсія магнітного поля. Південний магнітний полюс стає Північним, і навпаки. У такі періоди напрямок магнітного поля виявляється протилежним сучасному. Процес «ротації» полюсів займає не менше 10 тисяч років. І незважаючи на величезні досягнення магнітологіі і геофізики останніх десятиліть, причини подібних трансформацій все ще залишаються загадкою.
Втім, систематичні детальні дослідження інверсій дозволили висловити припущення про те, що, можливо, існує зв'язок між періодичною зміною рослинного і тваринного світу на Землі і циклічними змінами магнітного поля. Багато дослідників вважають, що в період зміни полярності магнітне поле вельми істотно слабшає або навіть зникає зовсім, а 3емле в цей час залишається беззахисною перед потоками космічного випромінювання, яке має колосальний вплив на біосферу планети. Найбільш ж сміливі гіпотези пов'язують зі зміною полярності магнітних полюсів навіть поява людини.
Наскільки справедливі ті чи інші припущення, говорити поки передчасно. Безсумнівно, одне - саме існування життя на нашій планеті неможливо без магнітного поля, що захищає все живе від згубного впливу космічних випромінювань.
Зовнішнє магнітне поле Землі - магнітосфера - поширюється в космічному просторі більше ніж на 20 земних діаметрів і надійно захищає нашу планету від потужного потоку космічних частинок.
БУДОВА магнітосфери: сонячний вітер, фронт ударної хвилі, міжпланетне магнітне поле, хвостова частина магнітосфери, магнітопауза (кордон магнітосфери), нічна сторона магнітопауза, денна сторона магнітопауза, точка перетину силових ліній, іоносфера, захоплені силовими лініями частинки, сфера плазми, овал полярних сяйв .
Найбільш же яскравим проявом магнітосфери є магнітні бурі - швидкі хаотичні коливання всіх компонентів геомагнітного поля. Найчастіше магнітні бурі захоплюють всю земну кулю: вони реєструються всіма магнітними обсерваторіями світу - від Антарктиди до Шпіцбергена, причому вид магнітограми, отриманих у найвіддаленіших точках Землі, дивно схожий. Тому не випадково такі магнітні бурі називають глобальними.
Амплітуда коливань магнітного поля під час бурі у сотні, а то і в тисячі разів перевищує рівень коливань у «спокійні» дні, однак по відношенню до головного (внутрішньому) магнітного поля Землі вони зазвичай збільшуються не більше ніж на 1-3%. Зовнішнє магнітне поле - це поле струмів, що течуть в іоносфері - зовнішній оболонці атмосфери Землі, розташованої приблизно на відстані від 100 до 600 км від її поверхні. Ця оболонка насичена частково іонізованим газом - плазмою, яка пронизує геомагнітним полем. Обертання Землі неминуче призводить до обертання її газових зовнішніх оболонок, які, крім земного тяжіння, відчувають тиск сонячного вітру.
3. Магнітні бурі
Магнітні бурі чинять сильний вплив на радіозв'язок, на лінії електрозв'язку і на силові електроустановки. Так, під час сильної магнітної бурі 11 лютого 1958, що охопила всю земну кулю, у багатьох місцях зазначалося припинення радіозв'язку.
Електричні струми, викликані в Землі магнітною бурею, в Швеції були такі великі, що спалахував електроізоляційний матеріал на кабелях, згорали запобіжники, трансформатори, переривалася сигналізація на залізницях.
3.1 Чому відбуваються магнітні бурі?
Чому відбуваються магнітні бурі? Виявляється, в цьому винне Сонце, точніше, процеси, що відбуваються на цій, найближчою до нас зірку.
Встановлено, що, коли на Землі відбуваються магнітні бурі, на Сонці спостерігаються плями, відбуваються виключно сильні вибухи.
У тому, що стрілка компаса коливається, не завжди винувато Сонце. Є місця на земній кулі, де на стрілку впливають гірські породи.
Відомо, що всі гірські породи намагнічені. Але серед них вивержені кристалічні породи найбільш магнітні.
Тому там, де на глибині залягають кристалічні породи певного складу, спостерігаються магнітні аномалії. У таких місцях Землі стрілка компаса, замість того щоб вказувати на північ, може повернутися на захід, на схід чи навіть на південь.
