გეომაგნიტური ველი: მახასიათებლები, სტრუქტურა, მახასიათებლები და კვლევის ისტორია

2024 ავტორი: Henry Conors | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-02-12 09:37

გეომაგნიტური ველი (GP) წარმოიქმნება დედამიწის შიგნით მდებარე წყაროებით, ასევე მაგნიტოსფეროსა და იონოსფეროში. ის იცავს პლანეტას და მასზე არსებულ სიცოცხლეს კოსმოსური გამოსხივების მავნე ზემოქმედებისგან. მის ყოფნას აკვირდებოდა ყველა, ვისაც კომპასი ეჭირა და დაინახა, როგორ მიუთითებს ისრის ერთი ბოლო სამხრეთისაკენ, მეორე კი ჩრდილოეთისკენ. მაგნიტოსფეროს წყალობით დიდი აღმოჩენები გაკეთდა ფიზიკაში და ჯერჯერობით მისი არსებობა გამოიყენება საზღვაო, წყალქვეშა, ავიაციისა და კოსმოსური ნავიგაციისთვის.

ზოგადი მახასიათებლები

ჩვენი პლანეტა უზარმაზარი მაგნიტია. მისი ჩრდილოეთი პოლუსი მდებარეობს დედამიწის „ზედა“ნაწილში, გეოგრაფიული პოლუსისგან არც თუ ისე შორს, ხოლო სამხრეთი პოლუსი შესაბამის გეოგრაფიულ პოლუსთან. ამ წერტილებიდან ძალის მაგნიტური ხაზები, რომლებიც ქმნიან მაგნიტოსფეროს, ვრცელდება ათასობით კილომეტრზე კოსმოსში.

მაგნიტური და გეოგრაფიული პოლუსები საკმაოდ შორს არიან ერთმანეთისგან. თუ თქვენ დახაზავთ მკაფიო ხაზს მაგნიტურ პოლუსებს შორის, შეგიძლიათ დაასრულოთ მაგნიტური ღერძი ბრუნვის ღერძის მიმართ 11,3 ° დახრილობის კუთხით. ეს მნიშვნელობა არ არის მუდმივი და ყველაფერი იმიტომ, რომ მაგნიტური პოლუსები მოძრაობენ პლანეტის ზედაპირთან შედარებით და ყოველწლიურად ცვლის მათ მდებარეობას.

გეომაგნიტური ველის ბუნება

მაგნიტური ფარი წარმოიქმნება ელექტრული დენებისაგან (მოძრავი მუხტები), რომლებიც წარმოიქმნება გარე თხევადი ბირთვში, რომელიც მდებარეობს დედამიწის შიგნით ძალიან ღირსეულ სიღრმეზე. ეს თხევადი ლითონია და მოძრაობს. ამ პროცესს კონვექცია ეწოდება. ბირთვის მოძრავი ნივთიერება აყალიბებს დენებს და, შედეგად, მაგნიტურ ველებს.

მაგნიტური ფარი საიმედოდ იცავს დედამიწას კოსმოსური გამოსხივებისგან. მისი მთავარი წყაროა მზის ქარი - იონიზებული ნაწილაკების მოძრაობა, რომლებიც მზის გვირგვინიდან მიედინება. მაგნიტოსფერო ამხნევებს ამ უწყვეტ ნაკადს, გადამისამართებს მას დედამიწის ირგვლივ, ისე, რომ მძიმე გამოსხივება არ მოახდენს საზიანო გავლენას ცისფერ პლანეტაზე არსებულ მთელ სიცოცხლეზე.

