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지 자기장 : 연구의 특징, 구조, 특성 및 역사

차례:

지 자기장 : 연구의 특징, 구조, 특성 및 역사
지 자기장 : 연구의 특징, 구조, 특성 및 역사
Anonim

지구 자기장 (GP)은 자기권과 이온 권뿐만 아니라 지구 내부에 위치한 소스에 의해 생성됩니다. 그것은 우주 방사선의 유해한 영향으로부터 지구와 생명을 보호합니다. 그의 존재는 나침반을 잡고 화살표의 한쪽 끝이 남쪽을 가리키고 다른 쪽 끝이 북쪽을 가리키는 것을 보았던 모든 사람들에 의해 관찰되었습니다. 자기권 덕분에 물리학에서 큰 발견이 이루어졌으며 여전히 해양, 수중, 항공 및 우주 항법에 사용됩니다.

일반적인 특징

우리 행성은 거대한 자석입니다. 북극은 지구의 "상단"에 위치하고 있으며, 북극에서 멀지 않은 곳에 있으며, 남극은 해당 지리적 옆에 있습니다. 우주에서 수천 킬로미터에 이르는이 지점들에서 자기권 자체를 구성하는 자기력선을 확장시킨다.

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자극과 지리적 극은 서로 아주 멀리 떨어져 있습니다. 자극 사이에 명확한 선을 그리면 회전축에 11.3 °의 경사각을 갖는 자기 축을 얻을 수 있습니다. 이 값은 일정하지 않으며, 자극이 지구 표면을 기준으로 이동하여 매년 위치를 변경하기 때문에 모든 것이 아닙니다.

지 자기장의 특성

자기 스크린은 전류 (이동 전하)에 의해 생성되는데, 이 전류 (이동 전하)는 지구 내부에 위치한 외부 액체 코어에서 매우 적절한 깊이로 생성됩니다. 흐르는 금속으로 움직입니다. 이 과정을 대류라고합니다. 핵의 이동 물질은 전류와 결과적으로 자기장을 형성합니다.

자기 스크린은 지구 방사선으로부터 지구를 안정적으로 보호합니다. 주요 원인은 태양풍-태양 코로나에서 흐르는 이온화 입자의 움직임입니다. 자기권은이 연속 스트림을 편향시켜 지구 주위로 방향을 바꿉니다. 그로 인해 하드 방사선이 푸른 행성의 모든 생물에 해로운 영향을 미치지 않기 때문입니다.

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지구에 지구 자기장이 없다면 태양풍은 대기권을 박탈 할 것입니다. 한 가설에 따르면, 이것은 화성에서 정확히 일어난 일입니다. 태양은 또한 강력한 방사성 입자 흐름과 함께 코로나 방출 형태로 많은 양의 물질과 에너지를 방출하기 때문에 태양풍은 유일한 위협과는 거리가 멀다. 그러나이 경우에도 지구의 자기장은 지구에서 이러한 전류를 편향시켜 지구를 보호합니다.

자기 스크린은 약 250, 000 년마다 한 번씩 극을 바꿉니다. 자북극은 북쪽을 대신하고 그 반대도 마찬가지입니다. 과학자들은 왜 이런 일이 일어나고 있는지에 대한 명확한 설명을 가지고 있지 않습니다.

연혁

지상 자기의 놀라운 속성을 가진 사람들의 친분은 문명의 새벽에 일어났습니다. 고대에 이미 인류는 자 철광석-자철광으로 유명했습니다. 그러나 누가 그리고 언제 천연 자석이 행성의 지리적 기둥에 대해 공간에서 동일하게 배향되어 있는지 알 수 없습니다. 한 버전에 따르면 중국인은 1100 년 초에이 현상에 익숙했지만 실제로는 2 세기 후에 사용하기 시작했습니다. 서유럽에서는 1187 년에 자기 나침반이 항해에 사용되기 시작했습니다.

구조와 특성

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지구 자기장은 다음과 같이 나눌 수 있습니다.

  • 주 자기장 (95 %), 그 근원은 외부에 있으며, 행성의 전류 코어를 전도하고;

  • 우수한 자기 감수성을 가진 지구 상층의 암석에 의해 생성 된 이상 자기장 (4 %) (가장 강력한 것 중 하나는 쿠르스크 자기 이상);

  • 태양-지상파 상호 작용과 관련된 외부 자기장 (교대, 1 %).

정기적 인 지자기 변형

내부 및 외부 (지구 표면에 대한) 소스의 영향을받는 시간에 따른 지 자기장의 변화를 자기 변동이라고합니다. 그것들은 관측 장소에서의 평균값과 GP 성분의 편차가 특징입니다. 자기 변동은 시간의 지속적인 조정을 가지며 종종 그러한 변경은 본질적으로 주기적입니다.

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매일 반복되는 규칙적인 변화는 GP의 세기의 태양 및 음력 변화와 관련된 자기장의 변화입니다. 낮과 달의 대결 동안 변형이 최대 값에 도달합니다.

불규칙한 지자기 변형

이러한 변화는 지구의 자기권에 대한 태양풍의 영향, 자기권 자체의 변화 및 이온화 된 상부 대기와의 상호 작용의 결과로 발생합니다.

  • 27 일의 변화는 지구 관측자에 대한 주 천체의 회전주기에 대응하여 27 일마다 자기 교란의 재성장 패턴으로서 존재한다. 이러한 추세는 몇 가지 혁명에 걸쳐 관측 된 토착 별에 활발한 수명이 긴 지역이 존재하기 때문입니다. 그것은 지자기 교란과 자기 폭풍의 27 일 반복성의 형태로 나타납니다.