Найбільш сильні магнітні аномалії бувають в районах, де на глибині залягають залізорудні породи. Ось чому геологи вже давно ведуть пошуки корисних копалин за допомогою компаса. Так, наприклад, було відкрито найбільше у світі родовище залізної руди - Курська магнітна аномалія, а також Соколовсько-Сарбайское залізорудну родовище в Казахстані.
Останнім часом вчені прийшли до висновку, що магнітні властивості Землі впливають не тільки на магнітну стрілку компаса, але і на живі організми.
3.2 впливаємо магнітного властивості Землі на живі організми
Той з вас, хто розводить рибок в акваріумі, знає, що їх можна привчити до того, щоб, після того як ви постукайте по склу акваріума »він» підпливали до певного місця, де їм, зазвичай дають корм. Постукування можна замінити запалюванням лампочки і, як це нещодавно з'ясувалося, магнітом. Виявляється, рибки почувають його дію.
Ще більш чутливий чоловік, а також тварини до процесів, що відбуваються періодично на Сонці (сильні вибухи, поява плям). Процеси ці, як ви тепер знаєте, викликаються магнітними бурями.
Учені вже давно помітили, що бурхлива активність Сонця настає приблизно через 11 років. Вони також помітили одинадцятирічний період в житті деяких організмів. Так, наприклад, якщо уважно розглянути річні кільця на спилі старого дерева, можна помітити, що товщина цих кілець неоднакова. Повторюваність більш широких і більш вузьких кілець має певну закономірність - вона відображає одинадцятирічний цикл сонячної активності.
Зібрано величезний матеріал про повторюваності масових захворювань серед людей і тварин. І знову ж таки встановлено взаємозв'язок між епідеміями і зміною сонячної активності. Так, грип «наступає» в роки максимумів сонячної активності, а ящур, цей бич тваринництва, навпаки, в роки малої активності Сонця.
Дуже цікаві дані отримані щодо дифтерії. Відзначено, що хвороба давала спалаху в роки мінімуму сонячної активності.
У період неспокійного Сонця посилюється ріст дерев, катастрофічно розмножуються або несподівано пропадають полчища комах - шкідників сільського господарства.
Може здатися дивним, але число автомобільних катастроф, відповідно до статистики, як правило, зростає - і нерідко в чотири рази!-На другий день після ... спалахів на Сонці. За допомогою спеціальних приладів було відмічено, що під час спалахів на Сонці у людей уповільнюється реакція на сигнали, і то в кілька разів у порівнянні з днями спокійного Сонця.
Отже, є всі підстави вважати, що сонячні спалахи та магнітні бурі впливають на живі організми, в тому числі і на здоров'я людини.
У деяких країнах, у тому числі і в Радянському Союзі, організована спеціальна служба Сонця. Так, наприклад, на деяких пляжах встановлені магнітограф, що реєструють коливання земного магнетизму. Коли псується погода на Сонці, люди без приладу цього не помічають! море, як і раніше виблискує і переливається в сонячних променях і на небі ні хмаринки. А магнітограф повідомляє: на Сонці відбуваються обурення. Лікарі, дізнавшись про це, встигають вчасно захистити від сонячної негоди своїх пацієнтів.
Висновок
Багато хто запитує: а чи не застарів у наш час магнітний компас? Адже зараз у штурманів є такі точні прилади, як гірокомпас і різноманітні радіолокаційні пристрої. Так, крім того, на кораблях, зроблених з металу, магнітна стрілка чи покаже правильний напрям. Адже відомо, що - будь-яка залізна річ значно відхиляє; стрілку.
І все-таки маленька рухома стрілка служить людям і зараз. На будь-якому сучасному кораблі обов'язково встановлюють один або два магнітних компаса. Крім компаса, Турман має карту, на якій вказана величина магнітного відхилення для кожного пункту.
Знаючи величину магнітного схилення і маючи свідчення корабельного компаса, штурман вводить в них поправку і визначає справжній курс корабля. Наприклад, у Балтійському морі магнітне відхилення одно 4-6 градусів, відмінювання східне. Значить, стрілка компаса від істинного напрямки північ - південь відхилена на схід на 6 градусів. Щоб визначити справжній курс корабля, потрібно показання компаса виправити на 6 градусів.
