Узнайте о структуре и характеристиках магнитного поля Земли, включая главное поле, поля мировых аномалий и источник энергии. Разберемся, как магнитное поле Земли создается и поддерживается.
Cодержание
Строение и характеристики магнитного поля Земли
Магнитное поле Земли, также известное как геомагнитное поле, генерируется внутриземными источниками и является предметом изучения геомагнетизма. Оно появилось примерно 4,2 миллиарда лет назад.
Магнитное поле Земли можно разделить на следующие основные части:
Главное поле
Более чем на 90% магнитное поле Земли состоит из поля, источник которого находится внутри Земли, в жидком внешнем ядре. Эта часть называется главным, основным или нормальным полем. Оно аппроксимируется в виде ряда по гармоникам и в первом приближении вблизи поверхности Земли близко к полю магнитного диполя. Центр этого диполя смещен относительно центра Земли, а ось наклонена к оси вращения Земли на угол около 10°. Геомагнитные полюса, точки пересечения оси диполя с поверхностью Земли, отстоят от географических полюсов на такой же угол.
Глобальные модели, такие как Международное геомагнитное аналитическое поле (IGRF) и Всемирная магнитная модель (WMM), создаются различными международными геофизическими организациями каждые 5 лет и определяют положение геомагнитных полюсов и другие параметры магнитного поля Земли.
Поля мировых аномалий
Реальные силовые линии магнитного поля Земли отличаются от силовых линий диполя из-за местных нерегулярностей, связанных с наличием намагниченных пород в коре, расположенных близко к поверхности. Эти местные нерегулярности создают поля мировых аномалий, которые можно обнаружить на земной поверхности.
Источник энергии магнитного поля Земли
Планета Земля имеет твердую кору и металлическое сердце, состоящее из железа и никеля, частично жидкого из-за высокой температуры. Жидкое ядро Земли вызывает движение тепловой конвекции, благодаря чему происходят движения проводящего железа. Благодаря этим движениям и проводящим свойствам металлического ядра, генерируется и поддерживается магнитное поле Земли.
Динамо-эффект
Для создания и поддержания магнитного поля Земли требуется не только движение проводящего железа, но и динамо-эффект. Динамо-эффект возникает благодаря взаимодействию магнитного поля с проводящими токами в ядре Земли. Магнитное поле Земли само не является внешним магнитным полем, омывающим планету, поэтому возникающий ток в ядре создает магнитное поле Земли.
Таким образом, магнитное поле Земли создается благодаря вращающемуся жидкому проводнику внутреннего ядра Земли, а также динамо-эффекту, который вызывает токи в проводящем ядре.
