Unser Erde- der fünftgrößte unter den neun Planeten, die in ihren Umlaufbahnen um die Sonne kreisen, den nächstgelegenen Stern. Jede Sekunde legt die Erde etwa 30 km zurück und macht im Laufe des Jahres eine vollständige Umdrehung um die Sonne. Außerdem dreht sich die Erde wie ein Kreisel um ihre eigene Achse und macht in 24 Stunden eine komplette Umdrehung. Die Erde ist keine perfekte Kugel. Sein Durchmesser beträgt 12756 km am Äquator (eine bedingte Linie, die den Globus in die nördliche und südliche Hemisphäre teilt) und 12714 km an den Polen. Der Umfang der Erde am Äquator beträgt 40075 km.

Mond- Der nächste Weltraumnachbar der Erde. Sein Durchmesser ist etwa viermal kleiner als der Durchmesser der Erde und beträgt 3475 km. Die Gesteine, aus denen der Mond besteht, sind weniger dicht als die der Erde, daher wiegt der Mond achtmal weniger als die Erde.

Die Erde ist der dritte Planet von der Sonne und besteht hauptsächlich aus Gestein Felsen.

"Fragebogen" unseres Planeten, oder was wir fest über die Erde wissen

Heute wissen wir fest über den Planeten, auf dem die Menschheit lebt, dass sein durchschnittlicher Radius 6371 km beträgt. In der Ebene des Äquators ist es jedoch etwas größer - etwa 6378 km, und die Entfernung vom Erdmittelpunkt zum Pol ist geringer, fast 6357 km.

Die Oberfläche der Erde beträgt 510 Millionen km2, davon sind 71 % Meer und der Rest Land. Vielleicht wäre es im Allgemeinen richtiger, unseren Planeten Ozean zu nennen, da es auf der Erde viel weniger Land gibt?

Das Volumen der Erdkugel wird durch die Zahl der Kubikkilometer angegeben, die mit zwölf Nullen endet. Jeder Kubikmeter Material, aus dem die Erde besteht, wiegt im Durchschnitt etwas mehr als 5,5 Tonnen. Wenn also ein Riese es schaffen würde, den Planeten in gigantische Maßstäbe zu bringen, würde er sechs und einundzwanzig null Tonnen „ziehen“!

In innere Zusammensetzung der Planet wird von Eisen dominiert - es sind fast 35%; dann kommt Sauerstoff (ca. 30 %), dann Silizium (15 %) und Magnesium (12 %). Aber das ist im Durchschnitt.

In den 4,6 Milliarden Jahren des Bestehens der Erde hat die Schwerkraft schwerere Gesteine ​​tiefer in die Erde gezogen und leichtere näher an der Oberfläche zurückgelassen. Diese "Sortierung" wurde auch durch die Hitze des Erdinneren unterstützt - in der Mitte der Erde liegt die Temperatur zwischen 5000 und 6000 ° C. Daher wurde der Körper des Planeten heterogen und physikalische Eigenschaften, und von chemische Zusammensetzung. Im Kern ist der Kern des Planeten; es ist von einem Mantel umgeben, und über allem liegt die Erdkruste.

Der Planet Erde hat seinen eigenen Magnetismus - er ist von einem unsichtbaren Feld magnetischer Kräfte umgeben, die wir nicht spüren, aber er wirkt auf Materialien, die Eisen oder andere Metalle enthalten. Sie können das Magnetfeld mit einem Kompass erkennen. Die Kompassnadel ist ein langer dünner Magnet. In Wechselwirkung mit dem Magnetismus der Erde dreht es sich und zeigt nach Norden und Süden.

1. Magnetfeldlinien, 2. Erde

Es ist am ausgeprägtesten an den magnetischen Nord- und Südpolen. Dort sind die magnetischen Feldlinien senkrecht gerichtet.

Wahrscheinlich ist das Magnetfeld der Erde auf Kräfte zurückzuführen, die von ihrem äußeren Kern erzeugt werden - einer Eisenhülle, die sich in einer Tiefe von etwa 2900 km unter der Oberfläche befindet. Der Druck in einer solchen Tiefe ist sehr hoch und die Temperatur übersteigt 4000 °C. Bei dieser Temperatur befindet sich Eisen im flüssigen Zustand. Aufgrund der Erdrotation drehen sich die Ströme aus geschmolzenem Eisen wie ein Korkenzieher, ihre Bewegung erzeugt Strom, und dies wiederum erzeugt ein Magnetfeld, das den Globus umgibt und uns vor der Strahlung hochenergetischer Teilchen der Sonne schützt bombardiert die Erde mit. Einige Partikel werden jedoch von den Magnetpolen angezogen und verursachen Blitze am Nachthimmel - die Aurora.

Das Magnetfeld breitet sich in den Weltraum aus und bildet die Magnetosphäre. Hochenergetische Sonnenteilchen, der "Sonnenwind", bombardieren die Magnetosphäre und lassen sie eine Tropfenform annehmen.

Enorme thermische Energieströme im Inneren der Erde und die Rotation des Planeten um seine Achse lassen halbflüssige Felsbrocken spiralförmig in Bewegung geraten. Diese Spiralströme regen elektrische Ströme an, die ein Magnetfeld erzeugen.

Erdmagnetismus, Erdmagnetismus, Magnetfeld der Erde und des erdnahen Weltraums; ein Zweig der Geophysik, der die Verteilung im Raum und zeitliche Veränderungen von Geo untersucht Magnetfeld, sowie verwandte geophysikalische Prozesse in der Erde und der oberen Atmosphäre.

An jedem Punkt im Raum wird das Erdmagnetfeld durch den Intensitätsvektor charakterisiert T, deren Größe und Richtung durch 3 Komponenten bestimmt werden X, Y, Z(Norden, Osten und Vertikal) in einem rechtwinkligen Koordinatensystem ( Reis. ein ) oder 3 Erdelemente: die horizontale Komponente der Spannung H, magnetische Deklination D (Winkel zwischen H und der Ebene des geographischen Meridians) und der magnetischen Neigung ich(Winkel zwischen T und der Horizontebene).

Die Masse der Erde ist auf die Wirkung konstanter Quellen zurückzuführen, die sich im Inneren der Erde befinden und nur langsame säkulare Änderungen (Variationen) erfahren, und externe (variable) Quellen, die sich darin befinden Magnetosphäre der Erde und Ionosphäre . Dementsprechend werden die Haupt- (Haupt, ~99%) und die variablen (~1%) Erdmagnetfelder unterschieden.