  • 11 년의 변화는 태양의 반점 형성 활동의주기 성과 관련이 있습니다. 태양 디스크에 어두운 영역이 가장 많이 집중된 기간 동안 자기 활동도 최대치에 도달하지만, 지자기 활동의 성장은 평균 1 년 평균 태양 성장보다 뒤떨어집니다.

  • 계절 변동은 춘분의 기간과 동지 시간에 해당하는 최대 값 2 개와 최소값 2 개입니다.

  • 위와 달리 수세기 전의 외부 기원은 행성의 액체 전도성 코어에서 물질과 파동 운동의 결과로 형성되며 하부 맨틀과 코어의 전기 전도도, 물질의 대류로 이어지는 물리적 과정 및 메커니즘에 대한 주요 정보 소스입니다. 지구 지 자기장 생성. 이것들은 몇 년에서 1 년 사이에 가장 느린 변형입니다.

살아있는 세계에 대한 자기장의 영향

자기 화면을 볼 수 없다는 사실에도 불구하고 행성의 주민들은 그것을 완벽하게 느낍니다. 예를 들어 철새는 경로를 중심으로 경로를 만듭니다. 과학자들은이 현상에 관한 몇 가지 가설을 제시했다. 그들 중 하나는 새가 시각적으로 그것을 인식한다고 제안합니다. 철새의 눈에는 지 자기장의 영향으로 위치를 바꿀 수있는 특수 단백질 (cryptochroms)이 있습니다. 이 가설의 저자는 크립토 크롬이 나침반의 역할을 할 수 있다고 확신합니다. 그러나 조류뿐만 아니라 바다 거북도 GPS 네비게이터로 자기 스크린을 사용합니다.

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자기 화면에 사람이 노출

사람에 대한 지 자기장의 영향은 그것이 인체에 완전히 영향을 미치기 때문에 방사선이나 위험한 전류이든 근본적으로 다릅니다.

과학자들은 지 자기장이 초 저주파 범위에서 작동하여 호흡, 심장 및 뇌와 같은 기본적인 생리적 리듬을 충족 시킨다고 생각합니다. 사람은 아무것도 느끼지 못할 수도 있지만 신체는 여전히 신경, 심혈 관계 및 뇌 활동의 기능적 변화에 반응합니다. 수년 동안 정신과 의사는 지 자기장의 강도의 폭발과 정신 질환의 악화 사이의 관계를 추적하여 종종 자살로 이어졌습니다.

지자기 활동의 "인덱싱"

자기권-이온 권 전류 시스템의 변화와 관련된 자기장의 동요를 지자기 활동 (GA)이라고한다. 수준을 결정하기 위해 A와 K의 두 지수가 사용됩니다. 후자는 GA의 가치를 보여줍니다. 00:00 UTC (협정 세계시)부터 시작하여 매일 3 시간 간격으로 수행되는 자기 화면 측정을 기준으로 계산됩니다. 자기 교란의 가장 높은 지수는 특정 과학 기관의 평온한 날의 지 자기장 값과 비교되는 반면, 관찰 된 편차의 최대 값이 고려됩니다.

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획득 한 데이터를 바탕으로 지수 K가 계산되는데, 이는 준 로그 수량 (즉, 약 2 배 증가한 단위로 증가 함)으로 인해 지구의 지 자기장 상태에 대한 장기적인 역사적 그림을 얻기 위해 평균화 할 수 없습니다. 이를 위해 인덱스 A가 있으며 이는 일일 평균값입니다. 그것은 간단하게 결정됩니다-인덱스 K의 각 차원은 동등한 인덱스로 변환됩니다. 하루 종일 얻은 K의 값은 평균이며, 덕분에 평상시의 값이 임계 값 100을 초과하지 않고 심한 자기 폭풍 기간 동안 200을 초과 할 수있는 인덱스 A를 얻을 수 있습니다.

지구상의 다른 지점에서 지 자기장의 동요가 동일하지 않기 때문에, 다른 과학적 출처에서 얻은 지수 A의 값은 크게 다를 수 있습니다. 이러한 상승을 피하기 위해, 관측소에 의해 획득 된 지수 A는 평균으로 감소되고 글로벌 지수 A r이 나타난다. 0-9 범위의 분수 값인 인덱스 K p 와 동일합니다. 0에서 1까지의 값은 지 자기장이 정상임을 나타내며 단파 범위의 통과를위한 최적의 조건이 유지됩니다. 물론, 태양 복사는 상당히 강렬합니다. 2 점 지자기 장은 적당한 자기 교란을 특징으로하며, 이는 데시 미터파의 통과를 약간 복잡하게합니다. 5에서 7 사이의 값은 언급 된 범위를 심각하게 방해하는 지자기 폭풍의 존재를 나타내며 강한 폭풍 (8-9 포인트)으로 인해 단파 통과가 불가능합니다.

포인트의 지 자기장 활동

Ar r 설명
0 0 진정
2 1
3
4
7 2 약한 분개
15 3
27 4 분노
48 5 자기 폭풍
80 6
132 7 큰 자기 폭풍
208 8
400 9

자기 폭풍이 인간 건강에 미치는 영향

자기 폭풍의 부정적인 영향은 전 세계 인구의 50-70 %에 영향을 미칩니다. 동시에, 일부 사람들의 스트레스 반응은 태양의 발생이 관찰 될 때 자기 교란 1-2 일 전에 관찰됩니다. 다른 사람들에게는 과도한 지자기 활동이 끝난 후 또는 최고 시간에.

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만성 질환을 앓고있는 사람들뿐만 아니라 Meto 의존적 인 사람들은 일주일 동안 지 자기장에 대한 정보를 추적해야하므로 자기 폭풍, 육체적 및 정서적 스트레스, 스트레스로 이어질 수있는 행동 및 사건에 대한 접근 방식을 배제 할 수 있습니다.