Наші вчені знайшли спосіб, як позбутися від відхилення стрілки компаса під впливом залізних предметів, що знаходяться на кораблі (таке відхилення називається девіацією). Для цього навколо компаса в певному порядку мають спеціальні магніти та залізні предмети.
Завдяки науці про девіації магнітний компас залишився вірним помічником моряків і на залізних кораблях.
У XX столітті з появою авіації виникла необхідність застосування магнітного компаса на літаках. При цьому знищення девіації компаса на літаках проводиться так само, як і на кораблях.
Цікаво відзначити, що не тільки людина використовує силу земного магнетизму (наприклад, для навігації). Є деякі підстави вважати, що птахи, дивують нас здатністю при своїх перельотах знаходити місця, в яких вони колись народилися і жили, також використовують ці сили.
Не так давно були проведені цікаві досліди з поштовими голубами, які, як відомо, відрізняються здатністю визначати своє постійне місцезнаходження. П'ять голубів були відвезені далеко від міста, в якому вони знаходилися. Випущені на волю, птахи безпомилково повернулися назад. Потім кожному голубу під крила прив'язалися вий маленький магніт і повторили досвід. Виявилося, що тільки один голуб із п'яти повернувся додому, і то після довгого блукання в дорозі.
Отже, на нашій планеті під дією магнітних сил Землі стрілка компаса встановлюється в певному напрямку.
Але трапляється, що стрілка компаса раптом починає хвилюватися, різко й раптово здригатися, кидатися з боку в бік. Такі явища вчені називають магнітними бурями.
Магнітне поле Землі має бути ще добре вивчити, щоб до кінця з'ясувати його вплив на природу.
Література
1. Берлянт А.М. та ін Фізична географія. Довідкові матеріали: книга для учнів. - М.: Просвещение, 1994.
2. Новиков Е.А. Скарби Землі. М., Наука, 1999.
3. Перельман А.І. Склад Землі. М., Знання, 2001р.
4. Підручник Географія 8 клас Е. М. Раковська Видавництво «Просвіта» Москва 1999р;
5. Підручник Фізика 8 клас А. В. Перишкін Видавництво «Просвіта» Москва 1997р;
6. Енциклопедія «Я пізнаю мир» Видавництво «АСТ» Москва 1999р;
7. Енциклопедія для дітей: Т. 4 (Геологія). - М., Аванта +, 2002р.
Додаток
1. Сюрпризом для дослідників стало виявлення магнітосфери Меркурій. Вона була відкрита в 1974 році за допомогою космічного апарату «Марінер-10». Магнітне поле Меркурія виявилося, правда, дуже слабким - його напруженість на поверхні планети майже в 100 разів менше, ніж на поверхні Землі, а відстань, на яку простирається магнітосфера Меркурія, становить лише близько 2,5 тисячі кілометрів. Хоча, незважаючи на свої мініатюрні розміри, меркуріанський магнітосфера виявляє досить багато спільного із земною.
2. Наступна за Меркурієм Венера не має в своєму розпорядженні, скільки небудь помітним магнітним полем. Це стало ясно після численних досліджень планети апаратами серій «Венера» і «Марінер». Однак у Венери є досить щільна іоносфера, чиє взаємодію з електричним полем міжпланетного простору і сонячним вітром створює ефект наведеної магнітосфери.
3. Супутник 3емлі - Місяць не має ні магнітного поля, ні магнітосфери, здатної протистояти сонячному вітрі. Місячні поверхневі шари мають досить низькою електропровідністю, а тому в них не вдалося виявити і магнітних явищ, пов'язаних з протіканням електричних струмів через тіло нашого супутника. Тим не менш, магнітометри, залишені екіпажами «Аполлонов», так само як і прилади, розміщені на борту «місяцехід», виявили невеликі ділянки Місяця, що володіють високою магнітною активністю. Пов'язані такі локальні магнітні явища з вкрапленнями в тіло Місяця намагнічених або добре проводять мас.
4. Дуже слабке магнітне поле у Марса - його ледве вистачає на те, щоб зупинити потік сонячного вітру. Правда, на відміну від Меркурія Марс має ще й іоносферою, і тому магнітосфера Червоної планети поєднує в собі властивості як власного, так і наведеного магнітного поля.
