INSTITUTO PEDAGÓGICO ESTATAL DE LIPETSK

DEPARTAMENTO DE FÍSICA TEÓRICA Y GENERAL

Trabajo de curso en física.

DETERMINACIÓN DEL COMPONENTE HORIZONTAL DEL CAMPO MAGNÉTICO DE LA TIERRA.

Completado por un alumno del grupo FPO-3

Kazantsev N.N.

Jefe del Profesor Asociado del Departamento de Flota del Pacífico

Gryzov Yu.V.

Lipetsk

2. Un campo magnético.

Un campo magnético es una forma especial de materia a través de la cual se lleva a cabo la interacción entre partículas cargadas eléctricamente en movimiento.

Propiedades básicas campo magnético:

un campo magnético es generado por una corriente eléctrica (cargas en movimiento).

Un campo magnético es detectado por la acción de una corriente eléctrica (cargas en movimiento).

El campo magnético fue descubierto en 1820 por el físico danés H.K. Oersted.

El campo magnético tiene un carácter direccional y debe caracterizarse por un valor vectorial. Este valor generalmente se denota con la letra V ... Sería lógico por analogía con la intensidad del campo eléctrico. mi nombrar V la fuerza del campo magnético. Sin embargo, por razones históricas, la principal característica de fuerza del campo magnético se denominó inducción magnética ... El nombre "intensidad del campo magnético" se asignó a una característica auxiliar D campo eléctrico.

Un campo magnético, a diferencia de uno eléctrico, no afecta una carga en reposo. La fuerza surge solo cuando la carga se mueve.

Entonces, las cargas en movimiento (corrientes) cambian las propiedades del espacio circundante: crean un campo magnético en él. Esto se manifiesta en el hecho de que actúan fuerzas sobre las cargas (corrientes) que se mueven en él.

La experiencia da. ¿Qué es cierto para el magnético, así como para el eléctrico? principio de superposición:

campoV generado por varias cargas en movimiento (corrientes) es igual a la suma vectorial de los camposB I generado por cada carga (corriente) por separado:

II. Características generales del campo magnético terrestre.

La tierra en su conjunto es un imán de bola enorme. La humanidad comenzó a utilizar el campo magnético de la Tierra hace mucho tiempo. Ya a principios de los siglos XII-XIII. la brújula se utiliza mucho en la navegación. Sin embargo, en aquellos días se creía que la aguja de la brújula estaba orientada por la Estrella Polar y su magnetismo. La hipótesis de la existencia del campo magnético de la Tierra fue expresada por primera vez en 1600 por el naturalista inglés Hilbert.

En cualquier punto del espacio que rodea la Tierra, y en su superficie, se encuentra una acción fuerzas magnéticas... En otras palabras, se crea un campo magnético en el espacio que rodea la Tierra, cuyas líneas de fuerza se muestran en la Fig.1.

Los polos magnético y geográfico de la Tierra no coinciden entre sí. Polo norte magnético norte se encuentra en el hemisferio sur, cerca de la costa de la Antártida, y el polo sur magnético S se encuentra en el hemisferio norte, cerca de la costa norte de la isla Victoria (Canadá). Ambos polos se mueven continuamente (a la deriva) por superficie terrestre a una tasa de alrededor de 5 por año debido a la variabilidad de los procesos que generan el campo magnético. Además, el eje del campo magnético no pasa por el centro de la Tierra, sino que se retrasa 430 km. El campo magnético de la Tierra no es simétrico. Debido al hecho de que el eje del campo magnético está solo en un ángulo de 11.5 grados con el eje de rotación del planeta, podemos usar una brújula.

La parte principal del campo magnético de la Tierra, según las opiniones modernas, es de origen intraterrestre. El campo magnético de la Tierra es creado por su núcleo. El núcleo exterior de la Tierra es líquido y metálico. El metal es una sustancia conductora, y si existieran corrientes constantes en el núcleo líquido, entonces la corriente eléctrica correspondiente crearía un campo magnético. Debido a la rotación de la Tierra, tales corrientes existen en el núcleo, porque En cierta aproximación, la Tierra es un dipolo magnético, es decir, una especie de imán con dos polos: sur y norte.

Una parte insignificante del campo magnético (alrededor del 1%) es de origen extraterrestre. El origen de esta parte se atribuye a las corrientes eléctricas que fluyen en las capas conductoras de la ionosfera y la superficie de la Tierra. Esta parte del campo magnético de la Tierra está sujeta a una ligera variación a lo largo del tiempo, lo que se denomina variación secular. Se desconocen las razones de la existencia de corrientes eléctricas en variación secular.

En el supuesto ideal e hipotético, en el que la Tierra estaría sola en el espacio exterior, las líneas de fuerza del campo magnético del planeta se ubicaron de la misma manera que las líneas de fuerza de un imán ordinario de un libro de texto de física escolar, es decir, en forma de arcos simétricos que se extienden desde el polo sur hacia el norte. La densidad de la línea (fuerza del campo magnético) disminuiría con la distancia al planeta. De hecho, el campo magnético de la tierra interactúa con los campos magnéticos del sol, los planetas y las corrientes de partículas cargadas emitidas en abundancia por el sol. Si la influencia del Sol en sí y más aún de los planetas se puede descuidar debido a la lejanía, entonces no puede hacer esto con los flujos de partículas, de lo contrario, con el viento solar. El viento solar es una corriente de partículas que se precipitan a una velocidad de unos 500 km / s, emitidas por la atmósfera solar. En momentos erupciones solares y también durante la formación de un grupo de grandes manchas solares en el Sol, el número de electrones libres que bombardean la atmósfera de la Tierra aumenta drásticamente. Esto conduce a una perturbación de las corrientes que fluyen en la ionosfera terrestre y, debido a esto, se produce un cambio en el campo magnético terrestre. Aumentar tormentas magnéticas... Tales flujos generan un fuerte campo magnético, que interactúa con el campo de la Tierra, deformándolo fuertemente. Debido a su campo magnético, la Tierra retiene las partículas capturadas del viento solar en los llamados cinturones de radiación, impidiendo que pasen a la atmósfera terrestre, y más aún a la superficie. Las partículas del viento solar serían muy dañinas para todos los seres vivos. Con la interacción de los campos mencionados anteriormente, se forma un límite, en un lado del cual hay un campo magnético perturbado (sujeto a cambios debido a influencias externas) de las partículas del viento solar, en el otro lado, el campo perturbado de la tierra. Este borde debe considerarse como el límite del espacio cercano a la Tierra, el borde de la magnetosfera y la atmósfera. Fuera de este límite, prevalece la influencia de campos magnéticos externos. En la dirección hacia el Sol, la magnetosfera de la Tierra se aplana bajo la embestida del viento solar y se extiende solo hasta 10 radios planetarios. En la dirección opuesta, hay un alargamiento de hasta 1000 radios terrestres.

La mayor parte del campo magnético de la Tierra detecta anomalías en varias regiones de la superficie terrestre. Estas anomalías, aparentemente, deberían atribuirse a la presencia de masas ferromagnéticas en la corteza terrestre oa la diferencia propiedades magnéticas rocas... Por tanto, el estudio de las anomalías magnéticas es de importancia práctica en el estudio de los minerales.

La existencia de un campo magnético en cualquier punto de la Tierra se puede establecer mediante una aguja magnética. Si cuelgas la flecha magnética NS en un hilo l (Fig. 2) para que el punto de suspensión coincida con el centro de gravedad de la flecha, entonces la flecha se colocará en la dirección de la tangente a la línea de fuerza del campo magnético terrestre.

En el hemisferio norte, el extremo sur se inclinará hacia la Tierra y la flecha estará en el horizonte. ángulo de inclinaciónQ (en el ecuador magnético, la inclinación Q es cero). El plano vertical en el que se encuentra la flecha se denomina plano del meridiano magnético. Todos los planos de los meridianos magnéticos se cruzan en línea recta. NS y rastros meridianos magnéticos en la superficie de la tierra convergen en los polos magnéticos norte y S ... Dado que los polos magnéticos no coinciden con los polos geográficos, la flecha se desviará del meridiano geográfico. El ángulo que forma el plano vertical que pasa a través de la flecha (es decir, el meridiano magnético) con el meridiano geográfico se llama declinación magnética a(Figura 2). Vector

Los campos de fuerza del campo magnético de la Tierra se pueden descomponer en dos componentes: horizontal y vertical (Fig. 3). Los valores de los ángulos de inclinación y declinación, así como la componente horizontal, permiten determinar la magnitud y dirección de la fuerza total del campo magnético terrestre en un punto dado. Si la aguja magnética puede girar libremente solo alrededor del eje vertical, entonces se instalará bajo la acción del componente horizontal del campo magnético de la Tierra en el plano del meridiano magnético. Componente horizontal, declinación magnética a e inclinación Q se llaman los elementos del magnetismo terrestre. Todos los elementos del magnetismo terrestre cambian con el tiempo.