დედამიწას რომ არ ჰქონდეს გეომაგნიტური ველი, მაშინ მზის ქარი მას ატმოსფეროს დააკლებს. ერთ-ერთი ჰიპოთეზის მიხედვით, სწორედ ასე მოხდა მარსზე. მზის ქარი შორს არის ერთადერთი საფრთხისგან, რადგან მზე ასევე ათავისუფლებს დიდი რაოდენობით მატერიას და ენერგიას კორონალური ამოფრქვევის სახით, რასაც თან ახლავს რადიოაქტიური ნაწილაკების ძლიერი ნაკადი. თუმცა, ამ შემთხვევაშიც კი, დედამიწის მაგნიტური ველი იცავს მას ამ დენების გადახრითპლანეტები.

მაგნიტური ფარი აბრუნებს თავის პოლუსებს დაახლოებით ყოველ 250000 წელიწადში ერთხელ. ჩრდილოეთის მაგნიტური პოლუსი იკავებს ჩრდილოეთის ადგილს და პირიქით. მეცნიერებს არ აქვთ ნათელი ახსნა, თუ რატომ ხდება ეს.

კვლევის ისტორია

ადამიანების გაცნობა ხმელეთის მაგნეტიზმის საოცარი თვისებებით მოხდა ცივილიზაციის გარიჟრაჟზე. უკვე ანტიკურ ხანაში კაცობრიობისთვის ცნობილი იყო მაგნიტური რკინის მადანი, მაგნეტიტი. თუმცა ვინ და როდის გაირკვა, რომ ბუნებრივი მაგნიტები პლანეტის გეოგრაფიულ პოლუსებთან მიმართებაში კოსმოსში თანაბრად არიან ორიენტირებული, უცნობია. ერთი ვერსიით, ჩინელები ამ ფენომენს უკვე იცნობდნენ 1100 წელს, მაგრამ მათ პრაქტიკაში გამოყენება მხოლოდ ორი საუკუნის შემდეგ დაიწყეს. დასავლეთ ევროპაში მაგნიტური კომპასის გამოყენება ნავიგაციაში 1187 წელს დაიწყო.

სტრუქტურა და მახასიათებლები

დედამიწის მაგნიტური ველი შეიძლება დაიყოს:

• მთავარი მაგნიტური ველი (95%), რომლის წყაროები მდებარეობს პლანეტის გარე, გამტარ ბირთვში;
• ანომალიური მაგნიტური ველი (4%) შექმნილი ქანების მიერ დედამიწის ზედა ფენაში კარგი მაგნიტური მგრძნობელობით (ერთ-ერთი ყველაზე ძლიერი არის კურსკის მაგნიტური ანომალია);
• გარე მაგნიტური ველი (ასევე ცვლადი, 1%) ასოცირდება მზისა და დედამიწის ურთიერთქმედებებთან.

რეგულარული გეომაგნიტური ვარიაციები

გეომაგნიტური ველის ცვლილებებს დროთა განმავლობაში როგორც შიდა, ისე გარე (პლანეტის ზედაპირთან მიმართებაში) წყაროების გავლენის ქვეშ მაგნიტური ვარიაციები ეწოდება. Ისინი არიანხასიათდება HP კომპონენტების გადახრით საშუალო მნიშვნელობიდან დაკვირვების ადგილზე. მაგნიტურ ვარიაციებს დროში უწყვეტი რესტრუქტურიზაცია აქვს და ხშირად ასეთი ცვლილებები პერიოდულია.

რეგულარული ვარიაციები, რომლებიც მეორდება ყოველდღიურად, არის ცვლილებები მაგნიტურ ველში, რომელიც დაკავშირებულია MS ინტენსივობის მზის და მთვარე-დღიური ცვლილებებით. ვარიაციები პიკს აღწევს დღის განმავლობაში და მთვარის ოპოზიციის დროს.

არარეგულარული გეომაგნიტური ვარიაციები

ეს ცვლილებები ხდება დედამიწის მაგნიტოსფეროზე მზის ქარის გავლენის, თავად მაგნიტოსფეროში ცვლილებებისა და მისი ურთიერთქმედების შედეგად იონიზებულ ზედა ატმოსფეროსთან.