Haupt (permanentes) Erdmagnetfeld. Um die räumliche Verteilung des geomagnetischen Hauptfeldes zu untersuchen, wurden die Werte an verschiedenen Orten gemessen H, D, I auf die Karten legen ( Magnetkarten ) und verbinde die Punkte gleicher Werte der Elemente mit Linien. Solche Linien werden entsprechend bezeichnet Isodynamik, Isogone, Isoklinen. Linie (isoklin) ich= 0, d.h. der magnetische Äquator fällt nicht mit dem geographischen Äquator zusammen. Mit zunehmendem Breitengrad steigt der Wert ich steigt auf 90° an magnetische Pole. Volle Spannung T (Reis. 2 ) vom Äquator zum Pol steigt von 33,4 auf 55,7 bin(von 0,42 bis 0,70 Oe). Koordinaten des magnetischen Nordpols für 1970: Länge 101,5° W. (Westlicher Längengrad), Breitengrad 75,7° N. Sch. (nördlicher Breitengrad); magnetischer Südpol: Länge 140,3° E (östlicher Längengrad), Breitengrad 65,5 ° S. Breitengrad (südlicher Breitengrad) Ein komplexes Bild der Verteilung des Erdmagnetfeldes lässt sich in erster Näherung durch das Feld darstellen Dipol (exzentrisch, um etwa 436 vom Erdmittelpunkt versetzt km) oder eine homogene magnetisierte Kugel, deren magnetisches Moment in einem Winkel von 11,5 ° zur Rotationsachse der Erde gerichtet ist. Geomagnetische Pole (Pole einer gleichmäßig magnetisierten Kugel) und Magnetpole definieren jeweils ein System aus geomagnetischen Koordinaten (geomagnetische Breite, geomagnetischer Meridian, geomagnetischer Äquator) und magnetischen Koordinaten (magnetische Breite, magnetischer Meridian). Abweichungen der tatsächlichen Verteilung des Erdmagnetfeldes vom Dipol (normal) werden genannt magnetische Anomalien. Je nach Intensität und Größe des besetzten Gebietes gibt es globale Anomalien tiefen Ursprungs, zB ostsibirisch, brasilianisch etc., sowie regionale und lokale Anomalien. Letzteres kann beispielsweise durch die ungleichmäßige Verteilung ferromagnetischer Mineralien in der Erdkruste verursacht werden. Der Einfluss von Weltanomalien wirkt sich bis zu einer Höhe von ~ 0,5 aus R3über der Erdoberfläche ( R3- Radius der Erde). Das Haupterdmagnetfeld hat bis zu einer Höhe von ~3 Dipolcharakter R3.

Es erfährt säkulare Schwankungen, die nicht überall auf der Welt gleich sind. An Orten mit der intensivsten säkularen Schwankung erreichen die Schwankungen 150 g pro Jahr (1 g = 10 –5 e). Es gibt auch eine systematische Westdrift magnetischer Anomalien mit einer Rate von etwa 0,2° pro Jahr und eine Änderung der Größe und Richtung des magnetischen Moments der Erde mit einer Rate von ~20 g pro Jahr. Aufgrund säkularer Schwankungen und unzureichender Kenntnis des Erdmagnetfeldes über große Gebiete (Meere und Polarregionen) wird es notwendig, magnetische Karten neu zu erstellen. Zu diesem Zweck werden globale magnetische Untersuchungen an Land, in den Ozeanen (auf nichtmagnetischen Schiffen), in der Luft ( aeromagnetische Vermessung ) und im Weltraum (mit Hilfe künstlicher Erdsatelliten). Für Messungen verwenden: Kompass magnetisch, Theodolit magnetisch, Magnetwaagen, Neigungswinkel, Magnetometer, Aeromagnetometer und andere Geräte. Das Studium von Z. m. und die Zusammenstellung von Karten aller seiner Elemente spielt wichtige Rolle für See- und Flugnavigation, in der Geodäsie, Grubenvermessung.

Die Untersuchung des Erdmagnetfeldes vergangener Epochen erfolgt anhand der Restmagnetisierung von Gesteinen (siehe Abb. Paläomagnetismus ) und für die historische Zeit - entsprechend der Magnetisierung von gebackenen Tonprodukten (Ziegel, Keramikgeschirr usw.). Paläomagnetische Untersuchungen zeigen, dass sich die Richtung des Hauptmagnetfeldes der Erde in der Vergangenheit immer wieder umgekehrt hat. Die letzte derartige Veränderung fand vor etwa 0,7 Millionen Jahren statt.

A. D. Shevnin.

Ursprung des wichtigsten Erdmagnetfeldes. Um den Ursprung des geomagnetischen Hauptfeldes zu erklären, wurden viele verschiedene Hypothesen aufgestellt, darunter sogar Hypothesen über die Existenz eines grundlegenden Naturgesetzes, nach dem jeder rotierende Körper ein magnetisches Moment hat. Es wurde versucht, das Haupterdmagnetfeld durch das Vorhandensein ferromagnetischer Materialien in der Erdkruste oder in ihrem Kern zu erklären; die Bewegung elektrischer Ladungen, die bei der täglichen Rotation der Erde einen elektrischen Strom erzeugen; das Vorhandensein von Strömen im Erdkern, die durch die thermoelektromotorische Kraft an der Grenze zwischen Kern und Mantel usw. verursacht werden, und schließlich die Wirkung des sogenannten hydromagnetischen Dynamos im flüssigen Metallkern der Erde. Moderne Daten über säkulare Schwankungen und mehrfache Änderungen der Polarität des Erdmagnetfelds lassen sich zufriedenstellend nur durch die Hypothese eines hydromagnetischen Dynamos (HD) erklären. Nach dieser Hypothese können im elektrisch leitenden flüssigen Kern der Erde ziemlich komplexe und intensive Bewegungen auftreten, die zu einer Selbsterregung des Magnetfelds führen, ähnlich wie Strom und Magnetfeld in einem selbsterregten Dynamo erzeugt werden. Die Wirkungsweise des HD beruht auf elektromagnetischer Induktion in einem bewegten Medium, das bei seiner Bewegung die Kraftlinien des Magnetfeldes kreuzt.

HD-Forschung basiert auf Magnetische Hydrodynamik. Wenn wir davon ausgehen, dass die Geschwindigkeit der Materie im flüssigen Kern der Erde gegeben ist, dann können wir die grundsätzliche Möglichkeit beweisen, bei Bewegungen ein Magnetfeld zu erzeugen andere Art, sowohl stationär als auch instationär, regelmäßig und turbulent. Das durchschnittliche Magnetfeld im Kern kann als Summe zweier Komponenten dargestellt werden - dem Torusfeld BEIM j und Felder VR, deren Kraftlinien in Meridionalebenen liegen ( Reis. 3 ). Feldlinien eines toroidalen Magnetfeldes BEIM j sind im Erdkern geschlossen und gehen nicht nach außen. Nach dem am weitesten verbreiteten terrestrischen HD-Schema ist das Feld B j ist hundertmal stärker als das Feld, das aus dem Kern dringt Im r, das überwiegend dipolförmig ist. Die inhomogene Rotation der elektrisch leitfähigen Flüssigkeit im Erdkern verformt die Feldlinien Im r und bildet daraus Feldlinien BEIM(. Im Gegenzug das Feld Im r wird durch die induktive Wechselwirkung einer leitenden Flüssigkeit erzeugt, die sich auf komplexe Weise mit dem Feld bewegt BEIM j. Um die Feldgenerierung sicherzustellen Im r aus BEIM j Flüssigkeitsbewegungen sollten nicht achsensymmetrisch sein. Im Übrigen können Bewegungen, wie die kinetische Theorie der HD zeigt, sehr vielfältig sein. Die Bewegungen des leitenden Fluids entstehen im Prozess der Erzeugung zusätzlich zum Feld Im r, sowie andere sich langsam ändernde Felder, die vom Kern nach außen eindringen und säkulare Schwankungen im geomagnetischen Hauptfeld verursachen.

Die allgemeine Theorie der Huntington-Krankheit, die sowohl die Erzeugung des Feldes als auch den „Motor“ der terrestrischen Huntington-Krankheit, d. h. den Ursprung der Bewegungen, untersucht, ist immer noch in Kraft Erstphase Entwicklung, und vieles mehr ist darin hypothetisch. Als Bewegungsursachen werden die archimedischen Kräfte aufgrund kleiner Dichteinhomogenitäten im Kern angeführt Trägheitskräfte.

