地球の磁場の構造と特徴
地球の磁場、または地磁気 - 磁気
地球自身の磁場（地磁気）は、次の主要な部分に分けることができます。
- メインフィールド、
- 世界の異常の分野、
- 外部磁場。
- メインフィールド
その90％以上は、地球内部の液体の外核に源があるフィールドで構成されています。この部分は、メインフィールド、メインフィールド、または通常フィールドと呼ばれます。
高調波の級数として近似されます-ガウス級数の、そして地球の表面近くの最初の近似（その半径の最大3つ）では、それは磁気双極子場に近いです、つまり、地球はほぼから向けられた軸を持つストリップ磁石であるように見えます北から南へ。
- 世界の異常の分野
地球の実際の磁力線、平均すると、それらは双極子力線に近いですが、地表近くに位置する地殻内の磁化された岩石の存在に関連する局所的な不規則性が双極子磁力線とは異なります。
このため、地球上のいくつかの場所では、表面では、磁場のパラメータは近くの領域の値と大きく異なり、それらを引き起こす磁化体が異なる深さにある場合、いわゆる磁気異常が形成される可能性があります。
- 外部磁場
それは電流の形で情報源によって決定されます。地球の表面を超えて大気中に位置するシステム。大気圏の上部（100km以上）である電離層では、その分子がイオン化されて高密度の冷たいプラズマが形成され、より高く上昇します。したがって、電離層より上の地球の磁気圏の部分は、最大3メートルの距離まで広がります。その半径は、と呼ばれますプラズマ圏。
プラズマは地球の磁場によって保持されますが、その状態は太陽風との相互作用、つまり太陽コロナのプラズマの流れによって決定されます。
したがって、表面から遠ざかるほど、地球の磁場は太陽風の影響で歪むため非対称です。太陽の側からは圧縮され、太陽からの方向には数十万キロメートルに及ぶ「軌跡」が生じます。 、月の軌道を超えます。
この独特の「尾」の形は、太陽風のプラズマと太陽粒子流が地表の周りを流れるときに発生します。磁気圏- 太陽や他の惑星間の磁場ではなく、依然として地球の磁場によって制御されている、地球に近い空間の領域。
彼女は惑星間空間から切り離されている磁気圏境界面、太陽風の動圧は、それ自体の磁場の圧力と釣り合っています。
- フィールドパラメータ
線の位置の視覚的表現地球の磁場の磁気誘導は、磁気針によって提供され、垂直軸と水平軸の両方の周り（ジンバルなど）で自由に回転できるように固定されています-地球の表面近くの各ポイントでこれらの線に沿って特定の方法でインストールされます。
磁極と地理的な極は一致していないため、磁針は北から南への方向をおおよそしか示しません。
磁針が設置されている垂直面をその場所の磁子線面と呼び、この面が地表と交差する線を磁子子線面といいます。磁気子午線。
したがって、磁気子午線は投影です地球の表面上の磁場の磁力線が北磁極と南磁極に集中します。磁気子午線と地理子午線の方向の間の角度は次のように呼ばれます。磁気偏角。
それは西洋である可能性があります（しばしば示されます磁気針の北極が地理的子午線の垂直面から西または東にずれているかどうかに応じて、記号「-」）または東（記号「+」）。
さらに、地球の磁場の線は、一般的に言えば、表面と平行ではありません。これは、地球の磁場の磁気誘導が特定の場所の水平面内に存在せず、この平面と特定の角度を形成することを意味します。伏角。点でのみゼロに近い磁気赤道- 磁軸に垂直な平面上の大円。
地球の磁場の数値モデリングの結果: 左側 - 通常、右側 - 反転時
地球の磁場の性質
磁場の存在を初めて説明する地球と太陽は 1919 年に J. ラーモアによって試みられ、天体の磁場の維持は導電性媒体の流体力学的運動の影響下で起こるというダイナモの概念を提案しました。
しかし、1934 年に、T. カウリングは、流体力学ダイナモ機構を通じて軸対称磁場を維持することは不可能であるという定理を証明しました。
そして、ほとんどの天体が研究したので（そして(特に地球) は軸対称であると考えられ、これに基づいてそれらの場も軸対称であると仮定することが可能であり、その場合、これらの定理によれば、この原理によるその生成は不可能になります。
アルバート・アインシュタインでさえ懐疑的でした単純な（対称的な）ソリューションが存在できない場合、そのようなダイナモの実現可能性。ほんの少し後になって、磁場生成のプロセスを説明する軸対称のすべての方程式が、1950年代でさえ軸対称の解を持つわけではないことが示されました。非対称の解決策が見つかりました。
それ以来、ダイナモ理論の開発に成功し、今日、地球や他の惑星の磁場の起源について一般に受け入れられている最も可能性の高い説明は、導体が生成され増幅された磁場中を移動するときに導体に電流が発生することに基づいた自励式ダイナモ機構です。これらの流れそのものです。
地球の核では必要な条件が作り出されます。電流が完全に流れる約4～6千ケルビンの主に鉄からなる液体の外核では、対流が生じて固体の内核（放射性元素や放射性元素の崩壊によって生成される）から熱を奪います。惑星が徐々に冷えるにつれて内核と外核の境界で物質が固化するときの潜熱の放出）。
コリオリ力によってこれらの流れは回転し、いわゆるテイラーピラーを形成する特徴的な螺旋。層の摩擦により、層は電荷を獲得し、ループ電流を形成します。したがって、ファラデーディスクのように、(最初は存在するが非常に弱い)磁場内を移動する導体の導体回路に沿って循環する電流系が生成されます。
Она создает магнитное поле, которое при благоприятной геометрии течений усиливает начальное поле, а это, в свою очередь, усиливает ток, и процесс усиления продолжается до тех пор, пока растущие с увеличением тока потери на джоулево тепло не уравновесят притоки энергии, поступающей за счет гидродинамических движений.