• ოცდაშვიდდღიანი ვარიაციები არსებობს მაგნიტური აშლილობის ხელახალი ზრდის ნიმუშის სახით ყოველ 27 დღეში, რაც შეესაბამება მთავარი ციური სხეულის ბრუნვის პერიოდს მიწიერ დამკვირვებელთან მიმართებაში. ეს ტენდენცია განპირობებულია ჩვენს მშობლიურ ვარსკვლავზე ხანგრძლივი აქტიური რეგიონების არსებობით, რომლებიც დაფიქსირდა მისი რამდენიმე რევოლუციის დროს. იგი ვლინდება გეომაგნიტური აშლილობისა და მაგნიტური შტორმის 27-დღიანი განმეორების სახით.
• თერთმეტწლიანი ვარიაციები დაკავშირებულია მზის ლაქების წარმოქმნის აქტივობის პერიოდულობასთან. აღმოჩნდა, რომ მზის დისკზე ბნელი უბნების ყველაზე დიდი დაგროვების წლებში მაგნიტური აქტივობაც აღწევს მაქსიმუმს, თუმცა გეომაგნიტური აქტივობის ზრდა საშუალოდ ერთი წლით ჩამორჩება მზის აქტივობის ზრდას.
• სეზონურ ვარიაციებს აქვს ორი მაღალი და ორი დაბალი შესაბამისიბუნიობისა და მზედგომის დროები.
• სეკულარული, ზემოაღნიშნულისგან განსხვავებით, - გარეგანი წარმოშობის, წარმოიქმნება პლანეტის თხევად ელექტროგამტარ ბირთვში მატერიის მოძრაობისა და ტალღური პროცესების შედეგად და წარმოადგენს ინფორმაციის ძირითად წყაროს ელ. ქვედა მანტიის და ბირთვის გამტარობა, მატერიის კონვექციამდე მიმავალი ფიზიკური პროცესების შესახებ, აგრეთვე დედამიწის გეომაგნიტური ველის წარმოქმნის მექანიზმის შესახებ. ეს არის ყველაზე ნელი ვარიაციები - პერიოდებით, რომელიც მერყეობს რამდენიმე წლიდან ერთ წლამდე.

მაგნიტური ველის გავლენა ცოცხალ სამყაროზე

მიუხედავად იმისა, რომ მაგნიტური ფარი არ ჩანს, პლანეტის მაცხოვრებლები მას შესანიშნავად გრძნობენ. მაგალითად, გადამფრენი ფრინველები აყალიბებენ თავიანთ მარშრუტს, აქცენტს აკეთებენ მასზე. მეცნიერებმა წამოაყენეს რამდენიმე ჰიპოთეზა ამ ფენომენთან დაკავშირებით. ერთ-ერთი მათგანი ვარაუდობს, რომ ფრინველები მას ვიზუალურად აღიქვამენ. გადამფრენი ფრინველების თვალში არის სპეციალური ცილები (კრიპტოქრომები), რომლებსაც შეუძლიათ გეომაგნიტური ველის გავლენის ქვეშ პოზიციის შეცვლა. ამ ჰიპოთეზის ავტორები დარწმუნებულნი არიან, რომ კრიპტოქრომები კომპასის როლს ასრულებენ. თუმცა, არა მხოლოდ ფრინველები, არამედ ზღვის კუებიც იყენებენ მაგნიტურ ეკრანს, როგორც GPS ნავიგატორს.

მაგნიტური ეკრანის გავლენა ადამიანზე

გეომაგნიტური ველის გავლენა ადამიანზე ძირეულად განსხვავდება ნებისმიერი სხვასგან, იქნება ეს რადიაცია თუ საშიში დენი, რადგან ის მთლიანად მოქმედებს ადამიანის სხეულზე.