Ersteres kann entweder mit der Wärmefreisetzung im Kern und der thermischen Ausdehnung der Flüssigkeit (therm Konvektion ) oder mit der Inhomogenität der Zusammensetzung des Kerns aufgrund der Freisetzung von Verunreinigungen an seinen Grenzen. Letzteres kann durch Beschleunigung bedingt sein Präzession Erdachse. Die Nähe des Erdmagnetfeldes zum Feld eines Dipols mit einer Achse nahezu parallel zur Erdrotationsachse weist auf eine enge Beziehung zwischen der Erdrotation und dem Ursprung der Erde hin. Corioliskraft, die eine bedeutende Rolle im HD-Mechanismus der Erde spielen können. Die Abhängigkeit der Stärke des Erdmagnetfeldes von der Intensität der Materiebewegung im Erdkern ist komplex und noch nicht ausreichend untersucht. Paläomagnetischen Studien zufolge schwankt die Größe des Erdmagnetfelds, aber im Durchschnitt bleibt es in der Größenordnung lange Zeit unverändert - etwa Hunderte von Millionen Jahren.

Das Funktionieren der HD der Erde ist mit vielen Prozessen im Kern und Mantel der Erde verbunden, daher ist die Untersuchung des geomagnetischen Hauptfeldes und der HD der Erde ein wesentlicher Bestandteil des gesamten Komplexes geophysikalischer Studien. Interne Struktur und Entwicklung der Erde.

S. I. Braginsky.

Variables geomagnetisches Feld. Messungen an Satelliten und Raketen haben gezeigt, dass die Plasmawechselwirkung Sonnenwind mit dem Erdmagnetfeld führt ab einer Entfernung von ~3 zu einer Störung der Dipolstruktur des Feldes Rz vom Mittelpunkt der Erde. Der Sonnenwind lokalisiert das Erdmagnetfeld in einem begrenzten Volumen des erdnahen Raums – der Magnetosphäre der Erde, während an der Magnetosphärengrenze der dynamische Druck des Sonnenwinds durch den Druck des Erdmagnetfelds ausgeglichen wird. Der Sonnenwind komprimiert das Erdmagnetfeld von der Tagseite her und trägt die geomagnetischen Feldlinien der Polarregionen zur Nachtseite fort und bildet nahe der Ekliptikebene den magnetischen Schweif der Erde mit einer Länge von mindestens 5 Millionen km. km(cm. Reis. in Artikeln Erde und Magnetosphäre der Erde ). Der angenäherte Dipolbereich des Feldes mit geschlossenen Feldlinien (die innere Magnetosphäre) ist eine magnetische Falle für geladene Teilchen des erdnahen Plasmas (siehe Abb. Strahlungsgürtel der Erde ).

Die Plasmaströmung des Sonnenwinds um die Magnetosphäre mit variabler Dichte und Geschwindigkeit geladener Teilchen sowie der Durchbruch von Teilchen in die Magnetosphäre führen zu einer Änderung der Intensität elektrischer Stromsysteme in der Magnetosphäre und Ionosphäre der Erde. Stromsysteme wiederum verursachen Erdmagnetfeldschwingungen im erdnahen Weltraum und auf der Erdoberfläche in einem weiten Frequenzbereich (von 10 -5 bis 10 2 Hertz) und Amplituden (von 10 -3 bis 10 -7 äh). Die fotografische Aufzeichnung kontinuierlicher Änderungen des Erdmagnetfeldes wird in magnetischen Observatorien durchgeführt Magnetographen. In ruhigen Zeiten werden in niedrigen und mittleren Breiten periodische Sonnen-Tages- und Mond-Tages-Perioden beobachtet. magnetische Variationen mit Amplituden von 30–70 g bzw. 1–5 g. Andere beobachteten unregelmäßige Feldoszillationen verschiedene Formen und Amplituden werden magnetische Störungen genannt, unter denen es mehrere Arten magnetischer Variationen gibt.

Magnetische Störungen, die die gesamte Erde bedecken und von einem ( Reis. 4 ) bis zu mehreren Tagen werden Welt genannt magnetische Stürme, wobei die Amplitude einzelner Komponenten 1000 g überschreiten kann. Ein magnetischer Sturm ist eine der Erscheinungsformen starker Störungen in der Magnetosphäre, die entstehen, wenn sich die Parameter des Sonnenwinds ändern, insbesondere die Geschwindigkeit seiner Teilchen und die normale Komponente des interplanetaren Magnetfelds relativ zur Ekliptikebene. Starke Störungen der Magnetosphäre werden von Polarlichtern, ionosphärischen Störungen, Röntgen- und Niederfrequenzstrahlung in der oberen Erdatmosphäre begleitet.

Praktische Anwendungen Phänomene Z. m. Unter Einwirkung des Erdmagnetfeldes befindet sich die Magnetnadel in der Ebene des magnetischen Meridians. Dieses Phänomen wird seit der Antike zur Orientierung am Boden, zur Festlegung des Kurses von Schiffen auf hoher See, in der geodätischen und Grubenvermessungspraxis, in militärischen Angelegenheiten usw. verwendet. (cm. Kompass, Kompass ).

Die Untersuchung lokaler magnetischer Anomalien ermöglicht zunächst den Nachweis von Mineralien Eisenerz(cm. Magnetische Erforschung ), und in Kombination mit anderen geophysikalischen Erkundungsmethoden - zur Bestimmung ihres Vorkommens und ihrer Reserven. Weit verbreitet ist die magnetotellurische Methode zur Sondierung des Erdinneren, bei der aus dem Feld eines magnetischen Sturms die elektrische Leitfähigkeit der inneren Erdschichten berechnet und anschließend der dort herrschende Druck und die Temperatur abgeschätzt werden.

Eine der Informationsquellen über obere Schichten Atmosphäre sind geomagnetische Variationen. Magnetische Störungen, die beispielsweise mit einem Magnetsturm verbunden sind, treten einige Stunden früher auf als unter seinem Einfluss, es treten Änderungen in der Ionosphäre auf, die den Funkverkehr stören. Damit ist es möglich, die für einen störungsfreien Funkverkehr notwendigen magnetischen Vorhersagen (Funkwettervorhersagen) zu erstellen. Geomagnetische Daten dienen auch der Vorhersage der Strahlungssituation im erdnahen Weltraum bei Raumflügen.

Die Konstanz des Erdmagnetfeldes bis in Höhen von mehreren Erdradien wird zur Orientierung und zum Manövrieren von Raumfahrzeugen genutzt.

Das Erdmagnetfeld beeinflusst lebende Organismen, pflanzliche Welt und ein Mensch. Zum Beispiel nimmt die Zahl der Herz-Kreislauf-Erkrankungen während Perioden von Magnetstürmen zu, der Zustand von Patienten, die an Bluthochdruck leiden, verschlechtert sich und so weiter. Charakterstudium elektromagnetischer Einfluss auf lebende Organismen ist eines der neuen und vielversprechenden Gebiete der Biologie.

