Магнітне поле Землі — це магнітне поле, що існує навколо Землі. Воно виникає внаслідок взаємодії між рухомими зарядами в ядрі Землі та навколишнім середовищем.
Створює магнітосферу — це область навколо Землі, де діє магнітне поле. Магнітосфера захищає Землю від космічного випромінювання.
Деякі тварини, такі як птахи і риби, використовують магнітне поле Землі для орієнтації в просторі.
Магнітне поле Землі має форму диполя, тобто має дві полюси:
- Північний. Північний полюс розташований в Канаді,
- Південний — в Антарктиді.
Магнітні полюси Землі не є постійними. Вони постійно рухаються, і їхнє розташування може змінюватися на кілька кілометрів за рік. Крім того, магнітне поле Землі не є ідеальним диполем. Воно має ряд складних неоднорідностей, які можуть впливати на його силу і напрямок.
Спрощено магнітне поле Землі можна уявити собі як поле магнітного диполя, нахиленого приблизно під кутом 11,5° відносно осі обертання Землі і віддаленого на 300 км від геомагнітного центра Землі.
Класифікація
Розрізняють декілька видів земного магнітного поля:
- головне — зумовлене механіко-електромагнітними процесами у зовнішньому шарі ядра Землі;
- аномальне — пов’язане головним чином з намагніченістю гірських порід земної кори;
- зовнішнє — зумовлене електричними струмами, що існують у навколоземному космічному просторі, та індукованими у мантії Землі; має добре виражений широтний розподіл (більш інтенсивне у приполярних областях і зменшується до екватора).
На магнітне поле Землі впливають такі фактори, як:
- Сонячна активність: Сонячні спалахи і сонячний вітер можуть викликати зміни в магнітному полі Землі.
- Руйнування озонового шару: Руйнування озонового шару може призвести до збільшення кількості космічного випромінювання, що досягає Землі, що, в свою чергу, може призвести до змін в магнітному полі Землі.
- Геологічні процеси: Геологічні процеси в ядрі також можуть впливати на магнітне поле.
Історія досліджень
Китайці та монголи визнали північний напрямок намагнічених тіл більше тисячі років тому. Перші якісні вимірювання компонентів магнітного поля Землі, таких як схилення та нахил, стали можливими та відомі після винаходу сухого компаса в 12 столітті.
У 1600 році англійський лікар і натурфілософ Вільям Гілберт опублікував свою роботу «De Magnete» , в якій він вперше визнав, що Земля є причиною вирівнювання стрілки компаса. Вимірювання Генрі Геллібранда в Лондоні також показали, що магнітне поле не є статичним, а змінюється повільно.
Олександр фон Гумбольдт проводив систематичні вимірювання в прусській гірничій промисловості та під час своїх дослідницьких поїздок. Карл Фрідріх Гаус побудував першу геофізичну обсерваторію в Геттінгені та сконструював для неї чутливий магнітометр у 1832 році . Він зрозумів, що глобально розподілені вимірювання повинні проводитися одночасно, щоб локалізувати причини флуктуацій і точніше виміряти статичне поле. З 1836 року Магнітна асоціація , заснована з цією метою і Британське королівське товариство надали дані, які він і Вільгельм Вебер оцінили. У 1839 році він зміг показати, що більша частина статичного магнітного поля Землі походить зсередини Землі, тоді як менші, короткочасні коливання магнітного поля Землі походять ззовні.
Подальші міжнародні вимірювальні кампанії відбувалися протягом полярних років 1882, 1932 та Міжнародного геофізичного року 1957–1958. Попередні механічні магнітометри ( баланси магнітного поля , торсійні магнітометри) дедалі більше замінювалися індуктивними або атомними магнітометрами (ядро насичення, феррозонд ( зонд Ферстера ); протонні та цезієві).
З точки зору промислової історії, розробка відповідних точних вимірювальних пристроїв у Німеччині у співпраці з науковими дослідженнями була тісно пов’язана з роботами Асканії в Потсдамі, наприклад, польова шкала Шмідта , яка використовується в усьому світі і яка, крім вимірювання регіональних даних на магнітне поле, також дозволило оцінити намагніченість зразків гірських порід.
Магнітне поле Землі грає важливу роль у забезпеченні стабільності та захисті планети. Воно впливає на компаси та навігаційні системи, а також забезпечує захист атмосфери від шкідливого впливу сонячного вітру, допомагає в наукових дослідженнях природних процесів та вивченні геології.