"La probabilidad de un cambio en los polos magnéticos de la Tierra en un futuro próximo. Investigación de las razones físicas detalladas de este proceso.

Una vez vi una película de divulgación científica sobre este tema, filmada hace 6-7 años.
Proporcionó datos sobre la aparición de una zona anómala en la parte sur océano Atlántico- inversión de polaridad y tensión débil. Parece que cuando los satélites sobrevuelan este territorio, hay que apagarlos para que la electrónica no se deteriore.

Y con el tiempo parece que este proceso debería llevarse a cabo.También habló sobre los planes de la Agencia Espacial Europea de lanzar una serie de satélites con el fin de estudiar en detalle la fuerza del campo magnético de la Tierra. ¿Quizás ya se hayan publicado los datos de este estudio, si en esta ocasión se lanzaron satélites? ”.

Los polos magnéticos de la Tierra son parte del campo magnético (geomagnético) de nuestro planeta, que es generado por corrientes de hierro fundido y níquel que rodean núcleo central Tierra (en otras palabras, la convección turbulenta en el núcleo externo de la Tierra genera un campo geomagnético). El comportamiento del campo magnético de la Tierra se explica por el flujo de metales líquidos en el borde del núcleo de la Tierra con el manto.

En 1600, el científico inglés William Hilbert, en su libro "On the Magnet, cuerpos magnéticos y un gran imán: la Tierra ". presentó la Tierra como un imán permanente gigante, cuyo eje no coincide con el eje de rotación de la Tierra (el ángulo entre estos ejes se llama declinación magnética).

En 1702 E. Halley crea los primeros mapas magnéticos de la Tierra. La razón principal de la presencia del campo magnético de la Tierra es que el núcleo de la Tierra consiste en hierro al rojo vivo (un buen conductor de las corrientes eléctricas que ocurren dentro de la Tierra).

El campo magnético de la Tierra forma una magnetosfera que se extiende de 70 a 80 mil km en la dirección del Sol. Protege la superficie de la Tierra, protege contra los efectos nocivos de las partículas cargadas, las altas energías y los rayos cósmicos, y determina la naturaleza del clima.

En 1635, Gellibrand estableció que el campo magnético de la tierra estaba cambiando. Posteriormente se descubrió que existen cambios permanentes y de corto plazo en el campo magnético de la Tierra.

La razón del cambio constante es la presencia de depósitos minerales. Hay áreas en la Tierra donde su propio campo magnético está fuertemente distorsionado por la presencia de minerales de hierro. Por ejemplo, la anomalía magnética de Kursk ubicada en la región de Kursk.

La razón de los cambios a corto plazo en el campo magnético de la Tierra es la acción del "viento solar", es decir. Acción del flujo de partículas cargadas emitidas por el sol. El campo magnético de este flujo interactúa con el campo magnético de la Tierra, surgen "tormentas magnéticas". La frecuencia y la fuerza de las tormentas magnéticas están influenciadas por la actividad solar.

Durante los años de máxima actividad solar (una vez cada 11,5 años), ocurren tales tormentas magnéticas que se interrumpe la comunicación por radio y las flechas de las brújulas comienzan a "bailar" de manera impredecible.

El resultado de la interacción de partículas cargadas del "viento solar" con la atmósfera de la Tierra en las latitudes del norte es un fenómeno como las "luces polares".

El cambio de los polos magnéticos de la Tierra (inversión del campo magnético, inversión geomagnética inglesa) ocurre cada 11,5-12,5 mil años. También se denominan otras cifras: 13.000 años e incluso 500.000 años o más, y la última inversión ocurrió hace 780.000 años. Aparentemente, la inversión de polaridad del campo magnético de la Tierra es un fenómeno no periódico. A lo largo de historia geologica de nuestro planeta, el campo magnético de la tierra ha cambiado su polaridad más de 100 veces.

El ciclo de cambio de polos de la Tierra (asociado al propio planeta Tierra) se puede atribuir a ciclos globales (junto con, por ejemplo, el ciclo de fluctuaciones del eje de precesión), influyendo en todo lo que sucede en la Tierra ...

Surge una pregunta legítima: ¿cuándo esperar un cambio en los polos magnéticos de la Tierra (inversión del campo magnético del planeta), o un desplazamiento de los polos en un ángulo "crítico" (según algunas teorías, hacia el ecuador)? ..

El proceso de desplazamiento de los polos magnéticos se ha registrado durante más de un siglo. Los polos magnéticos norte y sur (NMP y SMP) están constantemente "migrando", alejándose de los polos geográficos de la Tierra (el ángulo de "error" ahora es de aproximadamente 8 grados de latitud para la NSR y 27 grados para la NMP) . Por cierto, se encontró que los polos geográficos de la Tierra también se mueven: el eje del planeta se desvía a una velocidad de unos 10 cm por año.

El polo norte magnético se descubrió por primera vez en 1831. En 1904, cuando los científicos tomaron medidas por segunda vez, se descubrió que el polo se había movido 50 kilómetros. La aguja de la brújula apunta al polo magnético, no al geográfico. La investigación ha demostrado que durante los últimos mil años, el polo magnético se ha movido distancias significativas desde Canadá a Siberia, pero a veces en otras direcciones.

El polo norte magnético de la Tierra no está quieto. Sin embargo, al igual que hacia el sur. El norteño “vagó” durante mucho tiempo por el Ártico canadiense, pero desde los años 70 del siglo pasado su movimiento ha tomado una dirección clara. Con una velocidad creciente, que ahora alcanza los 46 km por año, el polo se precipitó casi en línea recta hacia el Ártico ruso. Según el pronóstico del Canadian Geomagnetic Survey, en 2050 estará ubicado en el archipiélago de Severnaya Zemlya.

Un cambio inminente de los polos está indicado por el hecho de que el campo magnético de la Tierra se está debilitando cerca de los polos, que fue establecido en 2002 por el profesor francés de geofísica Gauthier Hulot. Por cierto, el campo magnético de la Tierra se ha debilitado casi un 10% desde que se midió por primera vez en los años 30 del siglo XIX. Hecho: En 1989, los habitantes de Quebec (Canadá), como consecuencia de que los vientos solares rompieron un débil escudo magnético y provocaron graves averías en las redes eléctricas, se quedaron sin luz durante 9 horas.

De curso escolar físicos, sabemos que una corriente eléctrica calienta el conductor a través del cual fluye. En este caso, el movimiento de cargas calentará la ionosfera. Las partículas penetrarán en la atmósfera neutra, esto afectará el sistema eólico a una altitud de 200-400 km y, por lo tanto, el clima en su conjunto. El desplazamiento del polo magnético también afectará el funcionamiento de la técnica. Por ejemplo, en latitudes medias durante los meses de verano no será posible utilizar comunicaciones por radio de onda corta. El funcionamiento de los sistemas de navegación por satélite también se verá interrumpido, ya que utilizan modelos de la ionosfera, que en las nuevas condiciones serán inaplicables. Los geofísicos también advierten que a medida que se acerque el polo norte magnético, aumentarán las corrientes inducidas en las líneas eléctricas rusas y las redes eléctricas.

Sin embargo, es posible que todo esto no suceda. El polo norte magnético puede cambiar de dirección o detenerse en cualquier momento, y esto no se puede prever. Y para Polo Sur no hay ningún pronóstico para 2050. Hasta 1986, se movió muy rápido, pero luego bajó la velocidad.

Entonces, aquí hay cuatro hechos que indican una inversión del campo geomagnético que se aproxima o ya ha comenzado:
1. Disminución de la intensidad del campo geomagnético durante los últimos 2.5 mil años;
2. Aceleración de la caída de la intensidad de campo en las últimas décadas;
3. Fuerte aceleración del desplazamiento del polo magnético;
4. Características de la distribución de las líneas del campo magnético, que se vuelve similar a la imagen correspondiente a la etapa de preparación de la inversión.