A. D. Shevnin.

Zündete.: Yanovsky B. M., Terrestrial Magnetism, Bd. 1-2, L., 1963-64; seine eigene, Entwicklung der Arbeit über Geomagnetismus in der UdSSR im Laufe der Jahre Sowjetmacht. "Izw. Akademie der Wissenschaften der UdSSR, Physik der Erde, 1967, Nr. 11, p. 54; Nachschlagewerk über das magnetische Wechselfeld der UdSSR, L., 1954; Erdnaher Weltraum. Referenzdaten, Übersetzung (Übersetzung) aus dem Englischen (Englisch), M., 1966; Gegenwart und Vergangenheit des Erdmagnetfelds, M., 1965; Braginsky S.I., Auf den Grundlagen der Theorie des hydromagnetischen Dynamos der Erde, "Geomagnetism and Aeronomy", 1967, v.7, No. 3, p. 401; Solar-terrestrische Physik, M., 1968.

Reis. 4. Magnetogramm, das einen kleinen Magnetsturm aufzeichnete: H 0 , D 0 , Z 0 - der Ursprung der entsprechenden Komponente des Erdmagnetismus; die Pfeile zeigen die Zählrichtung an.

Reis. 2. Karte der Gesamtstärke des Erdmagnetfeldes (in Oersted) für die Epoche 1965; schwarze Kreise - Magnetpole (M. P.). Die Karte zeigt die weltweiten magnetischen Anomalien: Brasilianisch (B.A.) und Ostsibirisch (East-S.A.).

Reis. 3. Schema der Magnetfelder im hydromagnetischen Dynamo der Erde: NS - die Rotationsachse der Erde: В р - Feld nahe dem Feld eines Dipols, der entlang der Rotationsachse der Erde gerichtet ist; B j ist ein toroidförmiges Feld (in der Größenordnung von Hunderten von Gauß), das sich im Inneren des Erdkerns schließt.

TERRESTRISCHER MAGNETISMUS, eine Abteilung für Geophysik, die das Magnetfeld der Erde untersucht. Die magnetische Feldstärke an einem gegebenen Punkt sei durch den Vektor F dargestellt (Abb. 1). Die vertikale Ebene, die diesen Vektor enthält, wird als magnetische Meridianebene bezeichnet. Der Winkel D zwischen den Ebenen des geografischen und des magnetischen Meridians wird als Deklination bezeichnet. Es gibt östliche und westliche Deklinationen. Es ist üblich, östliche Deklinationen mit einem Pluszeichen, westliche mit einem Minuszeichen zu kennzeichnen. Der Winkel I, den der Vektor F mit der Horizontebene bildet, heißt Neigung. Die Projektion H des Vektors F auf die horizontale Ebene wird als horizontale Komponente bezeichnet, und die Projektion Z auf die vertikale Linie wird mit dem Begriff vertikale Komponente bezeichnet.

Gegenwärtig sind die Hauptinstrumente zur Messung der Elemente des Erdmagnetismus der magnetische Theodolit und verschiedene Neigungssysteme. Der Zweck des magnetischen Theodoliten besteht darin, die horizontale Komponente des Magnetfelds und die Deklination zu messen. Ein horizontal angeordneter Magnet, der sich um eine vertikale Achse drehen kann, wird unter dem Einfluss des Erdmagnetfeldes mit seiner Achse in der Ebene des magnetischen Meridians installiert. Wird es aus dieser Gleichgewichtslage genommen und sich selbst überlassen, beginnt es mit einer Periode T um die Ebene des magnetischen Meridians zu schwingen, bestimmt durch die Formel:

wobei K das Trägheitsmoment des schwingenden Systems (Magnet und Rahmen) und M das magnetische Moment des Magneten ist. Nachdem der Wert von K aus speziellen Beobachtungen bestimmt wurde, ist es möglich, den Wert des Produkts MH aus dem beobachteten Zeitraum T zu finden. Dann wird ein Magnet, dessen Schwingungsdauer bestimmt wird, in einigem Abstand von einem weiteren Hilfsmagneten platziert, der ebenfalls die Fähigkeit hat, sich um die vertikale Achse zu drehen, und der erste Magnet wird so ausgerichtet, dass der Mittelpunkt des zweiten Magneten ist auf der Fortsetzung der magnetischen Achse des ersten. In diesem Fall wird der Hilfsmagnet zusätzlich zu H auch durch das Feld des Magneten M beeinflusst, was sein kann. Formel gefunden:

wobei B der Abstand zwischen den Mittelpunkten beider Magnete ist, a, b, ... einige Konstanten sind. Der Magnet verlässt die Ebene des magnetischen Meridians und wird in Richtung der Resultierenden dieser beiden Kräfte gerichtet. Ohne die relative Anordnung der Anlagenteile zu verändern, finden sie eine solche Position des Ablenkmagneten, in der die genannte Resultierende senkrecht zu ihm steht (Abb. 2). Durch Messen des Ablenkwinkels v für diesen Fall ist es möglich, den Wert des Verhältnisses aus der Beziehung sin v = f / H zu ermitteln. Aus den erhaltenen Werten von MH und H / M ergibt sich die horizontale Komponente H In der Theorie des Erdmagnetismus ist die Einheit mit dem Symbol γ, gleich 0,00001 Gauß, weit verbreitet. Als Deklinator, ein Gerät zur Messung der Deklination, kann ein magnetischer Theodolit verwendet werden. Kombinieren Sie die Visierebene mit der Richtung der magnetischen Achse des am Faden aufgehängten Magneten und bringen Sie sie mit der Ebene des magnetischen Meridians in Übereinstimmung. Um einen Messwert auf dem Kreis zu erhalten, der dem Ausrichten des Visiergeräts auf den geografischen Norden entspricht, reicht es aus, auf irgendein Objekt zu zielen, dessen wahrer Azimut bekannt ist. Die Differenz zwischen den Ablesungen des geografischen und des magnetischen Meridians ergibt den Wert der Deklination.

Ein Neigungsmesser ist ein Gerät zur Messung von I. Die moderne Magnetometrie hat zwei Arten von Geräten zur Messung der Neigung - Zeiger- und Induktionsneiger. Die erste Vorrichtung hat eine Magnetnadel, die sich um eine horizontale Achse dreht, die in der Mitte des vertikalen Schenkels angeordnet ist. Die Bewegungsebene des Pfeils wird mit der Ebene des magnetischen Meridians kombiniert; in dem Fall ein ideale Bedingungen Die Magnetachse des Pfeils in der Gleichgewichtsposition fällt an diesem Punkt mit der Richtung der Magnetspannung zusammen, und der Winkel zwischen der Richtung der Magnetachse des Pfeils und der horizontalen Linie ergibt den Wert I. Das Design des Induktionsneiger basiert auf ( Erdinduktor) wird das Phänomen der Induktion in einem sich in einem Magnetfeld bewegenden Leiter angenommen. Das wesentliche Merkmal der Vorrichtung ist die Spule, die sich um einen ihrer Durchmesser dreht. Wenn sich eine solche Spule im Erdmagnetfeld dreht, tritt in ihr nur dann keine EMF auf, wenn ihre Rotationsachse mit der Richtung des Feldes übereinstimmt. Diese Position der Achse, die durch die Stromlosigkeit im Galvanometer gekennzeichnet ist, zu dem die Spule geschlossen ist, wird auf einem vertikalen Kreis gemessen. Der Winkel zwischen der Richtung der Rotationsachse der Spule und dem Horizont ist der Neigungswinkel.