5. Єдиною планетою, існування магнітосфери якої було передбачене на основі наземних радіоастрономічних спостережень, виявився Юпітер. Аналіз потужності та поляризації радіовипромінювання, розподілу яскравості джерела дозволив не тільки передбачити сам факт наявності магнітного поля, а й оцінити його величину, а також отримати інформацію про радіаційному поясі Юпітера. Польоти апаратів «Піонер-10» і «Піонер-11» розширили уявлення про магнітосфері цієї планети. Виявилося, що Юпітер володіє могутнім магнітним полем - його магнітний момент в 50 000 разів перевершує магнітний момент Землі, а кордон магнітосфери знаходиться на відстані близько 7 млн. км від поверхні планети.
6. Не викликає сумнівів і наявність магнітного поля Сатурн - доказом тому стали дані, отримані в 1979 році в ході досліджень, які використовували апарат «Піонер-11». Магнітне поле, заміряне над хмарним поясом Саryрна, майже не відрізняється від магнітного поля на поверхні Землі. Вісь обертання Сатурна практично збігається з його магнітною віссю, а форма магнітосфери цієї планети - гіганта виявляє набагато більша схожість із земною, ніж з юпитерианской.
7. Що стосується Урана, то знайти магнітне поле цієї планети вдалося за допомогою апарата «Вояджер-2», прилади якого зафіксували крайню його мінливість. Магнітна вісь Урана нахилена до осі його обертання більш ніж на 55% (це більше, ніж у будь-який інший планети Сонячної системи). Напруженість його магнітного поля досить близька до земної, а ось полярність - зворотна. Магнітосфера Урана в міру віддалення від планети закручується у довгу спіраль.
8. Восьма за віддаленості від Сонця планета Нептун також має магнітним полем, виявленим приладами «Вояджера-2». Воно за деякими параметрами схоже з урановим, зокрема нахил його магнітної осі до осі обертання становить 47%. Магнітосфера Нептуна сильно витягнута.
9. Даних по наявності магнітного поля найвіддаленішої від Сонця планети - Плутон - поки не існує.
10. Магнітне відхилення - кут між географічним та магнітним меридіанами в даній точці земної поверхні. Схиляння магнітне вважається позитивним, якщо північний кінець магнітної стрілки відхилений на схід від географічного меридіана, і негативним - якщо на захід.
Втім, систематичні детальні дослідження інверсій дозволили висловити припущення про те, що, можливо, існує зв'язок між періодичною зміною рослинного і тваринного світу на Землі і циклічними змінами магнітного поля. Багато дослідників вважають, що в період зміни полярності магнітне поле вельми істотно слабшає або навіть зникає зовсім, а 3емле в цей час залишається беззахисною перед потоками космічного випромінювання, яке має колосальний вплив на біосферу планети. Найбільш ж сміливі гіпотези пов'язують зі зміною полярності магнітних полюсів навіть поява людини.
Наскільки справедливі ті чи інші припущення, говорити поки передчасно. Безсумнівно, одне - саме існування життя на нашій планеті неможливо без магнітного поля, що захищає все живе від згубного впливу космічних випромінювань.
Зовнішнє магнітне поле Землі - магнітосфера - поширюється в космічному просторі більше ніж на 20 земних діаметрів і надійно захищає нашу планету від потужного потоку космічних частинок.
БУДОВА магнітосфери: сонячний вітер, фронт ударної хвилі, міжпланетне магнітне поле, хвостова частина магнітосфери, магнітопауза (кордон магнітосфери), нічна сторона магнітопауза, денна сторона магнітопауза, точка перетину силових ліній, іоносфера, захоплені силовими лініями частинки, сфера плазми, овал полярних сяйв .
Найбільш же яскравим проявом магнітосфери є магнітні бурі - швидкі хаотичні коливання всіх компонентів геомагнітного поля. Найчастіше магнітні бурі захоплюють всю земну кулю: вони реєструються всіма магнітними обсерваторіями світу - від Антарктиди до Шпіцбергена, причому вид магнітограми, отриманих у найвіддаленіших точках Землі, дивно схожий. Тому не випадково такі магнітні бурі називають глобальними.