Existe una amplia discusión sobre las posibles consecuencias del cambio de polos geomagnéticos. Hay una variedad de puntos de vista, desde bastante optimistas hasta extremadamente inquietantes. Los optimistas se refieren al hecho de que han ocurrido cientos de reversiones en la historia geológica de la Tierra, sin embargo, no fue posible establecer una conexión entre extinciones masivas y desastres naturales con estos eventos. Además, la biosfera tiene una adaptabilidad significativa y el proceso de inversión puede llevar bastante tiempo, por lo que hay tiempo más que suficiente para prepararse para el cambio.

El punto de vista opuesto no excluye la posibilidad de que la inversión pueda ocurrir durante la vida de las próximas generaciones y resulte en un desastre para la civilización humana. Debe decirse que este punto de vista se ha visto comprometido en gran medida por una gran cantidad de declaraciones no científicas y simplemente anticientíficas. Como ejemplo, podemos citar la opinión de que durante la inversión, los cerebros humanos experimentarán un reinicio, similar a lo que sucede con las computadoras, y la información contenida en ellos se borrará por completo. A pesar de tales declaraciones, el punto de vista optimista es muy superficial.

El mundo moderno está lejos de lo que era hace cientos de miles de años: el hombre generó muchos problemas que hicieron que este mundo fuera frágil, fácilmente vulnerable y extremadamente inestable. Hay razones para creer que las consecuencias de la inversión serán verdaderamente catastróficas para la civilización mundial. Y la pérdida total de la capacidad de trabajo de la World Wide Web debido a la destrucción de los sistemas de comunicación por radio (y ciertamente llegará en el momento de la pérdida de los cinturones de radiación) es solo un ejemplo de una catástrofe global. Por ejemplo, debido a la destrucción de los sistemas de comunicación por radio, todos los satélites fallarán.

Un aspecto interesante del impacto de la inversión geomagnética en nuestro planeta, asociado con un cambio en la configuración de la magnetosfera, es considerado en sus trabajos recientes del profesor V.P. Shcherbakov del Observatorio Geofísico Borok. En el estado normal, debido al hecho de que el eje del dipolo geomagnético está orientado aproximadamente a lo largo del eje de rotación de la Tierra, la magnetosfera sirve como un escudo efectivo para corrientes de partículas cargadas de alta energía que se mueven desde el Sol. En el caso de la inversión, una situación es bastante probable cuando se forma un embudo en la parte frontal del girasol de la magnetosfera en la región de latitudes bajas, a través del cual el plasma solar puede llegar a la superficie de la Tierra. Debido a la rotación de la Tierra en cada ubicación específica en latitudes bajas y parcialmente templadas, esta situación se repetirá todos los días durante varias horas. Es decir, una parte importante de la superficie del planeta experimentará un fuerte impacto de radiación cada 24 horas.

Sin embargo, los científicos de la NASA sospechan de la falacia de la afirmación de que la inversión de polos podría privar brevemente a la Tierra del campo magnético que nos protege de las erupciones solares y otros peligros cósmicos. Sin embargo, el campo magnético puede debilitarse o aumentar con el tiempo, pero no hay indicios de que pueda desaparecer por completo. El campo más débil sin duda dará como resultado un ligero aumento de la radiación solar en la Tierra, así como la observación de hermosas auroras en latitudes más bajas. Pero no pasará nada fatal, pero atmósfera densa protege perfectamente la Tierra de las peligrosas partículas solares.

La ciencia demuestra que la inversión de polos, desde el punto de vista de la historia geológica de la Tierra, es un fenómeno común que ocurre gradualmente durante milenios.

Los polos geográficos también están cambiando constantemente a lo largo de la superficie de la Tierra. Pero estos desplazamientos son lentos y naturales. El eje de nuestro planeta, girando como una cima, describe un cono alrededor del polo de la eclíptica con un período de alrededor de 26 mil años, de acuerdo con la migración de los polos geográficos, también ocurren cambios climáticos graduales. Son causados ​​principalmente por el desplazamiento. corrientes oceánicas transfiriendo calor a los continentes Otra cosa son los inesperados, bruscos "saltos mortales" de los polos. Pero la Tierra en rotación es un giroscopio con un momento angular intrínseco muy impresionante, en otras palabras, es un objeto inercial. resistiendo los intentos de cambiar las características de su movimiento. Un cambio repentino en la inclinación del eje de la Tierra y más aún su "salto mortal" no puede ser causado por movimientos internos lentos del magma o la interacción gravitacional con cualquier cuerpo cósmico que pasa.

Ese momento de vuelco solo puede ocurrir con el impacto tangencial de un asteroide de no menos de 1000 kilómetros de diámetro, acercándose a la Tierra a una velocidad de 100 km / seg. Una amenaza más real para la vida de la humanidad y todo el mundo viviente de la Tierra. La Tierra es un cambio de polos geomagnéticos. El campo magnético de nuestro planeta, que se observa hoy en día, es muy similar al que crearía una barra magnética gigante ubicada en el centro de la Tierra, orientada a lo largo de la línea norte-sur. Más precisamente, debe instalarse de modo que su Polo Norte magnético esté dirigido al Polo Sur Geográfico y el Polo Sur Magnético al Polo Norte Geográfico.

Sin embargo, esta situación no es permanente. Las investigaciones realizadas durante los últimos cuatrocientos años han demostrado que los polos magnéticos giran alrededor de sus contrapartes geográficas, desplazándose unos doce grados cada siglo. Este valor corresponde a las velocidades de las corrientes en el núcleo superior de diez a treinta kilómetros por año Además de los cambios graduales de los polos magnéticos aproximadamente cada quinientos mil años, los polos magnéticos de la Tierra cambian de lugar. El estudio de las características paleomagnéticas de rocas de diferentes edades permitió a los científicos concluir que el tiempo de tales inversiones de los polos magnéticos tomó al menos cinco mil años. Una completa sorpresa para los científicos que estudian la vida en la Tierra fueron los resultados de un análisis de las propiedades magnéticas de un flujo de lava de aproximadamente un kilómetro de espesor, que se derramó hace 16,2 millones de años y se encontró recientemente en el desierto del este de Oregón.

Su investigación, dirigida por Rob Coey de la Universidad de California en Santa Cruz y Michel Privota de la Universidad de Montpelier, causó sensación en la geofísica. Los resultados obtenidos de las propiedades magnéticas de la roca volcánica mostraron objetivamente que la capa inferior se solidificó en una posición del polo, el núcleo del flujo - cuando el polo se movió y, finalmente, la capa superior - en el polo opuesto. Y todo esto sucedió en trece días. El hallazgo de Oregón sugiere que los polos magnéticos de la Tierra pueden no intercambiarse en el transcurso de varios miles de años, sino tan solo en dos semanas. Ultima vez sucedió hace unos setecientos ochenta mil años. Pero, ¿cómo puede esto amenazarnos a todos? Ahora la magnetosfera envuelve a la Tierra a una altitud de sesenta mil kilómetros y sirve como una especie de escudo en el camino del viento solar. Si ocurre un cambio de polos, entonces el campo magnético durante la inversión disminuirá en un 80-90%. Un cambio tan drástico seguramente afectará a varios dispositivos técnicos, mundo animal y, por supuesto, por persona.

Es cierto que los habitantes de la Tierra deberían estar algo tranquilos por el hecho de que durante el cambio de polos del Sol, que tuvo lugar en marzo de 2001, no se registró la desaparición del campo magnético.

En consecuencia, lo más probable es que la desaparición completa de la capa protectora de la Tierra no suceda. La inversión de los polos magnéticos no puede ser una catástrofe global. La propia existencia de vida en la Tierra, que ha experimentado repetidas veces una inversión, lo confirma, aunque la ausencia de un campo magnético es un factor desfavorable para el mundo animal. Esto quedó claramente demostrado por los experimentos de científicos estadounidenses, que construyeron dos cámaras experimentales en los años sesenta. Uno de ellos estaba rodeado por un poderoso escudo de metal, que redujo la fuerza del campo magnético de la tierra cientos de veces. En otra cámara, se conservaron las condiciones terrestres. Contenían ratones y semillas de trébol y trigo. Varios meses después, resultó que los ratones en la cámara blindada perdieron el pelo más rápido y murieron antes que los de control. Su piel era más gruesa que la del otro grupo. Y ella, hinchada, expulsó los folículos pilosos de la raíz, lo que provocó una calvicie temprana. Las plantas en la cámara no magnética también mostraron cambios.