Die oben genannten Geräte sind derzeit die gängigsten. Besonders hervorzuheben ist der magnetische Theodolit von Ogloblinsky, der den H/M-Wert durch die Methode der H-Kompensation durch das Magnetfeld bestimmt, für das die Schwingungsdauer bestimmt wird.

BEIM In letzter Zeit die sogenannte. elektrische Verfahren zur Messung von H, bei denen Abweichungen nicht mit Hilfe eines Ablenkmagneten, sondern mit Hilfe des Magnetfelds der Spulen vorgenommen werden. Um die für magnetische Messungen erforderliche Genauigkeit (0,2-0,02 % der vollen Spannung) zu erreichen, wird der Betriebsstrom mit dem Strom aus normalen Zellen verglichen (Potentiometerkompensation).

Messungen an verschiedenen Punkten Erdoberfläche, zeigen, dass das Magnetfeld von Punkt zu Punkt variiert. Bei diesen Veränderungen kann man einige Regelmäßigkeiten feststellen, deren Natur am besten durch eine Untersuchung der sog. Magnetkarten (Abb. 3 und 4).

Wenn Linien auf topografischer Basis gezeichnet werden, die Punkte mit gleichen Werten eines Elements des Erdmagnetismus verbinden, zeigt eine solche Karte ein klares Bild der Verteilung dieses Elements auf dem Boden. Bzw verschiedene Elemente Erdmagnetismus gibt es Karten mit verschiedenen Isoliniensystemen. Diese Isolinien haben spezielle Namen, je nachdem, welches Element sie darstellen. So werden die Linien, die die Punkte gleicher Deklination verbinden, als Isogone bezeichnet (die Linie der Nulldeklination wurde als agonische Linie bezeichnet), die Linien gleicher Neigungen sind Isoklinien und die Linien gleicher Spannungen sind Isodynen. Es gibt Isodynamiken der horizontalen, vertikalen Komponenten usw. Wenn Sie solche Karten für die gesamte Oberfläche des Globus erstellen, können Sie die folgenden Merkmale darauf feststellen. In den Äquatorregionen werden die größten Werte der Horizontalkraft beobachtet (bis zu 0,39 Gauß); die horizontale Komponente nimmt zu den Polen hin ab. Die entgegengesetzte Art der Änderungen findet für die vertikale Komponente statt. Die Linie der Nullwerte der vertikalen Komponente wird aufgerufen magnetischer Äquator. Punkte mit horizontaler Kraft Null werden aufgerufen magnetische Pole Erde. Sie stimmen nicht mit geografischen überein und haben Koordinaten: Der magnetische Nordpol liegt bei 70,5 ° N. Sch. und 96,0°W D. (1922), magnetischer Südpol - 71,2 ° S. Sch. und 151,0° E. D. (1912). Alle Isogone schneiden sich an den Magnetpolen der Erde.

Eine detaillierte Untersuchung des Erdmagnetfelds zeigt, dass die Isolinien bei weitem nicht so glatt sind, wie es das allgemeine Bild vermuten lässt. Auf jeder solchen Kurve gibt es Krümmungen, die ihren glatten Verlauf stören. In manchen Bereichen erreichen diese Krümmungen so große Werte, dass es notwendig ist, diesen Bereich magnetisch vom Gesamtbild zu trennen. Solche Regionen werden als anomal bezeichnet, und in ihnen kann man Werte magnetischer Elemente beobachten, die um ein Vielfaches größer sind als das normale Feld. Lernen magnetische Anomalien verdeutlichten ihre enge Beziehung zum geologischen Aufbau der oberen Teile der Erdkruste, Kap. Arr. in Bezug auf den Gehalt an magnetischen Mineralien in ihnen, und führte zu einem speziellen Zweig der Magnetometrie, der angewandte Bedeutung hat und sich die Anwendung der Magnetometrie, Messungen auf die Bergbauerkundung, zur Aufgabe macht. Solche anomalen Regionen, die bereits von großer industrieller Bedeutung sind, befinden sich im Ural, im Bezirk Kursk, in Krivoy Rog, in Schweden, in Finnland und an anderen Orten. Um das Magnetfeld solcher Regionen zu untersuchen, wurden spezielle Geräte entwickelt (Tyberg-Thalen-Magnetometer, lokale Calvariometer usw.), die es ermöglichen, schnell die gewünschten Messergebnisse zu erhalten. Die Untersuchung des Magnetfelds der Erde an einem beliebigen Punkt zeigt die Tatsache von Änderungen in diesem Feld im Laufe der Zeit. Ein detailliertes Studium dieser zeitlichen Schwankungen der Elemente des Erdmagnetismus führte zur Feststellung ihrer Verbindung mit dem Leben auf der ganzen Erde. Variationen spiegeln die Drehung der Erde um ihre Achse, die Bewegung der Erde in Bezug auf die Sonne und eine Reihe anderer Phänomene kosmischer Ordnung wider. Die Untersuchung der Variationen wird von speziellen magnetischen Observatorien durchgeführt, die neben präzisen Instrumenten zur Messung der Elemente des Erdmagnetfelds mit speziellen Einrichtungen zur kontinuierlichen Aufzeichnung zeitlicher Änderungen magnetischer Elemente ausgestattet sind. Solche Geräte werden Variometer oder Magnetographen genannt und dienen normalerweise zum Aufzeichnen von Abweichungen D, H und Z. Ein Gerät zum Aufzeichnen von Deklinationsänderungen (Variometer D oder unifilar) hat einen Magneten mit einem daran befestigten Spiegel, der frei an einem dünnen Faden hängt . Deklinationsänderungen, die in Drehungen der Ebene des magnetischen Meridians bestehen, bringen den so aufgehängten Magneten in Rotation. Ein von einem speziellen Illuminator geworfener Strahl, der von einem Magnetspiegel reflektiert wird, ergibt einen sich bewegenden Lichtpunkt, der eine Spur in Form einer Kurve auf lichtempfindlichem Papier hinterlässt, das auf eine rotierende Trommel geschraubt wird oder vertikal abfällt. Die Linie, die durch einen von einem feststehenden Spiegel reflektierten Strahl gezeichnet wird, und die Zeitmarkierungen ermöglichen es, die Änderung von D für jeden Zeitpunkt aus dem erhaltenen Magnetogramm zu finden. Wenn Sie den Faden drehen und den oberen Punkt seiner Befestigung drehen, verlässt der Magnet die Ebene des magnetischen Meridians. Durch richtiges Drehen können Sie es in eine Position senkrecht zum Original bringen. In der neuen Gleichgewichtslage wirkt einerseits H auf den Magneten und andererseits das Moment des verdrillten Fadens. Jede Änderung der horizontalen Komponente bewirkt eine Änderung der Gleichgewichtsposition des Magneten, und ein solches Gerät wird Änderungen der horizontalen Komponente feststellen (Variometer H oder bifilar, wenn der Magnet an zwei parallelen Fäden aufgehängt ist). Diese Abweichungen werden auf die gleiche Weise wie Deklinationsänderungen aufgezeichnet. Das dritte Gerät schließlich, das zur Erfassung von Schwankungen der vertikalen Komponente dient (Lloyds Waage, Variometer Z), weist einen wie ein Waagebalken um eine horizontale Achse oszillierenden Magneten auf. Durch geeignetes Bewegen des Schwerpunkts mit Hilfe eines beweglichen Gewichts wird der Magnet dieser Vorrichtung in eine Position nahe der Horizontalen gebracht und normalerweise so eingestellt, dass die Bewegungsebene des Magneten senkrecht zur Ebene des Magneten gerichtet ist Meridian. In diesem Fall wird die Gleichgewichtslage des Magneten durch die Wirkung von Z und das Gewicht des Systems bestimmt. Eine Änderung des ersten Werts bewirkt eine gewisse Neigung des Magneten proportional zur Änderung der vertikalen Komponente. Diese Neigungsänderungen werden wie die vorangegangenen fotografisch aufgezeichnet und liefern Material für Urteile über die Variationen der vertikalen Komponente.