Амплітуда коливань магнітного поля під час бурі у сотні, а то і в тисячі разів перевищує рівень коливань у «спокійні» дні, однак по відношенню до головного (внутрішньому) магнітного поля Землі вони зазвичай збільшуються не більше ніж на 1-3%. Зовнішнє магнітне поле - це поле струмів, що течуть в іоносфері - зовнішній оболонці атмосфери Землі, розташованої приблизно на відстані від 100 до 600 км від її поверхні. Ця оболонка насичена частково іонізованим газом - плазмою, яка пронизує геомагнітним полем. Обертання Землі неминуче призводить до обертання її газових зовнішніх оболонок, які, крім земного тяжіння, відчувають тиск сонячного вітру.
3. Магнітні бурі
Магнітні бурі чинять сильний вплив на радіозв'язок, на лінії електрозв'язку і на силові електроустановки. Так, під час сильної магнітної бурі 11 лютого 1958, що охопила всю земну кулю, у багатьох місцях зазначалося припинення радіозв'язку.
Електричні струми, викликані в Землі магнітною бурею, в Швеції були такі великі, що спалахував електроізоляційний матеріал на кабелях, згорали запобіжники, трансформатори, переривалася сигналізація на залізницях.
3.1 Чому відбуваються магнітні бурі?
Чому відбуваються магнітні бурі? Виявляється, в цьому винне Сонце, точніше, процеси, що відбуваються на цій, найближчою до нас зірку.
Встановлено, що, коли на Землі відбуваються магнітні бурі, на Сонці спостерігаються плями, відбуваються виключно сильні вибухи.
У тому, що стрілка компаса коливається, не завжди винувато Сонце. Є місця на земній кулі, де на стрілку впливають гірські породи.
Відомо, що всі гірські породи намагнічені. Але серед них вивержені кристалічні породи найбільш магнітні.
Тому там, де на глибині залягають кристалічні породи певного складу, спостерігаються магнітні аномалії. У таких місцях Землі стрілка компаса, замість того щоб вказувати на північ, може повернутися на захід, на схід чи навіть на південь.
Найбільш сильні магнітні аномалії бувають в районах, де на глибині залягають залізорудні породи. Ось чому геологи вже давно ведуть пошуки корисних копалин за допомогою компаса. Так, наприклад, було відкрито найбільше у світі родовище залізної руди - Курська магнітна аномалія, а також Соколовсько-Сарбайское залізорудну родовище в Казахстані.
Останнім часом вчені прийшли до висновку, що магнітні властивості Землі впливають не тільки на магнітну стрілку компаса, але і на живі організми.
3.2 впливаємо магнітного властивості Землі на живі організми
Той з вас, хто розводить рибок в акваріумі, знає, що їх можна привчити до того, щоб, після того як ви постукайте по склу акваріума »він» підпливали до певного місця, де їм, зазвичай дають корм. Постукування можна замінити запалюванням лампочки і, як це нещодавно з'ясувалося, магнітом. Виявляється, рибки почувають його дію.
Ще більш чутливий чоловік, а також тварини до процесів, що відбуваються періодично на Сонці (сильні вибухи, поява плям). Процеси ці, як ви тепер знаєте, викликаються магнітними бурями.
Учені вже давно помітили, що бурхлива активність Сонця настає приблизно через 11 років. Вони також помітили одинадцятирічний період в житті деяких організмів. Так, наприклад, якщо уважно розглянути річні кільця на спилі старого дерева, можна помітити, що товщина цих кілець неоднакова. Повторюваність більш широких і більш вузьких кілець має певну закономірність - вона відображає одинадцятирічний цикл сонячної активності.
Зібрано величезний матеріал про повторюваності масових захворювань серед людей і тварин. І знову ж таки встановлено взаємозв'язок між епідеміями і зміною сонячної активності. Так, грип «наступає» в роки максимумів сонячної активності, а ящур, цей бич тваринництва, навпаки, в роки малої активності Сонця.
Дуже цікаві дані отримані щодо дифтерії. Відзначено, що хвороба давала спалаху в роки мінімуму сонячної активності.
У період неспокійного Сонця посилюється ріст дерев, катастрофічно розмножуються або несподівано пропадають полчища комах - шкідників сільського господарства.
