Campul magnetic al pamantului

Campul magnetic al pamantului

Existenta unui camp magnetic terestru a fost stabilita la sfarsitul secolului al XVI-lea de catre Gilbert ( 1600 ) prin magnetizarea unor sarme de fier.In felul acesta,Pamantul a aparut ca un mare magnet,dar ai carui poli magnetici sunt plasati intr-o succesiune inversa fata de polii geografici pentru ca orientarea polului nord al acului indica,de fapt,existenta unui pol magnetic sud in acel loc.O alta caracteristica este legata de faptul ca axa polilor magnetici este inclinata fata de axa polilor geografici cu 11,5 grade. Punctele in care aceasta axa intersecteaza suprafata Pamantului sunt numite pol geomagnetic nord,respectiv,pol geomagnetic sud.In prezent,polul sud geomagnetic are 78,5 grade latitudine nordica si 69 grade longitudine vestica (in nord-vestul Groenlandei).

Analog meridianelor,paralelelor si ecuatorului geografic se definesc meridianele magnetice si ecuatorul magnetic.Deosebirea intre aceste doua grupe consta in perechea de poli fata de care sunt definite.

In figura 3.13 sunt trasate cateva linii ale campului magnetic terestru. Planul desenului a fost ales astfel incat sa coincida cu planul meridianului geomagnetic ce cuprinde si polii geografici.In punctul M,vectorul inductie magnetica este inclinat fata de orizontala cu un unghi I,numit inclinatie magnetica.In emisfera nordica,inclinatia este considerata pozitiva,iar in emisfera sudica - negativa.Se observa astfel ca,in orice punct de la suprafata Pamantului,exista,pe langa componenta orizontala(care determina orientarea acului busolei ),o componenta verticala.

In planul ecuatorului geomagnetic,inductia magnetica este minima (=3,3*10 la puterea -5 T ),iar la polii geomagnetici,inductia magnetica este maxima( =6,6*10 la puterea -5 T).

In general,planul meridianului geomagnetic nu coincide cu planul meridianului geografic.Unghiul dintre cele doua plane se numeste declinatie magnetica.

Campul magnetic terestru are cateva proprietati ciudate,este vorba de variatiile campului,care constau in modificarea caracteristicilor lui(marimea componentelor,de exemplu),din loc in loc,de la ora la ora:variatii periodice si intamplatoare.Variatiile in timp depind insa si de pozitia punctului de observatie de pe glob in sensul ca pe langa regularitatile efectuate pe

suprafata globului,cu o simetrie in jurul axei magnetice,exista si anomalii legate de neomogenitatile subsolului.Modul de distributie a rocilor si grosimea scoartei influenteaza marimea campului magnetic.Studiul acestor anomalii poate oferi indicatii pretioase asupra elementelor magnetice din subsol,constituind astazi un instrument de cercetare in geologie.

Variatiile in timp sunt urmatoarele:diurne,lunare,anuale si seculare, numite astfel dupa periodicitatea lor.Daca primele trei pot fi legate de cauze externe(pozitia Pamantului fata de Luna,de Soare si de alte planete),ultimul tip este legat de fenomene necunoscute inca si asociate probabil naturii magnetismului terestru.In cadrul acestor variatii seculare,a caror perioada este probabil de sute de ani,este de remarcat un alt fenomen surprinzator: modificarea pozitiei axei magnetice si deplasarea anomaliilor magnetice spre vest cu circa 0,2 grade pe an.Fizicienii au descoperit,pe o alta cale ingeniosa, ca in decursul mileniilor,axa magnetica a Pamantului si-a schimbat de cateva ori sensul chiar,fenomen numit inversiunea polilor magnetici.Fenomenul a fost intuit prin descoperirea faptului ca in straturi geologice de "varste" diferite,magnetizarea rocilor are diverse orientari fata de sensul campului magnetic actual,in unele dintre ele fiind dirijata in sens invers.Si daca se presupune ca odata cu racirea Pamantului,substantele magnetice,trecand "varste"diferite,magnetizarea rocilor are diverse orientari fata de sensul campului magnetic actual,in unele dintre ele fiind dirijata in sens invers.Si daca se presupune ca odata cu racirea Pamantului,substantele magnetice, trecand sub punctul Curie,ramaneau cu magnetizarea fixata in sensul campului din acea epoca,avem de-a face cu o"memorare"a sensului campului magnetic in decursul veacurilor.Depunerile de pe fundul lacurilor si marilor ofera si ele asemenea informatii,dar si mai interesant este faptul ca si caramizile constructiilor de-a lungul veacurilor"pastreaza"amintiri asupra sensului campului magnetic.

Asa cum am mai spus mai inainte,pe langa variatiile periodice exista si variatii intamplatoare,numite si perturbatii,iar cand sunt mai intense - furtuni magnetice.Ele sunt provocate de neregularitatile produse in activitatea Soarelui.Acest tip de variatii provoaca perturbatii in radio si telecomunicatii.In timpul furtunilor solare sunt emise fluxuri puternice de particule incarcate,de ambele sarcini in numar egal.Cand ajung in vecinatatea Pamantului,sub actiunea campului sau magnetic,particulele prezinta o tendinta de separare spre cele doua emisfere,generandu-se astfel curentii electrici la scara cosmica,al caror camp magnetic modifica pe cel terestru:intr-o emisfera creste,iar in cealalta scade.

Cauzele externe,cum ar fi pozitia Lunii,sau a Soarelui sunt cele care provoaca si aparitia variatiilor de durata mai scurta.Pentru explicarea lor s-a presupus ca in jurul Pamantului exista in permanenta un proces de ionizare produs de radiatia ultravioleta,care vine de la Soare,proces care,evident,este mai puternic in portiunea luminata,adica ziua.Pozitia mai apropiata,sau mai departata a Lunii si Soarelui provoaca deplasari ale acestor sarcini,analog mareelor oceanelor,fiind numite chiar maree atmosferice.Aceste maree sunt generatoare de curenti electrici atmosferici,care produc variatiile respective.

Neexplicate raman insa variatiile seculare,care tin direct de natura magnetismului terestru,necunoscuta inca.Se poate insa preciza ceva,ca un rol esential in generarea acestui camp il are nucleul Pamantului,partea sa centrala aflata intr-un fel de stare lichida.Zicem,intr-un fel pentru ca,pe de o parte la temperatura aceea de aproximativ 12000 grade Celsius toate elementele sunt topite,iar,pe de alta parte,la presiuni atat de mari particulele constituente nu se mai pot misca atat de usor ca intr-un lichid normal.Ei bine,acest nucleu lichid,ramane in urma rotatiei Pamantului in jurul axei sale,avand deci o viteza unghiulara mai mica.Aceasta diferenta de viteza ar explica tocmai deplasarea spre vest a anomaliilor magnetice.Pentru explicarea naturii campului terestru au fost propuse mai multe ipoteze,teorii, dar nici unele dintre ele nu ofera o explicatie satisfacatoare fenomenelor indicate.