მეცნიერები თვლიან, რომ გეომაგნიტური ველი მოქმედებს ულტრა დაბალი სიხშირის დიაპაზონში, რის შედეგადაც ის აკმაყოფილებს მთავარფიზიოლოგიური რითმები: რესპირატორული, გულის და ცერებრალური. ადამიანმა შეიძლება ვერაფერი იგრძნოს, მაგრამ ორგანიზმი მასზე მაინც რეაგირებს ნერვული, გულ-სისხლძარღვთა სისტემებისა და ტვინის აქტივობის ფუნქციური ცვლილებებით. ფსიქიატრები მრავალი წლის განმავლობაში აკვირდებოდნენ ურთიერთობას გეომაგნიტური ველის ინტენსივობის აფეთქებასა და ფსიქიკური დაავადებების გამწვავებას შორის, რაც ხშირად თვითმკვლელობამდე მიგვიყვანს.

"ინდექსირება" გეომაგნიტური აქტივობა

მაგნიტური ველის დარღვევას, რომელიც დაკავშირებულია მაგნიტოსფერო-იონოსფერული დენის სისტემის ცვლილებებთან, ეწოდება გეომაგნიტური აქტივობა (GA). მისი დონის დასადგენად გამოიყენება ორი ინდექსი - A და K. ეს უკანასკნელი აჩვენებს GA-ს მნიშვნელობას. იგი გამოითვლება მაგნიტური ფარის გაზომვებიდან, რომლებიც მიღებულია ყოველდღე სამსაათიანი ინტერვალით, დაწყებული 00:00 UTC (უნივერსალური დრო კოორდინირებული). მაგნიტური აშლილობის უმაღლესი მნიშვნელობები შედარებულია გარკვეული სამეცნიერო დაწესებულებისთვის მშვიდი დღის გეომაგნიტური ველის მნიშვნელობებთან, ხოლო დაკვირვებული გადახრების მაქსიმალური მნიშვნელობები გათვალისწინებულია.

მიღებულ მონაცემებზე დაყრდნობით გამოითვლება K ინდექსი.იმის გამო, რომ იგი არის კვაზილოგარითმული მნიშვნელობა (ანუ ერთით იზრდება დარღვევის მატებასთან ერთად დაახლოებით 2-ჯერ), არ შეიძლება. იყოს საშუალოდ პლანეტის გეომაგნიტური ველების მდგომარეობის გრძელვადიანი ისტორიული სურათის მისაღებად. ამისათვის არის ინდექსი A, რომელიც არის ყოველდღიური საშუალო. იგი საკმაოდ მარტივად განისაზღვრება - K ინდექსის თითოეული განზომილება გარდაიქმნებაექვივალენტური ინდექსი. დღის განმავლობაში მიღებული K მნიშვნელობები საშუალოა, რის წყალობითაც შესაძლებელია A ინდექსის მიღება, რომლის ღირებულება ჩვეულებრივ დღეებში არ აღემატება 100-ის ზღურბლს, ხოლო ყველაზე სერიოზული მაგნიტური ქარიშხლის დროს შეიძლება გადააჭარბოს 200-ს..

ვინაიდან გეომაგნიტური ველის დარღვევები პლანეტის სხვადასხვა ნაწილში განსხვავებულად ვლინდება, სხვადასხვა სამეცნიერო წყაროდან A ინდექსის მნიშვნელობები შეიძლება მკვეთრად განსხვავდებოდეს. ასეთი გადახვევის თავიდან ასაცილებლად ობსერვატორიების მიერ მიღებული A ინდექსები მცირდება საშუალომდე და ჩნდება გლობალური ინდექსი A_p. იგივე ეხება ინდექსს K_p, რომელიც არის წილადი მნიშვნელობა 0-9 დიაპაზონში. მისი მნიშვნელობა 0-დან 1-მდე მიუთითებს, რომ გეომაგნიტური ველი ნორმალურია, რაც ნიშნავს, რომ შენარჩუნებულია ოპტიმალური პირობები მოკლე ტალღების ზოლებში გადასასვლელად. რა თქმა უნდა, ექვემდებარება მზის გამოსხივების საკმაოდ ინტენსიურ ნაკადს. 2 პუნქტიანი გეომაგნიტური ველი ხასიათდება როგორც ზომიერი მაგნიტური დარღვევა, რაც ოდნავ ართულებს დეციმეტრული ტალღების გავლას. მნიშვნელობები 5-დან 7-მდე მიუთითებს გეომაგნიტური შტორმების არსებობაზე, რომლებიც ქმნიან სერიოზულ ჩარევას აღნიშნულ დიაპაზონში, ხოლო ძლიერი ქარიშხლით (8-9 ქულა) მოკლე ტალღების გავლას შეუძლებელს ხდის.