Será difícil para aquellos representantes del reino animal, por ejemplo, las aves migratorias, que tienen una especie de brújula incorporada y usan polos magnéticos para orientarse. Pero, a juzgar por los depósitos, la extinción masiva de especies durante la inversión de los polos magnéticos no había ocurrido antes. Al parecer, tampoco sucederá en el futuro. De hecho, incluso a pesar de la tremenda velocidad de movimiento de los polos, las aves no pueden seguirles el ritmo. Además, muchos animales, como las abejas, son guiados por el Sol, y los animales marinos migratorios utilizan más el campo magnético de las rocas en el fondo del océano que el global. Los sistemas de navegación, sistemas de comunicación creados por personas, serán sometidos a serias pruebas que pueden inhabilitarlos. Numerosas brújulas lo pasarán muy mal, simplemente habrá que tirarlas. Pero con un cambio de polos, puede haber efectos "positivos": se observarán enormes auroras boreales en toda la Tierra, aunque solo durante dos semanas.

Bueno, ahora algunas teorías de los misterios de las civilizaciones :-) Alguien se toma esto en serio ...

Según otra hipótesis, vivimos en un tiempo único: hay un cambio de polos en la Tierra y una transición cuántica de nuestro planeta a su gemelo ubicado en mundo paralelo espacio de cuatro dimensiones. Civilizaciones superiores(CC) para reducir las consecuencias de una catástrofe planetaria, esta transición se lleva a cabo sin problemas con el fin de crear condiciones favorables para el surgimiento de una nueva rama de la Supercivilización de Dios-hombre. Representantes del Centro de Computación creen que la vieja rama de la Humanidad no es inteligente, ya que podría haber destruido toda la vida en el planeta al menos cinco veces durante las últimas décadas, si no fuera por la oportuna intervención del Centro de Computación.

Actualmente, no existe consenso entre los científicos sobre cuánto tiempo puede llevar el proceso de inversión de polos. Según una versión, esto llevará varios miles de años, durante los cuales la Tierra estará indefensa contra la radiación solar. Por otro lado, el cambio de polos tardará solo unas semanas. Pero la fecha del Apocalipsis, según algunos científicos, nos dice los pueblos antiguos de los mayas y los atlantes: 2050.

En 1996, el divulgador de la ciencia estadounidense S. Runcorn llegó a la conclusión de que el eje de rotación se movió más de una vez en la historia geológica de la Tierra junto con el campo magnético. Sugiere que la última inversión geomagnética ocurrió alrededor del 10450 a. C. NS. Es sobre esto que los Atlantes que sobrevivieron al diluvio nos dijeron, enviando su mensaje al futuro. Sabían sobre la inversión periódica regular de la polaridad de los polos de la Tierra aproximadamente cada 12.500 años. Si en 10450 a. C. NS. agregue 12,500 años, luego nuevamente obtenemos 2050 AD. NS. - el año del próximo gigante desastre natural... Esta fecha fue calculada por expertos en el curso de la resolución de la ubicación en el valle del Nilo de las tres pirámides egipcias: Keops, Khafren y Mikerin.

Los científicos rusos creen que los atlantes más sabios nos llevaron al conocimiento del cambio periódico en la polaridad de los polos de la Tierra a través del conocimiento de las leyes de precesión, que son inherentes a la ubicación de estas tres pirámides. Los Atlantes, aparentemente, estaban completamente seguros de que algún día, en un futuro lejano para ellos, aparecería en la Tierra una nueva civilización altamente desarrollada, y sus representantes redescubrirían las leyes precesionales.

Según una hipótesis, fueron los Atlantes quienes probablemente dirigieron la construcción de las tres pirámides más grandes del Valle del Nilo. Todos ellos están construidos a 30 grados de latitud norte y están orientados a los puntos cardinales. Cada cara de la estructura mira hacia el norte, sur, oeste o este. No se conoce ninguna otra estructura en la Tierra que esté orientada con tanta precisión en las direcciones cardinales con un error de solo 0,015 grados. Dado que los antiguos constructores lograron su objetivo, significa que tenían las calificaciones, los conocimientos y los equipos e instrumentos de primera clase adecuados.

Vayamos más lejos. Las pirámides se establecen en los puntos cardinales con una desviación de tres minutos y seis segundos del meridiano. ¡Y los números 30 y 36 son los signos del código precesional! 30 grados del horizonte celeste corresponden a un signo del zodíaco, 36: el número de años durante los cuales la imagen del cielo se desplaza medio grado.

Los científicos también establecieron ciertos patrones y coincidencias asociadas con el tamaño de la pirámide, los ángulos de inclinación de sus galerías internas, el ángulo de aumento de la escalera de caracol de la molécula de ADN, una espiral retorcida, etc., etc. Por lo tanto, los científicos decidieron Todos los Atlantes estaban disponibles para ellos, los métodos nos apuntaban en una fecha estrictamente definida, que coincidía con un fenómeno astronómico extremadamente raro. Se repite una vez cada 25.921 años. En ese momento, las tres estrellas del Cinturón de Orión estaban en su posición precesional más baja sobre la línea del horizonte el día del equinoccio de primavera. Este es un biot en 10,450 AC. NS. Así es como los antiguos sabios llevaron enérgicamente a la humanidad a esta fecha a través de códigos mitológicos, a través de un mapa de una sección del cielo estrellado, dibujado en el valle del Nilo con la ayuda de tres pirámides.

Y en 1993, el científico belga R. Bewell utilizó las leyes de precesión. A través del análisis por computadora, reveló que los tres más grandes Pirámides egipcias instaladas en el suelo de la misma manera que las tres estrellas del Cinturón de Orión estaban ubicadas en el cielo en 10450 a. C. e., cuando estaban en la parte inferior, es decir, el punto de partida de su movimiento precesional a través del cielo.

Los estudios geomagnéticos modernos han demostrado que alrededor del 10450 a. C. NS. hubo un cambio instantáneo en la polaridad de los polos de la Tierra y el ojo se desplazó 30 grados con respecto a su eje de rotación. Como resultado, ocurrió un cataclismo planetario instantáneo global. Los estudios geomagnéticos llevados a cabo a finales de la década de 1980 por científicos estadounidenses, británicos y japoneses han demostrado algo más. ¡Estos cataclismos de pesadilla han ocurrido constantemente en la historia geológica de la Tierra con una regularidad de aproximadamente 12,500 años! Obviamente, fueron ellos quienes mataron a los dinosaurios, los mamuts y la Atlántida.

Sobrevivientes de la inundación anterior en 10450 a. C. NS. y los Atlantes que nos enviaron su mensaje a través de las pirámides esperaban que una nueva civilización altamente desarrollada apareciera en la Tierra mucho antes del horror total y el fin del mundo. Y tal vez tenga tiempo para prepararse para enfrentar el desastre completamente armado. Según una de las hipótesis, su ciencia no logró hacer un descubrimiento sobre el "salto mortal" obligatorio del planeta en 30 grados en el momento de la inversión de polaridad. Como resultado, todos los continentes de la Tierra cambiaron exactamente 30 grados y la Atlántida se encontró en el Polo Sur. Y luego toda su población se congeló instantáneamente, ya que los mamuts se congelaron instantáneamente en el mismo momento en el otro lado del planeta. Solo sobrevivieron aquellos representantes de la civilización atlántica altamente desarrollada que se encontraban en ese momento en otros continentes del planeta en las tierras altas. Tuvieron la suerte de escapar del Diluvio. Y por eso decidieron advertirnos, gente de un futuro lejano para ellos, que cada cambio de polos va acompañado de un "salto mortal" del planeta y consecuencias irreparables.

En 1995, se llevaron a cabo nuevos estudios adicionales con la ayuda de instrumentos modernos, creados específicamente para investigaciones de este tipo. Los científicos lograron hacer la aclaración más importante en el pronóstico del próximo cambio de polaridad de los polos y designar con mayor precisión la fecha del terrible evento: 2030.

El científico estadounidense G. Hancock dice que la fecha del fin universal del mundo está aún más cerca: 2012. Basa su hipótesis en uno de los calendarios de la civilización sudamericana de los indios mayas. Según el científico, el calendario pudo haber sido heredado por los indios de los atlantes.