Може здатися дивним, але число автомобільних катастроф, відповідно до статистики, як правило, зростає - і нерідко в чотири рази!-На другий день після ... спалахів на Сонці. За допомогою спеціальних приладів було відмічено, що під час спалахів на Сонці у людей уповільнюється реакція на сигнали, і то в кілька разів у порівнянні з днями спокійного Сонця.
Отже, є всі підстави вважати, що сонячні спалахи та магнітні бурі впливають на живі організми, в тому числі і на здоров'я людини.
У деяких країнах, у тому числі і в Радянському Союзі, організована спеціальна служба Сонця. Так, наприклад, на деяких пляжах встановлені магнітограф, що реєструють коливання земного магнетизму. Коли псується погода на Сонці, люди без приладу цього не помічають! море, як і раніше виблискує і переливається в сонячних променях і на небі ні хмаринки. А магнітограф повідомляє: на Сонці відбуваються обурення. Лікарі, дізнавшись про це, встигають вчасно захистити від сонячної негоди своїх пацієнтів.
Висновок
Багато хто запитує: а чи не застарів у наш час магнітний компас? Адже зараз у штурманів є такі точні прилади, як гірокомпас і різноманітні радіолокаційні пристрої. Так, крім того, на кораблях, зроблених з металу, магнітна стрілка чи покаже правильний напрям. Адже відомо, що - будь-яка залізна річ значно відхиляє; стрілку.
І все-таки маленька рухома стрілка служить людям і зараз. На будь-якому сучасному кораблі обов'язково встановлюють один або два магнітних компаса. Крім компаса, Турман має карту, на якій вказана величина магнітного відхилення для кожного пункту.
Знаючи величину магнітного схилення і маючи свідчення корабельного компаса, штурман вводить в них поправку і визначає справжній курс корабля. Наприклад, у Балтійському морі магнітне відхилення одно 4-6 градусів, відмінювання східне. Значить, стрілка компаса від істинного напрямки північ - південь відхилена на схід на 6 градусів. Щоб визначити справжній курс корабля, потрібно показання компаса виправити на 6 градусів.
Наші вчені знайшли спосіб, як позбутися від відхилення стрілки компаса під впливом залізних предметів, що знаходяться на кораблі (таке відхилення називається девіацією). Для цього навколо компаса в певному порядку мають спеціальні магніти та залізні предмети.
Завдяки науці про девіації магнітний компас залишився вірним помічником моряків і на залізних кораблях.
У XX столітті з появою авіації виникла необхідність застосування магнітного компаса на літаках. При цьому знищення девіації компаса на літаках проводиться так само, як і на кораблях.
Цікаво відзначити, що не тільки людина використовує силу земного магнетизму (наприклад, для навігації). Є деякі підстави вважати, що птахи, дивують нас здатністю при своїх перельотах знаходити місця, в яких вони колись народилися і жили, також використовують ці сили.
Не так давно були проведені цікаві досліди з поштовими голубами, які, як відомо, відрізняються здатністю визначати своє постійне місцезнаходження. П'ять голубів були відвезені далеко від міста, в якому вони знаходилися. Випущені на волю, птахи безпомилково повернулися назад. Потім кожному голубу під крила прив'язалися вий маленький магніт і повторили досвід. Виявилося, що тільки один голуб із п'яти повернувся додому, і то після довгого блукання в дорозі.
Отже, на нашій планеті під дією магнітних сил Землі стрілка компаса встановлюється в певному напрямку.
Але трапляється, що стрілка компаса раптом починає хвилюватися, різко й раптово здригатися, кидатися з боку в бік. Такі явища вчені називають магнітними бурями.
Магнітне поле Землі має бути ще добре вивчити, щоб до кінця з'ясувати його вплив на природу.
Література
1. Берлянт А.М. та ін Фізична географія. Довідкові матеріали: книга для учнів. - М.: Просвещение, 1994.
2. Новиков Е.А. Скарби Землі. М., Наука, 1999.
3. Перельман А.І. Склад Землі. М., Знання, 2001р.
4. Підручник Географія 8 клас Е. М. Раковська Видавництво «Просвіта» Москва 1999р;
5. Підручник Фізика 8 клас А. В. Перишкін Видавництво «Просвіта» Москва 1997р;
6. Енциклопедія «Я пізнаю мир» Видавництво «АСТ» Москва 1999р;
7. Енциклопедія для дітей: Т. 4 (Геологія). - М., Аванта +, 2002р.