Wenn wir die von Magnetographen (Magnetogrammen) aufgezeichneten Kurven einer Analyse unterziehen, können wir eine Reihe von Merkmalen auf ihnen finden, von denen vor allem ein deutlich ausgedrückter Tagesgang ins Auge fallen wird. Die Lage der Maxima und Minima des Tagesgangs sowie deren Werte ändern sich von Tag zu Tag in kleinen Grenzen, und deshalb werden zur Charakterisierung des Tagesgangs einige Durchschnittskurven über ein bestimmtes Zeitintervall erstellt. In ABB. Abbildung 5 zeigt die Kurven der Änderungen von D, H und Z für das Observatorium in Slutsk im September 1927, in denen die täglichen Schwankungen der Elemente deutlich sichtbar sind.

Die anschaulichste Art, Variationen darzustellen, ist die sogenannte. Vektordiagramm, die die Bewegung des Endes des Vektors F über die Zeit darstellt. Zwei Projektionen des Vektordiagramms auf die yz- und xy-Ebene sind in Abb. 6. Aus dieser FIG. Es ist ersichtlich, wie sich die Jahreszeit auf die Art des Tagesablaufs auswirkt: In den Wintermonaten sind die Schwankungen magnetischer Elemente viel geringer als im Sommer.

Zusätzlich zu Schwankungen aufgrund der täglichen Schwankungen zeigen Magnetogramme manchmal scharfe Änderungen, die oft sehr große Werte erreichen. Solche abrupten Änderungen in den magnetischen Elementen werden von einer Reihe anderer Phänomene begleitet, wie Polarlichtern in den arktischen Regionen, dem Auftreten von induzierten Strömen in Telegrafen und Telefonleitungen, etc., und werden aufgerufen magnetische Stürme . Es besteht ein grundlegender Unterschied zwischen Schwankungen aufgrund des normalen Verlaufs und Schwankungen aufgrund von Stürmen. Während normale Änderungen für jeden Beobachtungspunkt in Ortszeit auftreten, treten durch Stürme verursachte Schwankungen gleichzeitig für den gesamten Globus auf. Dieser Umstand weist auf die unterschiedliche Natur der Variationen beider Typen hin.

Der Wunsch, die auf der Erdoberfläche beobachtete Verteilung von Elementen des Erdmagnetismus zu erklären, veranlasste Gauß, eine mathematische Theorie des Erdmagnetismus zu konstruieren. Die Untersuchung der Elemente des Erdmagnetismus seit den ersten geomagnetischen Messungen ergab die Existenz des sogenannten. der säkulare Lauf der Elemente und die Weiterentwicklung der Gaußschen Theorie beinhalteten unter anderem die Berücksichtigung dieser säkularen Variationen. Als Ergebnis der Arbeit von Peterson, Neumeier und anderen Forschern gibt es nun eine Formel für das Potential, die auch diese säkulare Variation berücksichtigt.

Unter den vorgeschlagenen Hypothesen zur Erklärung der täglichen und jährlichen Schwankungen geomagnetischer Elemente sollte man die von Balfour-Stewart vorgeschlagene und von Schuster entwickelte Hypothese erwähnen. Nach Ansicht dieser Forscher in den elektrisch hochleitenden Schichten der Atmosphäre unter thermischer Einwirkung Sonnenstrahlen Gasmassen bewegen. Das Magnetfeld der Erde induziert in diesen bewegten leitenden Massen elektrische Ströme, deren Magnetfeld sich in Form von täglichen Schwankungen manifestiert. Diese Theorie erklärt gut die Abnahme der Schwankungsamplitude in den Wintermonaten und verdeutlicht die vorherrschende Rolle der Ortszeit. Was magnetische Stürme betrifft, zeigte die nächste Studie ihre enge Verbindung mit der Aktivität der Sonne. Die Aufklärung dieses Zusammenhangs führte zu folgender heute allgemein anerkannten Theorie magnetischer Störungen. Die Sonne wirft in den Momenten ihrer intensivsten Aktivität Ströme elektrisch geladener Teilchen (z. B. Elektronen) aus. Ein solcher Strom, der in die oberen Schichten der Atmosphäre fällt, ionisiert sie und schafft die Möglichkeit des Flusses intensiver elektrischer Ströme, deren Magnetfeld jene Störungen sind, die wir magnetische Stürme nennen. Eine solche Erklärung der Natur magnetischer Stürme stimmt gut mit den Ergebnissen der von Shtermer entwickelten Theorie der Polarlichter überein.

Es gibt verschiedene Felder um die Erde, der bedeutendste Einfluss auf GO ist gravitativ und magnetisch.

Schwerkraftfeld auf der Erde ist es das Gravitationsfeld. Die Schwerkraft ist die resultierende Kraft aus der Schwerkraft und der Zentrifugalkraft, die durch die Rotation der Erde erzeugt wird. Am Äquator erreicht die Zentrifugalkraft ihr Maximum, aber auch hier ist sie klein und beträgt 1/288 der Schwerkraft. Die Schwerkraft auf der Erde ist hauptsächlich von der Anziehungskraft abhängig, die durch die Massenverteilung im Erdinneren und an der Erdoberfläche beeinflusst wird. Die Schwerkraft wirkt überall auf der Erde und wird entlang einer Lotlinie auf die Oberfläche des Geoids gerichtet. Die Intensität des Gravitationsfeldes nimmt gleichmäßig von den Polen zum Äquator ab (am Äquator ist die Zentrifugalkraft größer), von der Oberfläche nach oben (in 36.000 km Höhe ist sie Null) und von der Oberfläche nach unten (in der Mitte von die Erde, die Schwerkraft ist Null).

normales Gravitationsfeld Erde wird so genannt, dass die Erde hätte, wenn sie die Form eines Ellipsoids mit gleichmäßiger Massenverteilung hätte. Die Intensität des realen Feldes an einem bestimmten Punkt weicht von der normalen ab, und es entsteht eine Anomalie des Gravitationsfeldes. Anomalien können positiv und negativ sein: Bergketten schaffen zusätzliche Masse und sollten positive Anomalien verursachen, ozeanische Depressionen dagegen negative. Tatsächlich befindet sich die Erdkruste jedoch im isostatischen Gleichgewicht.

Isostasie(aus dem Griechischen isostasios - gleiches Gewicht) - balanciert die feste, relativ leichte Erdkruste mit einem schwereren oberen Mantel. Die Gleichgewichtstheorie wurde 1855 von dem englischen Wissenschaftler G.B. Luftig. Aufgrund der Isostasie entspricht ein Massenüberschuss oberhalb des theoretischen Gleichgewichtsniveaus einem Massenmangel darunter. Dies drückt sich darin aus, dass in einer bestimmten Tiefe (100-150 km) in der Asthenosphärenschicht die Substanz zu den Stellen fließt, an denen an der Oberfläche Massemangel herrscht. Lediglich unter den jungen Bergen, wo die Kompensation noch nicht vollständig erfolgt ist, werden schwach positive Anomalien beobachtet. Das Gleichgewicht wird jedoch ständig gestört: Sedimente lagern sich in den Ozeanen ab, und unter ihrem Gewicht sackt der Meeresboden ab. Andererseits werden Berge zerstört, ihre Höhe nimmt ab, was bedeutet, dass auch ihre Masse abnimmt.