Entonces, según la Cuenta Larga Maya, nuestro mundo se crea y destruye cíclicamente con un período de 13 baktunes (o aproximadamente 5120 años). El ciclo actual comenzó el 11 de agosto de 3113 a. C. NS. (0.0.0.0.0) y finalizará el 21 de diciembre de 2012. NS. (13.0.0.0.0). Los mayas creían que el fin del mundo llegaría ese día. Y después de eso, según ellos, habrá el comienzo de un nuevo ciclo y el comienzo de un nuevo Mundo.

Según otros paleomagnetólogos, el cambio de polos magnéticos La tierra sucederá exactamente. Pero no en el sentido común: mañana, pasado mañana. Algunos investigadores dicen mil años, otros dos mil. Entonces vendrá el Fin del Mundo, el Juicio Final, el Gran Diluvio, que se describe en el Apocalipsis.

Pero a la humanidad ya se le predijo el fin del mundo en 2000. Pero la vida aún continúa, ¡y es hermosa!

fuentes
http://2012god.ru/forum/forum-37/topic-338/page-1/
http://www.planet-x.net.ua/earth/earth_priroda_polusa.html
http://paranormal-news.ru/news/2008-11-01-991
http://kosmosnov.blogspot.ru/2011/12/blog-post_07.html
http://kopilka-erudita.ru

V los últimos días apareció en sitios de información científica un gran número de noticias sobre el campo magnético de la Tierra. Por ejemplo, la noticia de que recientemente ha cambiado significativamente, o que el campo magnético contribuye a la fuga de oxígeno de la atmósfera terrestre, e incluso que las vacas son guiadas por las líneas del campo magnético en los pastos. ¿Qué es un campo magnético y qué importancia tienen todas las noticias anteriores?

El campo magnético de la Tierra es el área alrededor de nuestro planeta donde operan las fuerzas magnéticas. La cuestión del origen del campo magnético aún no se ha resuelto definitivamente. Sin embargo, la mayoría de los investigadores están de acuerdo en que la presencia de un campo magnético en la Tierra se debe, al menos en parte, a su núcleo. El núcleo de la tierra está compuesto por partes internas sólidas y externas líquidas. La rotación de la Tierra crea corrientes constantes en el núcleo líquido. Como recordará el lector de las lecciones de física, el movimiento de las cargas eléctricas crea un campo magnético a su alrededor.

Una de las teorías más extendidas que explica la naturaleza del campo, la teoría del efecto dínamo, asume que los movimientos convectivos o turbulentos de un fluido conductor en el núcleo contribuyen a la autoexcitación y al mantenimiento del campo en un estado estacionario.

Se puede pensar en la tierra como un dipolo magnético. Su polo sur se encuentra en el Polo Norte geográfico y el norte, respectivamente, en el Sur. De hecho, los polos geográficos y magnéticos de la Tierra no coinciden no solo en "dirección". El eje del campo magnético está inclinado con respecto al eje de rotación de la Tierra en 11,6 grados. Debido a que la diferencia no es muy significativa, podemos utilizar una brújula. Su flecha apunta exactamente al polo sur magnético de la tierra y casi exactamente al norte geográfico. Si la brújula se inventó hace 720 mil años, apuntaría a los polos norte geográfico y magnético. Pero más sobre eso a continuación.

El campo magnético protege a los habitantes de la Tierra y a los satélites artificiales de los efectos destructivos de las partículas cósmicas. Tales partículas incluyen, por ejemplo, partículas ionizadas (cargadas) del viento solar. El campo magnético cambia su trayectoria, dirigiendo las partículas a lo largo de las líneas del campo. La necesidad de un campo magnético para la existencia de vida estrecha el círculo de planetas potencialmente habitables (si partimos del supuesto de que hipotéticamente formas posibles las vidas son como habitantes terrenales).

Los científicos no excluyen que algunos de los planetas terrestres no tengan un núcleo metálico y, en consecuencia, carezcan de campo magnético. Hasta ahora, se creía que los planetas hechos de roca sólida, como la Tierra, contienen tres capas principales: una corteza dura, un manto viscoso y un núcleo de hierro sólido o fundido. En un trabajo reciente, científicos de Massachusetts Instituto de Tecnologia sugirió la formación de planetas "rocosos" sin núcleo. Si los cálculos teóricos de los investigadores se confirman mediante observaciones, entonces para calcular la probabilidad de encontrar humanoides en el Universo, o al menos algo parecido a ilustraciones de un libro de texto de biología, será necesario volver a escribir.

Los terrícolas también pueden perder su blindaje magnético. Es cierto que los geofísicos aún no pueden decir exactamente cuándo sucederá esto. El hecho es que los polos magnéticos de la Tierra son inestables. Cambian de lugar periódicamente. No hace mucho tiempo, los investigadores descubrieron que la Tierra "recuerda" el cambio de polos. El análisis de estos "recuerdos" mostró que durante los últimos 160 millones de años, el norte y el sur magnéticos han cambiado de lugar unas 100 veces. La última vez que ocurrió este evento fue hace unos 720 mil años.

El cambio de polos va acompañado de un cambio en la configuración del campo magnético. Durante el "período de transición", muchas más partículas cósmicas que son peligrosas para los organismos vivos penetran en la Tierra. Una de las hipótesis que explica la extinción de los dinosaurios afirma que los reptiles gigantes se extinguieron precisamente durante el siguiente cambio de polos.

Además de los "rastros" de las medidas planificadas para cambiar los polos, los investigadores notaron cambios peligrosos en el campo magnético de la Tierra. El análisis de los datos sobre su estado durante varios años mostró que en los últimos meses comenzó a ocurrir. Los científicos no han registrado "movimientos" tan bruscos del campo durante mucho tiempo. El área de preocupación para los investigadores se encuentra en el Océano Atlántico Sur. El "espesor" del campo magnético en esta región no excede un tercio del "normal". Los investigadores han notado durante mucho tiempo este "agujero" en el campo magnético de la Tierra. Los datos recopilados durante 150 años muestran que durante este período el campo se ha debilitado en un diez por ciento.

Por el momento, es difícil decir cómo esto amenaza a la humanidad. Una de las consecuencias de un debilitamiento de la intensidad del campo puede ser un aumento (aunque insignificante) del contenido de oxígeno en la atmósfera terrestre. El enlace entre el campo magnético de la Tierra y este gas se estableció mediante el sistema de satélites Cluster, un proyecto de la Agencia Espacial Europea. Los científicos han descubierto que el campo magnético acelera los iones de oxígeno y los "arroja" al espacio.

A pesar de que no se puede ver el campo magnético, los habitantes de la Tierra lo sienten bien. Las aves migratorias, por ejemplo, encuentran su camino, enfocándose en él. Hay varias hipótesis que explican exactamente cómo perciben el campo. Uno de los últimos sugiere que las aves perciben un campo magnético. Las proteínas especiales (criptocromos) a los ojos de las aves migratorias pueden cambiar su posición bajo la influencia de un campo magnético. Los autores de la teoría creen que los criptocromos pueden actuar como brújula.

Además de las aves, las tortugas marinas utilizan el campo magnético de la Tierra en lugar del GPS. Y, como ha demostrado el análisis de fotografías satelitales presentado en el marco del proyecto Google Earth, vacas. Después de examinar fotografías de 8510 vacas en 308 regiones del mundo, los científicos concluyeron que estos animales son preferibles (o de sur a norte). Además, los "puntos de referencia" para las vacas no son geográficos, sino los polos magnéticos de la Tierra. El mecanismo de percepción del campo magnético por parte de las vacas y las razones de esta misma reacción siguen sin estar claras.

Además de las notables propiedades enumeradas, el campo magnético contribuye. Surgen como resultado de cambios de campo abruptos que ocurren en regiones remotas del campo.

El campo magnético no fue ignorado por los partidarios de una de las "teorías de la conspiración": la teoría del engaño lunar. Como se mencionó anteriormente, el campo magnético nos protege de las partículas cósmicas. Las partículas "recolectadas" se acumulan en ciertas partes del campo, los llamados cinturones de radiación de Van Allen. Los escépticos que no creen en la realidad del aterrizaje en la luna creen que durante el vuelo a través de los cinturones de radiación, los astronautas recibirían una dosis letal de radiación.