Додаток
1. Сюрпризом для дослідників стало виявлення магнітосфери Меркурій. Вона була відкрита в 1974 році за допомогою космічного апарату «Марінер-10». Магнітне поле Меркурія виявилося, правда, дуже слабким - його напруженість на поверхні планети майже в 100 разів менше, ніж на поверхні Землі, а відстань, на яку простирається магнітосфера Меркурія, становить лише близько 2,5 тисячі кілометрів. Хоча, незважаючи на свої мініатюрні розміри, меркуріанський магнітосфера виявляє досить багато спільного із земною.
2. Наступна за Меркурієм Венера не має в своєму розпорядженні, скільки небудь помітним магнітним полем. Це стало ясно після численних досліджень планети апаратами серій «Венера» і «Марінер». Однак у Венери є досить щільна іоносфера, чиє взаємодію з електричним полем міжпланетного простору і сонячним вітром створює ефект наведеної магнітосфери.
3. Супутник 3емлі - Місяць не має ні магнітного поля, ні магнітосфери, здатної протистояти сонячному вітрі. Місячні поверхневі шари мають досить низькою електропровідністю, а тому в них не вдалося виявити і магнітних явищ, пов'язаних з протіканням електричних струмів через тіло нашого супутника. Тим не менш, магнітометри, залишені екіпажами «Аполлонов», так само як і прилади, розміщені на борту «місяцехід», виявили невеликі ділянки Місяця, що володіють високою магнітною активністю. Пов'язані такі локальні магнітні явища з вкрапленнями в тіло Місяця намагнічених або добре проводять мас.
4. Дуже слабке магнітне поле у Марса - його ледве вистачає на те, щоб зупинити потік сонячного вітру. Правда, на відміну від Меркурія Марс має ще й іоносферою, і тому магнітосфера Червоної планети поєднує в собі властивості як власного, так і наведеного магнітного поля.
5. Єдиною планетою, існування магнітосфери якої було передбачене на основі наземних радіоастрономічних спостережень, виявився Юпітер. Аналіз потужності та поляризації радіовипромінювання, розподілу яскравості джерела дозволив не тільки передбачити сам факт наявності магнітного поля, а й оцінити його величину, а також отримати інформацію про радіаційному поясі Юпітера. Польоти апаратів «Піонер-10» і «Піонер-11» розширили уявлення про магнітосфері цієї планети. Виявилося, що Юпітер володіє могутнім магнітним полем - його магнітний момент в 50 000 разів перевершує магнітний момент Землі, а кордон магнітосфери знаходиться на відстані близько 7 млн. км від поверхні планети.
6. Не викликає сумнівів і наявність магнітного поля Сатурн - доказом тому стали дані, отримані в 1979 році в ході досліджень, які використовували апарат «Піонер-11». Магнітне поле, заміряне над хмарним поясом Саryрна, майже не відрізняється від магнітного поля на поверхні Землі. Вісь обертання Сатурна практично збігається з його магнітною віссю, а форма магнітосфери цієї планети - гіганта виявляє набагато більша схожість із земною, ніж з юпитерианской.
7. Що стосується Урана, то знайти магнітне поле цієї планети вдалося за допомогою апарата «Вояджер-2», прилади якого зафіксували крайню його мінливість. Магнітна вісь Урана нахилена до осі його обертання більш ніж на 55% (це більше, ніж у будь-який інший планети Сонячної системи). Напруженість його магнітного поля досить близька до земної, а ось полярність - зворотна. Магнітосфера Урана в міру віддалення від планети закручується у довгу спіраль.
8. Восьма за віддаленості від Сонця планета Нептун також має магнітним полем, виявленим приладами «Вояджера-2». Воно за деякими параметрами схоже з урановим, зокрема нахил його магнітної осі до осі обертання становить 47%. Магнітосфера Нептуна сильно витягнута.
9. Даних по наявності магнітного поля найвіддаленішої від Сонця планети - Плутон - поки не існує.
10. Магнітне відхилення - кут між географічним та магнітним меридіанами в даній точці земної поверхні. Схиляння магнітне вважається позитивним, якщо північний кінець магнітної стрілки відхилений на схід від географічного меридіана, і негативним - якщо на захід.