Maalla on magneettikenttä , joka on välttämätön elämälle. Tämä magneettikenttä ulottuu planeetan sisältä avaruuteen, missä se on vuorovaikutuksessa aurinkotuulen kanssa. Se tunnetaan myös geomagneettisena kenttänä, ja sen aiheuttaa Maan ytimen, sen uloimman kerroksen, runsas metallien määrä.
Tässä artikkelissa aiomme nähdä maapallon magneettikentän merkityksen, alkuperän, toiminnan ja sen kanssa tällä hetkellä tapahtuvat.
Mikä on
On kuin planeettamme sisällä olisi eräänlainen magneetti. Magneettikenttä syntyy eräänlaisesta sähkövirrasta, joka on seurausta Maan ytimen konvektiovirroista. Nämä sähkövirrat syntyvät, koska ydin sisältää suuren määrän metalleja, kuten rautaa ja nikkeliä. Prosessia, jossa nämä konvektiovirrat tapahtuvat, kutsutaan geodynamoksi.
Tiede on tutkinut Maan magneettikenttää jo pitkään. Maan ydin on kooltaan noin kaksi kolmasosaa Kuun koosta. Sen lämpötila on noin 5 700 celsiusastetta, mikä tekee raudasta lähes yhtä kuumaa kuin Auringon pinta. Maan muiden kerrosten aiheuttaman paineen vuoksi rauta ei ole nestemäistä. Ulkoydin on toinen 2 000 km paksu kerros, joka koostuu raudasta, nikkelistä ja muista nestemäisistä metalleista. Tämä johtuu siitä, että ulkoytimen paine on alhaisempi, joten korkeat lämpötilat aiheuttavat metallien sulamisen.
Ulkoytimen lämpötilan, paineen ja koostumuksen erot aiheuttavat sulassa metallissa niin sanottuja konvektiovirtoja. Kun viileämpi ja tiheämpi aine laskeutuu, lämpimämpi ja vähemmän tiheä aine nousee. Tämä on samanlaista kuin ilmakehän ilmamassoille. Myös Maan pyörimisen aiheuttamalla Coriolis-ilmiöllä on merkitystä. Seurauksena on pyörteitä, jotka sekoittavat sulat metallit.
Kuinka se muodostuu
Pääosin raudasta koostuvan nesteen jatkuva liike synnyttää sähkövirtoja, jotka puolestaan tuottavat magneettikenttiä. Sähköisesti varautuneet metallit kulkevat näiden magneettikenttien läpi ja luovat edelleen omia sähkövirtaansa. Tällä tavoin sykli jatkuu. Täydellistä, itsestään ylläpitävää sykliä kutsutaan geodynamoksi.
Coriolis-voima saa aikaan spiraalin, joka saa monet magneettikentät riviin samaan suuntaan. Kaikkien näiden magneettisen voiman viivojen yhteisvaikutus luo maapallon ympäröivän magneettikentän.
Kun puhumme Maan magneettikenttään liittyvästä Maan ilmakehän kerroksesta, viittaamme magnetosfääriin. Tämä on planeetan ulkopuolella sijaitseva ilmakehän alue, jota Maan magneettikenttä kokonaan hallitsee. Magnetosfäärin muodon määrää aurinkotuuli sen osuessa pintaan. Tämä aurinkotuuli puristaa kokoon magnetosfäärin toista osaa, jolloin vastakkainen puoli laajenee. Tätä suurta laajenemista kutsutaan "magneettiseksi hännäksi".
Aurinkotuuli on suurimman tähtemme, Auringon, toimintaa. Tämä aurinkotuuli on täynnä säteilyä, joka ilmakehään päästyään voisi aiheuttaa vakavia vahinkoja tietoliikennejärjestelmille maailmanlaajuisesti . Se olisi täydellinen katastrofi nykyiselle teknologiselle aikakaudelle. GPS lakkaisi toimimasta, puhelinverkkoja, radio- tai televisiolähetyksiä ei olisi jne. Siksi magnetosfäärin olemassaolon ansiosta olemme suojattuja.
Maan magneettikentän ominaisuudet
Aiomme analysoida tämän magneettikentän ominaisuuksia, jotka tiede on löytänyt vuosien varrella, ja tuhansia tutkimuksia siitä.
- Magneettikentän voimakkuus on pienin päiväntasaajan lähellä ja suurin napoilla.
- Ulkoraja on magnetopaussi.
- Magnetosfääri toimii dynaamisesti aurinkotuulen vaikutuksesta. Aktiivisuudesta riippuen sitä voidaan puristaa toiselta puolelta enemmän ja laajentaa toiselta, jota kutsutaan magneettiseksi hännäksi.
- Pohjoiset ja eteläiset magneettinavat eivät ole samat kuin maantieteelliset navat. Esimerkiksi magneettisten ja maantieteellisten pohjoisnapojen välillä on noin 11 asteen poikkeamaa.
- Kentän suunta muuttuu hitaasti ja tutkijat ovat tutkineet sen suunnanmuutosta. Liike on kiihtynyt 40 mailia vuodessa.
- On olemassa useita geologisia tietoja, joita on tutkittu eräiden merenpohjan mineraalien ansiosta magneettikenttä on täysin kääntynyt satoja kertoja viimeisen 500 miljoonan vuoden aikana. Tässä inversiossa navat olisivat vastakkaisissa päissä siten, että jos käytämme tavanomaista kompassia, se ei osoittaisi pohjoiseen, vaan etelään.
Magneettikentän merkitys
Jotta ymmärtäisit magneettikentän tärkeyden, selitetään sen toiminnot ja tarkoitus, miksi sitä on olemassa planeettamme ympärillä. Se suojaa meitä aurinkotuulen aiheuttamilta vaurioilta, kuten aiemmin mainitsimme. Tämän magnetosfäärin ansiosta voimme havaita aurinkotuulen upeiden ilmiöiden, kuten revontulien, kautta . Tämä yhteys revontuliin johdattaa meidät selvittämään, kuinka Maan magneettikenttä synnyttää revontulet , todella upean ilmiön.
Tämä magneettikenttä on vastuussa myös ilmakehästämme, kuten ilmakehän rakennetta käsittelevässä artikkelissamme käsitellään . Ilmakehä suojaa meitä auringonsäteiltä ja ylläpitää elinkelpoisia lämpötiloja. Ilman sitä lämpötilat vaihtelisivat 123 celsiusasteesta -153 celsiusasteeseen. On myös syytä huomata, että tuhannet eläimet, mukaan lukien lajit, kuten linnut ja kilpikonnat, käyttävät magneettikenttää navigointiin ja suuntaamiseen muuttojensa aikana. Tämä ilmiö on ratkaisevan tärkeä monille lajeille, ja sen tutkiminen voi johtaa meidät parempaan ymmärrykseen Maan magneettikentän tärkeydestä.