El campo magnético de la Tierra es una consecuencia asombrosa de las leyes de la física, un escudo protector, un hito y creador de la aurora boreal. Si no fuera por eso, la vida en la Tierra podría haber sido muy diferente. En general, si no hubiera campo magnético, habría que inventarlo.

CAPITULO 2

CAMPO MAGNÉTICO DE LA TIERRA,

SUS CAMBIOS DE ESPACIO Y TIEMPO

Campo magnético de la tierra

El espacio donde se detecta la acción de las fuerzas magnéticas terrestres se denomina campo magnético. En una primera aproximación, el campo magnético de la Tierra se puede considerar como el campo de una bola, magnetizada a lo largo de un eje ubicado en un ángulo de 11,5 0 con el eje de rotación de la Tierra. El momento magnético de la Tierra es 8.3 10 22 Am 2. Una imagen compleja de la distribución del campo geomagnético en la primera aproximación se puede representar mediante el campo de un dipolo (excéntrico, con un desplazamiento del centro de la Tierra en aproximadamente 436 km). Las líneas de fuerza del dipolo emergen del Polo Sur y entran en el Polo Norte, formando bucles cerrados a distancias de hasta diez radios terrestres (Fig. 2.1).

Arroz. 2.1. Líneas de fuerza magnetizadas uniformemente el mundo

Los polos geomagnéticos (polos de una esfera uniformemente magnetizada) y los polos magnéticos, respectivamente, establecen el sistema de coordenadas geomagnéticas (latitud geomagnética, meridiano geomagnético, ecuador geomagnético).

El planeta Tierra está constantemente en el flujo del viento solar, que se forma durante la expansión dinámica de gas de la corona solar en el espacio interplanetario bajo la influencia de altas temperaturas. El viento solar, que es una corriente continua de plasma, está compuesto principalmente por protones y electrones que se propagan radialmente. Las mediciones realizadas en satélites y cohetes han demostrado que la interacción del plasma del viento solar con el campo geomagnético conduce a una violación de la estructura dipolar del campo desde una distancia de 3R s del centro de la Tierra. El viento solar localiza el campo geomagnético en un volumen limitado de espacio cercano a la Tierra, "congela" el campo magnético en el plasma. Al chocar con el campo geomagnético, el viento solar se curva a su alrededor, formando una cavidad similar a un cometa en la que el movimiento de las partículas cargadas está controlado por el campo magnético de la Tierra.

La cavidad, inaccesible para la penetración del viento solar, se llamó magnetosfera de la Tierra. La configuración de la magnetosfera y la distribución espacial del plasma, los campos y las corrientes en ella se muestran esquemáticamente en la Fig. 2.2 / 18 /. El límite exterior de la magnetosfera se llama magnetopausa. En la magnetopausa de la magnetosfera, la presión dinámica del viento solar se equilibra con la presión del campo magnético de la Tierra. El viento solar comprime el campo magnético terrestre desde el lado diurno y lleva las líneas del campo geomagnético de las regiones polares hacia el lado nocturno, formando una cola magnética de la Tierra con una longitud de al menos 5 millones de km cerca del plano de la eclíptica.

Con parámetros típicos del viento solar, la distancia al punto subsolar de la magnetopausa es de 10 R s. En casos raros, cuando la presión del viento solar cae casi a cero, el punto frontal de la magnetopausa se desplaza hacia el sol y el campo magnético se vuelve dipolo hasta distancias muy grandes.

Las líneas de fuerza del campo magnético en el lado diurno están comprimidas por la presión del viento solar y están cerradas. En las proximidades del punto frontal en la magnetopausa, las líneas de fuerza del campo magnético interplanetario se pueden conectar a las líneas de fuerza del campo magnético de la Tierra, que emergen de las regiones polares. Este proceso, llamado reconexión, es llevado por el viento solar hacia el lado nocturno, reduciendo el flujo magnético en el lado diurno.

Figura 2.2. Modelo esquemático de la magnetosfera

En el lado nocturno, las líneas de fuerza del campo magnético se extienden en la dirección antisolar, formando la cola de la magnetosfera. El campo en el lóbulo norte de la cola se dirige hacia el Sol, en el lóbulo sur en dirección opuesta. Se forma una capa neutra pronunciada entre los lóbulos, que se sumerge en una capa de plasma llena de un plasma enrarecido. El límite entre las líneas de fuerza abiertas y cerradas se proyecta en óvalos de emergencia, áreas donde se observan con mayor frecuencia las auroras.

En la parte de la magnetopausa que mira al Sol, en la región de los polos magnéticos, se ubican puntos neutros, alrededor de los cuales se encuentran regiones en forma de embudo de un campo magnético débil, llamadas cúspides polares. Los caspianos se proyectan en latitudes magnéticas del orden de 70-80 o y son "ventanas" al viento solar.

Los tamaños de estas regiones de la magnetopausa son pequeños y las partículas del plasma del viento solar pueden penetrar casi sin obstáculos a lo largo de las líneas de fuerza en la ionosfera. A diferencia de otras regiones, las cúspides son áreas donde la ionosfera está expuesta, por lo que aquí, en primer lugar, ocurren colisiones de la magnetosfera con discontinuidades y frentes de onda en el viento solar.

Más del 90% del volumen de la magnetosfera está conectado por líneas de campo magnético con la ionosfera polar, que se encuentra en latitudes geomagnéticas por encima de los 60 o. Aquí, en latitudes altas, donde las líneas de fuerza son casi perpendiculares a la superficie de la Tierra, se manifiestan los efectos de la precipitación de partículas cargadas de la magnetosfera. La profundidad de penetración de las partículas y los procesos de su desaceleración dependen de la energía de las partículas. Los electrones penetran a una altitud de 100 a 70 km, provocando la ionización de la atmósfera superior y radiografía... La luminiscencia avral, las llamadas luces polares, son una manifestación colorida de procesos complejos que tienen lugar a grandes distancias en la magnetosfera de la Tierra / 20 /.

Cuando un flujo de plasma solar choca con el campo magnético de la Tierra, se forma una onda de choque que se propaga hacia el flujo, cuyo frente desde el Sol se encuentra en promedio a una distancia de 13-14 radios terrestres. El frente de choque es seguido por una región de transición de 20 mil km de espesor, donde el campo magnético del plasma solar se desordena y el movimiento de sus partículas se vuelve caótico. La zona de transición es el límite de la magnetosfera, que se llama magnetopausa; se encuentra desde el Sol a una distancia de 10 a 12 radios terrestres. Las corrientes de partículas de plasma solar fluyen alrededor de la magnetosfera y distorsionan bruscamente la estructura de su campo magnético a una distancia considerable.

Aproximadamente hasta una distancia de 3R 3, el campo magnético se encuentra lo suficientemente cerca del campo del dipolo magnético, la fuerza de este campo magnético disminuye con una altura de 1 / R h. Además, el campo magnético se debilita más lentamente que el campo del dipolo y sus líneas de fuerza del lado solar se presionan contra la Tierra. Las líneas del campo geomagnético que emergen de las regiones polares de la Tierra son desviadas por el viento solar hacia el lado nocturno de la Tierra. Allí forman una "cola" o "penacho" de la magnetosfera con una longitud de más de 5 millones de km. Los haces de líneas de campo magnético de la dirección opuesta están separados en la cola por un área de un campo magnético muy débil (capa neutra), donde se concentra el plasma caliente con una temperatura de millones de grados.

Las partículas de la cola de plasma del planeta caen en la parte nocturna a lo largo de las líneas de fuerza salientes de la magnetosfera. Son estas partículas las que provocan las auroras. La zona de su manifestación es una estrecha franja ovalada. El centro del óvalo se desplaza hacia el lado nocturno en relación con el polo geomagnético. La tierra gira alrededor de este óvalo en su movimiento diurno. El tamaño y la posición del óvalo auroral están determinados por la posición y configuración de la magnetosfera y dependen de la actividad solar. Durante los períodos de mayor actividad solar, el óvalo auroral desciende a latitudes más bajas.

En 1905, Einstein nombró la causa del magnetismo terrestre como uno de los cinco misterios principales de la física de entonces.

A principios del siglo XX, el hecho mismo de la existencia del campo geomagnético desafiaba toda explicación (a pesar de que su característica más paradójica simplemente no se sospechaba en ese momento). Se sabía que los polos magnéticos se mueven un poco a lo largo de la superficie de la tierra, pero nadie imaginó que fueran capaces de un comportamiento más radical; este descubrimiento solo estaba en camino.