ダイナモが歳差運動または潮汐力、つまりエネルギー源が地球の自転であるために興奮しますが、最も広範で発展した仮説は、これが正確に熱化学的対流であるというものです。
地球の磁場の変化
Инверсия магнитного поля — изменение направления магнитного поля Земли в геологической истории планеты (определяется палеомагнитным методом).
При инверсии северный магнитный полюс и южный магнитный полюс меняются местами, и стрелка компаса начинает показывать противоположное направление. Инверсия — относительно редкое явление, которое ни разу не происходило за время существования ホモサピエンス..。おそらく、それが最後に起こったのは約78万年前でした。
Инверсии магнитного поля происходили через интервалы времени от десятков тысяч лет до огромных промежутков спокойного магнитного поля в десятки миллионов лет, когда инверсии не происходили.
したがって、極の変化の周期性、およびこのプロセスは確率論的と見なされます。静かな磁場の長い期間の後に、異なる持続時間の複数の逆転の期間が続く可能性があり、その逆もあり得ます。研究によると、磁極の変化は数百年から数十万年続く可能性があります。
ジョンズホプキンス大学（米国）のスペシャリスト逆転の間に、地球の磁気圏が非常に弱くなり、宇宙線が地球の表面に到達する可能性があるため、この現象は地球上の生物に害を及ぼす可能性があり、次の極の変化は人類にさらに深刻な結果をもたらす可能性があると考えられています世界的な大惨事に。
近年の科学的研究が示しています（実験を含む）静止した乱流ダイナモにおける磁場の方向のランダムな変化（「ジャンプ」）の可能性。地球物理学会の地磁気研究所の責任者であるウラジミール・パブロフによれば、反転は人間の基準ではかなり長いプロセスです。
リーズ大学のYonMoundとPhilLivermoreの地球物理学者は、数千年以内に地球の磁場が反転すると信じています。
地球の磁極の変位
Впервые координаты магнитного полюса в Северном полушарии были определены в 1831 году, повторно — в 1904 году, затем в 1948 году и 1962, 1973, 1984, 1994 годах; в Южном полушарии — в 1841 году, повторно — в 1908 году. Смещение магнитных полюсов регистрируется с 1885 года. За последние 100 лет магнитный полюс в Южном полушарии переместился почти на 900 км и вышел в Южный океан.
Новейшие данные по состоянию арктического магнитного полюса (движущегося по направлению к Восточно-Сибирской мировой магнитной аномалии через Северный Ледовитый океан) показали, что с 1973 по 1984 год его пробег составил 120 км, с 1984 по 1994 год — более 150 км. Хотя эти данные расчетные, они подтверждены замерами северного магнитного полюса.
После 1831 года, когда положение полюса было зафиксировано впервые, к 2019 году полюс сместился уже более чем на 2 300 км в сторону Сибири и продолжает двигаться с ускорением.
その移動速度は15kmから2000年の年から2019年の55km /年まで。この急激なドリフトにより、スマートフォンのコンパスや船舶や航空機のバックアップナビゲーションシステムなど、地球の磁場を使用するナビゲーションシステムをより頻繁に調整する必要があります。
地球の磁場の強さが低下しているそして不均一に。過去22年間で、平均1.7％減少し、南大西洋などの一部の地域では10％減少しました。いくつかの場所では、一般的な傾向に反して、磁場の強さはさらに増加しました。
ポールの動きの加速（平均で3km /年）と磁極反転の回廊に沿ったそれらの動き（これらの回廊は400以上の古反転を明らかにすることを可能にしました）は、極のこの変位では、遠足ではなく、地球の磁場の別の反転を見るべきであることを示唆しています。
地球の磁場はどのようにして生まれたのですか？
スクリップス海洋研究所のスペシャリストカリフォルニア大学は、惑星の磁場がマントルによって形成されたことを示唆しています。アメリカの科学者たちは、13年前にフランスの研究者グループによって提案された仮説を立てました。
Известно, что в течение долгого времени профессионалы утверждали, что именно внешнее ядро Земли генерировало ее магнитное поле. Но потом специалисты из Франции предположили, что мантия планеты была всегда твердой (с момента своего рождения).
この結論は科学者に考えさせました磁場を形成できるのはコアではなく、メソスフェアの液体部分であったという事実。マントルの組成は、不十分な導体と見なされるケイ酸塩材料です。
Но так как нижняя мантия должна была оставаться жидкой в течение миллиардов лет, движения жидкости внутри нее не производило электрического тока, а ведь для генерации магнитного поля он был просто необходим.
今日の専門家は、マントルができると信じています以前考えられていたよりも強力な指揮者になります。専門家のこの結論は、初期の地球の状態を完全に正当化します。シリケートダイナモは、その液体部分の電気伝導率がはるかに高く、圧力と温度が低い場合にのみ可能です。
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