გეომაგნიტური ველის აქტივობა წერტილებში

Ar	Kr	აღწერა
0	0	მშვიდობა
2	1
3
4
7	2	სუსტად აღშფოთებული
15	3
27	4	აღშფოთება
48	5	მაგნიტური ქარიშხალი
80	6
132	7	დიდი მაგნიტური ქარიშხალი
208	8
400	9

მაგნიტური ქარიშხლის გავლენა ადამიანის ჯანმრთელობაზე

მსოფლიოს მოსახლეობის 50-70% განიცდის მაგნიტურ შტორმებს. ამავდროულად, ზოგიერთ ადამიანში სტრესული რეაქციის დაწყება აღინიშნება მაგნიტურ დარღვევამდე 1-2 დღით ადრე, როდესაც შეინიშნება მზის აფეთქებები. სხვებისთვის, პიკზე ან გადაჭარბებული გეომაგნიტური აქტივობის შემდეგ გარკვეული დროის შემდეგ.

მეთოდიურად დამოკიდებულ ადამიანებს, ისევე როგორც მათ, ვისაც აწუხებს ქრონიკული დაავადებები, უნდა აკონტროლონ ინფორმაცია გეომაგნიტური ველის შესახებ ერთი კვირის განმავლობაში, რათა გამოირიცხოს ფიზიკური და ემოციური სტრესი, ისევე როგორც ნებისმიერი ქმედება და მოვლენა, რომელიც შეიძლება გამოიწვიოს სტრესისთვის, თუ მოახლოვდება მაგნიტური ქარიშხალი.

მაგნიტური ველის დეფიციტის სინდრომი

შენობებში გეომაგნიტური ველის შესუსტება (ჰიპოგეომაგნიტური ველი) ხდება სხვადასხვა შენობების დიზაინის მახასიათებლების, კედლის მასალების, აგრეთვე მაგნიტიზებული სტრუქტურების გამო. როდესაც იმყოფებით ოთახში დასუსტებული GP-ით, ირღვევა სისხლის მიმოქცევა, ჟანგბადის და საკვები ნივთიერებების მიწოდება ქსოვილებსა და ორგანოებში. მაგნიტური ფარის შესუსტება ასევე მოქმედებს ნერვულ, გულ-სისხლძარღვთა, ენდოკრინულ, რესპირატორულ, ჩონჩხის და კუნთოვან სისტემებზე.

იაპონელმა ექიმმა ნაკაგავამ "დარეკა"ამ ფენომენს "ადამიანის მაგნიტური ველის დეფიციტის სინდრომს" უწოდებენ. თავისი მნიშვნელობით, ეს კონცეფცია შესაძლოა კონკურენცია გაუწიოს ვიტამინებისა და მინერალების დეფიციტს.

ამ სინდრომის არსებობაზე მიუთითებს ძირითადი სიმპტომებია:

• დაღლილობა;
• ეფექტურობის შემცირება;
• უძილობა;
• თავის ტკივილი და სახსრების ტკივილი;
• ჰიპო- და ჰიპერტენზია;
• დარღვევები საჭმლის მომნელებელ სისტემაში;
• დარღვევები გულ-სისხლძარღვთა სისტემაში.