En el mismo 1905, el geofísico francés Bernard Brunes midió el magnetismo de los depósitos de lava del Pleistoceno en el departamento sureño de Cantal. El vector de magnetización de estas rocas fue de casi 180 grados con el vector del campo magnético planetario (su compatriota P. David obtuvo resultados similares incluso un año antes). Brunes concluyó que hace tres cuartos de millón de años, durante el derramamiento de lava, la dirección de las líneas del campo geomagnético era opuesta a la actual. Así es como se descubrió el efecto de inversión (inversión de polaridad) del campo magnético terrestre. En la segunda mitad de la década de 1920, las conclusiones de Brunhes fueron confirmadas por P.L. Mercanton y Monotori Matuyama, pero estas ideas no ganaron aceptación hasta mediados de siglo.

Ahora sabemos que el campo geomagnético ha existido durante al menos 3.500 millones de años, y durante este tiempo los polos magnéticos han intercambiado lugares miles de veces (Brunes y Matuyama investigaron la inversión más reciente, que ahora lleva sus nombres). A veces, el campo geomagnético conserva su orientación durante decenas de millones de años y, a veces, no más de quinientos siglos. El proceso de inversión en sí generalmente toma varios milenios y, después de su finalización, la intensidad del campo, por regla general, no vuelve a su valor anterior, sino que cambia en varios porcentajes.

A principios del siglo XX, el hecho mismo de la existencia del campo geomagnético desafiaba toda explicación (a pesar de que su característica más paradójica simplemente no se sospechaba en ese momento). Se sabía que los polos magnéticos se mueven levemente a lo largo de la superficie de la tierra, pero nadie asumió que fueran capaces de un comportamiento más radical; este descubrimiento solo estaba en camino.

El mecanismo de inversión geomagnética no está del todo claro incluso ahora, e incluso hace cien años no admitía una explicación razonable en absoluto. Por lo tanto, los descubrimientos de Brunes y David solo reforzaron la evaluación de Einstein; de hecho, el magnetismo terrestre era extremadamente misterioso e incomprensible. Pero en ese momento se había estudiado durante más de trescientos años, y en el siglo XIX estrellas de la ciencia europea como el gran viajero Alexander von Humboldt, el brillante matemático Karl Friedrich Gauss y el brillante físico experimental Wilhelm Weber participaron en él. Entonces Einstein realmente miró la raíz.

168 polos magnéticos

¿Cuántos polos magnéticos crees que tiene nuestro planeta? Casi todo el mundo dirá que dos están en el Ártico y en la Antártida. De hecho, la respuesta depende de la definición del concepto de polo. Los polos geográficos son los puntos de intersección del eje de la tierra con la superficie del planeta. Mientras la tierra gira como sólido, solo hay dos de esos puntos y no se puede inventar nada más. Pero con los polos magnéticos, la situación es mucho más complicada. Por ejemplo, un polo puede considerarse un área pequeña (idealmente, nuevamente un punto) donde las líneas magnéticas de fuerza son perpendiculares a la superficie de la tierra. Sin embargo, cualquier magnetómetro registra no solo el campo magnético planetario, sino también los campos de rocas locales, corrientes eléctricas de la ionosfera, partículas de viento solar y otras fuentes adicionales de magnetismo (y su fracción promedio no es tan pequeña, del orden de varios por ciento). Cuanto más preciso es el dispositivo, mejor lo hace y, por lo tanto, complica cada vez más la selección del verdadero campo geomagnético (se llama el principal), cuya fuente se encuentra en las profundidades de la tierra. Por lo tanto, las coordenadas del polo, determinadas por medición directa, no son estables ni siquiera por un corto período de tiempo.

Polos al revés

Mucha gente sabe que los nombres generalmente aceptados de los polos son correctos exactamente lo contrario. Hay un polo en el Ártico, que está indicado por el extremo norte de la aguja magnética; por lo tanto, debe considerarse el sur (¡los polos del mismo nombre se repelen, los opuestos se atraen!). Asimismo, el polo norte magnético se basa en las latitudes altas del hemisferio sur. Sin embargo, tradicionalmente nombramos los polos según la geografía. Los físicos han estado de acuerdo durante mucho tiempo en que las líneas de fuerza salen del polo norte de cualquier imán y entran en el sur. De esto se sigue que las líneas de magnetismo terrestre salen del polo geomagnético sur y se contraen hacia el norte. Esta es una convención y no debes violarla (¡es hora de recordar la triste experiencia de Panikovsky!).

Puede actuar de manera diferente y establecer la posición del polo en base a ciertos modelos de magnetismo terrestre. En una primera aproximación, nuestro planeta puede considerarse un dipolo magnético geocéntrico, cuyo eje pasa por su centro. Actualmente, el ángulo entre ella y eje de la tierra es de 10 grados (hace unas décadas era más de 11 grados). Con un modelo más preciso, resulta que el eje del dipolo está desplazado desde el centro de la Tierra en la dirección del noroeste del Océano Pacífico en unos 540 km (este es un dipolo excéntrico). También hay otras definiciones.

Pero eso no es todo. El campo magnético de la Tierra realmente no tiene simetría dipolar y, por lo tanto, tiene múltiples polos y en grandes cantidades. Si la Tierra se considera un cuadrupolo magnético, un cuadrupolo, habrá que introducir dos polos más, en Malasia y en el Océano Atlántico Sur. El modelo octupolar establece los ocho polos, etc. Los modelos modernos más avanzados de magnetismo terrestre operan hasta 168 polos. Cabe señalar que durante la inversión solo desaparece temporalmente el componente dipolo del campo geomagnético, mientras que los demás cambian mucho más débiles.

El polo magnético, no importa cómo lo defina, no se detiene. Polo Norte del dipolo geocéntrico en 2000 tenía coordenadas 79.5 N y 71.6 W, y en 2010 - 80.0 N y 72.0 W. El verdadero Polo Norte (el que se revela mediante mediciones físicas) desde 2000 ha cambiado de 81, 0 N y 109.7 W a 85,2 N y 127,1 W. Durante casi todo el siglo XX, no hizo más de 10 km al año, pero después de 1980 de repente comenzó a moverse mucho más rápido. A principios de la década de 1990, su velocidad superó los 15 km por año y sigue creciendo.

El resultado de la simulación por computadora de la inversión del campo geomagnético en el modelo de Roberts y Glatzmeier a intervalos de decenas y cientos de miles de años.

Como dijo "Popular Mechanics" ex líder Lawrence Newitt, Laboratorio Geomagnético del Servicio Geológico Canadiense, el verdadero polo ahora está migrando hacia el noroeste, moviéndose 50 km al año. Si el vector de su movimiento no cambia durante varias décadas, a mediados del siglo XXI estará en Siberia. Según la reconstrucción llevada a cabo hace varios años por el mismo Newitt, en el siglo XVII y Siglos XVIII el polo norte magnético se desplazó principalmente hacia el sureste y sólo alrededor de 1860 se volvió hacia el noroeste. El verdadero polo sur magnético se ha estado moviendo en la misma dirección durante los últimos 300 años, y su desplazamiento anual promedio no supera los 10-15 km.

Dinamo de hierro

¿Dónde tiene la Tierra un campo magnético? Una posible explicación es simplemente sorprendente. La tierra tiene un núcleo interior sólido de hierro-níquel con un radio de 1220 km. Dado que estos metales son ferromagnéticos, ¿por qué no asumir que el núcleo interno tiene magnetización estática, lo que asegura la existencia del campo geomagnético? La multipolaridad del magnetismo terrestre se puede atribuir a la asimetría de la distribución de los dominios magnéticos dentro del núcleo. La migración de polos y las inversiones geomagnéticas son más difíciles de explicar, pero probablemente puedas intentarlo.

Sin embargo, no sale nada de eso. Todos los ferroimanes permanecen como tales (es decir, retienen la magnetización espontánea) solo por debajo de una cierta temperatura: el punto de Curie. Para el hierro, es de 768 ° C (mucho más bajo para el níquel) y la temperatura del núcleo interno de la Tierra está muy por encima de los 5000 grados. Por tanto, tenemos que desprendernos de la hipótesis del geomagnetismo estático. Sin embargo, es posible que haya planetas enfriados con núcleos ferromagnéticos en el espacio.