Das Gravitationsfeld der Erde ist für ihre Beschaffenheit extrem wichtig:

1. Die Schwerkraft schafft die Figur der Erde, sie ist eine der führenden endogenen Kräfte. Dank ihm fallen atmosphärische Niederschläge, Flüsse fließen, Grundwasserhorizonte werden gebildet und Hangprozesse werden beobachtet. Der Druck der Materiemassen, der im Prozess der Gravitationsdifferenzierung im unteren Mantel entsteht, erzeugt zusammen mit dem radioaktiven Zerfall thermische Energie - die Quelle interner (endogener) Prozesse, die die Lithosphäre wieder aufbauen.

2. Die Schwerkraft der Erde verdichtete die innere Materie der Erde und bildete unabhängig von ihrer chemischen Zusammensetzung einen dichten Kern.

3. Die Schwerkraft hält die Gas- und Wasserhüllen des Planeten. Nur die leichtesten Moleküle Wasserstoff und Helium verlassen die Atmosphäre des Planeten.

4. Die Schwerkraft bestimmt die Neigung der Erdkruste zum isostatischen Gleichgewicht. Die Schwerkraft macht die maximale Höhe der Berge aus; Es wird angenommen, dass es auf unserer Erde keine Berge geben kann, die höher als 9 km sind.

5. Asthenosphäre - eine durch Wärme erweichte Schicht, die die Bewegung der Lithosphäre ermöglicht - ist auch eine Funktion der Schwerkraft, da das Schmelzen von Materie bei einem günstigen Verhältnis von Wärmemenge und Kompressionsdruck erfolgt.

6. Die sphärische Figur des Gravitationsfeldes bestimmt zwei Haupttypen von Landformen auf der Erdoberfläche - konisch und flach, die zwei universellen Symmetrieformen entsprechen - konisch und bilateral.

7. Die Richtung der Schwerkraft nach unten, zum Erdmittelpunkt, hilft den Tieren, eine aufrechte Position zu halten.

Das thermische Regime der Oberflächenschicht der Erdkruste (bis zu 30 m im Durchschnitt) hat eine durch Sonnenwärme bestimmte Temperatur. Das heliometrische Schicht jahreszeitliche Temperaturschwankungen erfahren. Darunter befindet sich ein noch dünnerer Horizont mit konstanter Temperatur (ca. 20 m), der der durchschnittlichen Jahrestemperatur des Beobachtungsortes entspricht. Unterhalb der konstanten Schicht nimmt die Temperatur mit der Tiefe zu geothermische Schicht. Um das Ausmaß dieses Anstiegs in zwei miteinander verwandten Konzepten zu quantifizieren. Man nennt die Temperaturänderung, wenn man 100 Meter tiefer in den Boden eindringt geothermischer Gradient(reicht von 0,1 bis 0,01 0 C/m und hängt von der Zusammensetzung des Gesteins, den Bedingungen seines Auftretens ab) und der Entfernung entlang der Lotlinie, die vertieft werden muss, um eine Temperaturerhöhung von 1 0 zu erreichen, wird genannt geothermische Stufe(reicht von 10 bis 100 m / 0 С).

Erdmagnetismus- eine Eigenschaft der Erde, die das Vorhandensein eines Magnetfelds um sie herum bestimmt, das durch Prozesse verursacht wird, die an der Kern-Mantel-Grenze ablaufen. Zum ersten Mal erfuhr die Menschheit dank der Arbeiten von W. Gilbert, dass die Erde ein Magnet ist.

Magnetosphäre- eine Region des erdnahen Weltraums, die mit geladenen Teilchen gefüllt ist, die sich im Magnetfeld der Erde bewegen. Er ist durch die Magnetopause vom interplanetaren Raum getrennt. Dies ist die äußere Grenze der Magnetosphäre.

Die Bildung eines Magnetfeldes basiert auf inneren und äußeren Ursachen. Durch elektrische Ströme, die im äußeren Kern des Planeten entstehen, entsteht ein konstantes Magnetfeld. Solare Korpuskularströme bilden ein veränderliches Magnetfeld der Erde. Eine visuelle Darstellung des Zustands des Erdmagnetfelds liefern Magnetkarten. Magnetische Karten werden für einen Zeitraum von fünf Jahren erstellt - die magnetische Epoche.

Die Erde hätte ein normales Magnetfeld, wenn sie eine gleichmäßig magnetisierte Kugel wäre. Die Erde ist in erster Näherung ein magnetischer Dipol - es ist ein Stab, dessen Enden entgegengesetzte Magnetpole haben. Die Schnittpunkte der magnetischen Achse des Dipols mit der Erdoberfläche werden genannt geomagnetische Pole. Die geomagnetischen Pole stimmen nicht mit den geografischen überein und bewegen sich langsam mit einer Geschwindigkeit von 7-8 km/Jahr. Abweichungen des realen Magnetfeldes von der (theoretisch errechneten) Normalität werden magnetische Anomalien genannt. Sie können global (Ostsibirisches Oval), regional (KMA) und lokal sein und mit dem nahen Vorkommen von magnetischen Gesteinen an der Oberfläche in Verbindung gebracht werden.

Das Magnetfeld wird durch drei Größen charakterisiert: magnetische Deklination, magnetische Neigung und Intensität. Magnetische Deklination- der Winkel zwischen dem geografischen Meridian und der Richtung der Magnetnadel. Die Deklination ist Ost (+), wenn das Nordende der Kompassnadel von der geographischen nach Osten abweicht, und West (-), wenn die Nadel nach Westen abweicht. Magnetische Neigung- der Winkel zwischen der horizontalen Ebene und der Richtung der Magnetnadel, die an der horizontalen Achse aufgehängt ist. Die Neigung ist positiv, wenn das Nordende des Pfeils nach unten zeigt, und negativ, wenn das Nordende nach oben zeigt. Die magnetische Neigung variiert von 0 bis 90 0 . Die Stärke des Magnetfeldes wird charakterisiert Spannung. Die Magnetfeldstärke ist klein am Äquator 20-28 A/m, am Pol - 48-56 A/m.

Die Magnetosphäre hat eine Tropfenform. Auf der der Sonne zugewandten Seite entspricht sein Radius 10 Radien der Erde, auf der Nachtseite vergrößert er sich unter dem Einfluss des "Sonnenwindes" auf 100 Radien. Die Form ist auf den Einfluss des Sonnenwinds zurückzuführen, der ihn umströmt, wenn er auf die Magnetosphäre der Erde trifft. Geladene Teilchen, die die Magnetosphäre erreichen, beginnen sich entlang magnetischer Feldlinien zu bewegen und bilden sich Strahlungsgürtel. Der innere Strahlungsgürtel besteht aus Protonen und hat eine maximale Konzentration in einer Höhe von 3500 km über dem Äquator. Der äußere Gürtel wird von Elektronen gebildet und erstreckt sich über bis zu 10 Radien. An den Magnetpolen nimmt die Höhe der Strahlungsgürtel ab, hier entstehen Bereiche, in denen geladene Teilchen in die Atmosphäre eindringen, atmosphärische Gase ionisieren und Polarlichter verursachen.