Considere otra posibilidad. Nuestro planeta también tiene un núcleo externo líquido de aproximadamente 2.300 km de espesor. Consiste en una fusión de hierro y níquel con una mezcla de elementos más ligeros (azufre, carbono, oxígeno y, posiblemente, potasio radiactivo; nadie lo sabe con certeza). La temperatura de la parte inferior del núcleo externo casi coincide con la temperatura del núcleo interno, mientras que en la zona superior en el borde con el manto desciende a 4400 ° C. Por tanto, es bastante natural suponer que debido a la rotación de la Tierra, allí se forman corrientes circulares, que pueden ser la causa de la aparición del magnetismo terrestre.

Este es el esquema que los geofísicos discutieron hace unos 80 años. Creían que los flujos del fluido conductor del núcleo externo, debido a su energía cinética, generan Corrientes eléctricas cubierta eje de la tierra... Estas corrientes generan un campo magnético, predominantemente de tipo dipolo, cuyas líneas de fuerza en la superficie de la Tierra se alargan a lo largo de los meridianos (dicho campo se llama poloidal). Este mecanismo está asociado al funcionamiento de una dínamo, de ahí su nombre.

El esquema descrito es hermoso y claro, pero, desafortunadamente, es erróneo. Se basa en la suposición de que el movimiento de la materia en el núcleo externo es simétrico con respecto al eje de la Tierra. Sin embargo, en 1933, el matemático inglés Thomas Cowling demostró el teorema, según el cual ningún flujo axisimétrico es capaz de asegurar la existencia de un campo geomagnético a largo plazo. Incluso si aparece, entonces su edad será de corta duración, decenas de miles de veces menor que la edad de nuestro planeta. Necesitamos un modelo más complejo.

Todo el poder está en convección

"No sabemos exactamente cuándo se originó el magnetismo terrestre, pero podría haber ocurrido poco después de la formación del manto y el núcleo externo", dice uno de los mayores expertos en magnetismo planetario, profesor del Instituto de Tecnología de California David Stevenson. - Encender la geodinamo requiere un campo de semillas externo, y no necesariamente poderoso. Este papel, por ejemplo, podría ser asumido por el campo magnético del Sol o el campo de corrientes generado en el núcleo por efecto termoeléctrico. En última instancia, esto no es demasiado importante, había suficientes fuentes de magnetismo. En presencia de tal campo y movimiento circular de los flujos de fluidos conductores, el lanzamiento de una dínamo intraplanetaria se volvió simplemente inevitable ".

La aurora se genera por la interacción de la atmósfera y las partículas cargadas capturadas por el campo magnético de la Tierra, que es perpendicular a la superficie en las regiones polares.

Aquí está la explicación generalmente aceptada para este lanzamiento. Para simplificar, deje que el campo de semillas sea casi paralelo al eje de rotación de la Tierra (de hecho, es suficiente si tiene un componente distinto de cero en esta dirección, lo cual es prácticamente inevitable). La velocidad de rotación de la sustancia del núcleo externo disminuye al disminuir la profundidad y, debido a su alta conductividad eléctrica, las líneas de fuerza del campo magnético se mueven con ella; como dicen los físicos, el campo se "congela" en el medio. Por lo tanto, las líneas de fuerza del campo de semillas se doblarán, avanzando a grandes profundidades y rezagadas en las más pequeñas. Eventualmente se estirarán y deformarán lo suficiente como para dar lugar a un campo toroidal, bucles magnéticos circulares que barren el eje de la Tierra y se dirigen en direcciones opuestas en los hemisferios norte y sur. Este mecanismo se llama efecto w.

Según el profesor Stevenson, es muy importante entender que el campo toroidal del núcleo externo surgió debido al campo de semillas poloidal y, a su vez, generó un nuevo campo poloidal observado cerca de la superficie terrestre: "Ambos tipos de campos del planetario geodynamo están interconectados y no pueden existir el uno sin el otro. "...

Blindaje magnetico

El magnetismo terrestre se controla mediante una extensa red de observatorios geomagnéticos, cuya creación comenzó en la década de 1830. Para los mismos fines se utilizan instrumentos de barcos, aviación y espaciales (por ejemplo, magnetómetros escalares y vectoriales del satélite danés "Oersted", en funcionamiento desde 1999). La fuerza del campo geomagnético varía desde aproximadamente 20.000 nanotesla frente a la costa de Brasil hasta 65.000 nanotesla en el Polo Magnético Sur. Desde 1800, su componente dipolar ha disminuido en casi un 13% (y desde mediados del siglo XVI, en un 20%), mientras que el cuadrupolo ha aumentado ligeramente. Los estudios paleomagnéticos muestran que durante varios milenios antes del comienzo de nuestra era, la fuerza del campo geomagnético aumentó constantemente y luego comenzó a disminuir. Sin embargo, el momento dipolar planetario actual es significativamente mayor que su valor promedio durante los últimos cien millones y medio de años (en 2010, se publicaron los resultados de las mediciones paleomagnéticas, lo que indica que hace tres mil quinientos millones de años, el campo magnético de la tierra era dos veces más débil que el actual). Esto significa que toda la historia de las sociedades humanas, desde el surgimiento de los primeros estados hasta nuestro tiempo, recayó en el máximo local del campo magnético terrestre. Es interesante pensar si esto influyó en el progreso de la civilización. Esta suposición deja de parecernos fantástica si tenemos en cuenta que el campo magnético protege a la biosfera de la radiación cósmica. Y aquí hay otra cosa que vale la pena señalar. En la juventud e incluso en la adolescencia de nuestro planeta, toda la sustancia de su núcleo estaba en fase líquida. El núcleo interno sólido se formó hace relativamente poco tiempo, quizás hace solo mil millones de años. Cuando esto sucedió, las corrientes de convección se volvieron más ordenadas, lo que condujo a una operación de geodinamo más estable. Debido a esto, el campo geomagnético ha ganado en tamaño y estabilidad. Se puede suponer que esta circunstancia tuvo un efecto favorable en la evolución de los organismos vivos. En particular, el fortalecimiento del geomagnetismo mejoró la protección de la biosfera de la radiación cósmica y, por lo tanto, facilitó el escape de la vida del océano a la tierra.

Magnetismo impredecible

Hace 15 años, Gary Glatzmeier, junto con Paul Roberts, publicó un modelo informático muy hermoso del campo geomagnético: “En principio, ha existido durante mucho tiempo un aparato matemático adecuado para explicar el geomagnetismo: las ecuaciones de la magnetohidrodinámica más las ecuaciones que describen la fuerza de la gravedad. y flujos de calor dentro del núcleo de la tierra. Los modelos basados ​​en estas ecuaciones son muy complejos en su forma original, pero pueden simplificarse y adaptarse para cálculos por computadora. Esto es exactamente lo que hicimos Roberts y yo. Una ejecución en una supercomputadora hizo posible construir una descripción autoconsistente de la evolución a largo plazo de la velocidad, temperatura y presión de los flujos de materia en el núcleo externo y la evolución asociada de los campos magnéticos. También descubrimos que si la simulación se realiza en intervalos de tiempo del orden de decenas y cientos de miles de años, es inevitable que se produzcan inversiones del campo geomagnético. Entonces, a este respecto, nuestro modelo hace un buen trabajo al transmitir la historia magnética del planeta. Sin embargo, existe una dificultad que aún no se ha resuelto. Los parámetros de la sustancia del núcleo externo, que se establecen en tales modelos, aún están demasiado lejos de las condiciones reales. Por ejemplo, tuvimos que aceptar que su viscosidad es muy alta, de lo contrario los recursos de las supercomputadoras más potentes no serán suficientes. De hecho, este no es el caso; hay muchas razones para creer que casi coincide con la viscosidad del agua. Nuestros modelos actuales son impotentes para tener en cuenta la turbulencia, que sin duda se produce. Pero las computadoras están ganando fuerza cada año, y en diez años, aparecerán simulaciones mucho más realistas ".

"El trabajo de una geodinamo está inevitablemente asociado con cambios caóticos en los flujos de fundición de hierro y níquel, que se convierten en fluctuaciones en los campos magnéticos", agrega el profesor Stevenson. - Las inversiones del magnetismo terrestre son simplemente las fluctuaciones más fuertes posibles. Dado que son de naturaleza estocástica, difícilmente se pueden predecir de antemano; en cualquier caso, no sabemos cómo ".