Die geografische Bedeutung der Magnetosphäre ist sehr groß: Sie schützt die Erde vor korpuskulärer Sonnen- und kosmischer Strahlung. Die Suche nach Mineralien ist mit magnetischen Anomalien verbunden. Magnetische Kraftlinien helfen Touristen und Schiffen bei der Navigation im Weltraum.

§ 15. Erdmagnetismus und seine Elemente. Magnetkarten

Der Raum, in dem die magnetischen Kräfte der Erde wirken, wird als Magnetfeld der Erde bezeichnet. Es ist allgemein anerkannt, dass die magnetischen Feldlinien des Erdfeldes aus dem magnetischen Südpol kommen und im Norden zusammenlaufen und geschlossene Kurven bilden.

Die Position der Magnetpole bleibt nicht unverändert, ihre Koordinaten ändern sich langsam. Die ungefähren Koordinaten der Magnetpole im Jahr 1950 waren wie folgt:

Nördlich - φ ~ 76°N; L ~ 96°W;

Süden - φ ~ 75°S; L ~ 150° Ost .

Die magnetische Achse der Erde - eine gerade Linie, die die Magnetpole verbindet, verläuft außerhalb des Erdmittelpunkts und bildet mit ihrer Rotationsachse einen Winkel von etwa 1G,5.

Die Stärke des Erdmagnetfelds wird durch den Intensitätsvektor T charakterisiert, der an jedem Punkt des Erdmagnetfelds entlang der Tangenten zu den Kraftlinien gerichtet ist. Auf Abb. 18 wird die Stärke des Erdmagnetismus am Punkt A durch die Größe und Richtung des Vektors AF gezeigt. vertikale Ebene NmAZF, in dem sich der Vektor AF und damit die Achse einer frei schwebenden Magnetnadel befindet, heißt Ebene des magnetischen Meridians. Diese Ebene bildet einen Winkel RAS mit der Ebene des wahren Meridians NuAZM, der als NuAZM bezeichnet wird magnetische Deklination und mit dem Buchstaben d bezeichnet.

Reis. achtzehn.

Die magnetische Deklination d wird vom nördlichen Teil des wahren Meridians nach Osten und Westen von 0 bis 180° gemessen. Der östlichen magnetischen Deklination ist ein Pluszeichen und der westlichen magnetischen Deklination ein Minuszeichen zugeordnet. Zum Beispiel: d=+4°, 6 oder d = -11°,0.

Der Winkel NmAF, den der Vektor AF mit der Ebene des wahren Horizonts bildet, wird NuAH genannt magnetische Neigung und werden mit dem Buchstaben c bezeichnet.

Die magnetische Neigung wird von der horizontalen Ebene nach unten von 0 bis 90° gemessen und gilt als positiv, wenn das nördliche Ende der Magnetnadel abgesenkt ist, und als negativ, wenn das südliche Ende abgesenkt ist.

Punkte auf der Erdoberfläche, auf die der Vektor T horizontal gerichtet ist, bilden eine geschlossene Linie, die den geographischen Äquator zweimal kreuzt und heißt magnetischer Äquator. Die Gesamtstärke des Erdmagnetismus - Vektor T - kann in der Ebene des magnetischen Meridians in horizontale H- und vertikale Z-Komponenten zerlegt werden. Von Abb. 18 haben wir:

H=TcosO, Z=TsinO oder Z=HtgO.

Die Größen d, H, Z und O, die das Magnetfeld der Erde an einem bestimmten Punkt bestimmen, werden genannt Elemente des Erdmagnetismus.

Die Verteilung der Elemente des Erdmagnetismus über die Erdoberfläche wird normalerweise auf speziellen Karten in Form von gekrümmten Linien dargestellt, die Punkte mit demselben Wert des einen oder anderen Elements verbinden. Solche Zeilen werden aufgerufen Isolinien. Kurven gleicher magnetischer Deklination - Isogone Isogon wird auf die Karten gesetzt (Abb. 19); Kurven, die Punkte gleicher Magnetkraft verbinden, werden genannt Isodyne, oder Isodynamik. Kurven, die Punkte gleicher magnetischer Neigung verbinden - Isokline, Isoklinen kartieren.

Reis. neunzehn.

Magnetische Deklination - am meisten wichtiges Element für die Navigation wird es daher neben speziellen Magnetkarten auch auf nautischen Seekarten angegeben, auf denen sie beispielsweise so schreiben: „Skl. k. 16 °, 5 W ".

Alle Elemente des Erdmagnetismus unterliegen an jedem Punkt der Erdoberfläche Veränderungen, die Variationen genannt werden. Änderungen in den Elementen des Erdmagnetismus werden in periodische und nicht periodische (oder Störungen) unterteilt.

Periodische Änderungen umfassen weltliche, jährliche (saisonale) und tägliche Änderungen. Davon sind tägliche und jährliche Schwankungen gering und werden für die Navigation nicht berücksichtigt. Säkulare Schwankungen sind ein komplexes Phänomen mit einem Zeitraum von mehreren Jahrhunderten. Die Größe der säkularen Änderung der magnetischen Deklination variiert an verschiedenen Punkten der Erdoberfläche im Bereich von 0 bis 0,2-0,3 ° pro Jahr. Daher wird auf Seekarten die magnetische Deklination des Kompasses für ein bestimmtes Jahr angegeben, was den Betrag der jährlichen Zunahme oder Abnahme angibt.

Um die Deklination auf das Jahr der Navigation zu bringen, ist es notwendig, ihre Änderung über die verstrichene Zeit zu berechnen und durch die resultierende Korrektur die auf der Karte im Navigationsbereich angezeigte Deklination zu erhöhen oder zu verringern.

Beispiel 18. Schwimmen findet im Jahr 1968 statt. Kompassdeklination, der Karte entnommen, d = 11 °, 5 O st bis 1960 angegeben. Jährliche Zunahme der Deklination 5 ". Deklination auf 1968 bringen.

Entscheidung. Die Zeitspanne von 1968 bis 1960 beträgt acht Jahre; ändern Ad \u003d 8 x 5 \u003d 40 "~0 °.7. Kompassdeklination im Jahr 1968 d \u003d 11 °.5 + 0 °.7 \u003d - 12 °, 2 O st

Plötzliche kurzfristige Änderungen der Elemente des Erdmagnetismus (Störungen) werden als Magnetstürme bezeichnet, deren Auftreten darauf zurückzuführen ist Nordlichter und die Anzahl der Sonnenflecken. Gleichzeitig werden Deklinationsänderungen in gemäßigten Breiten bis zu 7° und in den Polarregionen bis zu 50° beobachtet.

In einigen Bereichen der Erdoberfläche weicht die Deklination in Betrag und Vorzeichen stark von ihren Werten an benachbarten Punkten ab. Dieses Phänomen wird als magnetische Anomalie bezeichnet. Auf Seekarten zeigen Sie die Grenzen der Regionen der magnetischen Anomalie an. Beim Segeln in diesen Gebieten müssen Sie den Betrieb des Magnetkompasses sorgfältig überwachen, da die Genauigkeit der Arbeit beeinträchtigt wird.