Magnetisch veld van Venus en Aarde. Het magnetische veld van de planeten van het zonnestelsel

Venus lijkt in sommige opzichten erg op de aarde. Deze twee planeten hebben echter ook aanzienlijke verschillen vanwege de eigenaardigheden van de vorming en evolutie van elk van hen, en wetenschappers identificeren steeds meer van dergelijke kenmerken. We zullen een van de keurmerken- speciaal karakter magnetisch veld Venus, maar eerst wenden we ons tot algemene karakteristieken planeet en enkele hypothesen die de vragen van zijn evolutie beïnvloeden.

Venus in het zonnestelsel

Venus is de tweede planeet die het dichtst bij de zon staat, een buur van Mercurius en de aarde. Ten opzichte van onze ster beweegt hij in een bijna cirkelvormige baan (de excentriciteit van de baan van Venus is kleiner dan die van de aarde) op een gemiddelde afstand van 108,2 miljoen km. Opgemerkt moet worden dat de excentriciteit een variabele waarde is, en in het verre verleden zou het anders kunnen zijn vanwege de zwaartekrachtinteracties van de planeet met andere lichamen van het zonnestelsel.

Heeft geen natuurlijk. Er zijn hypothesen volgens welke de planeet ooit een grote satelliet had, die vervolgens werd vernietigd door de werking van getijdenkrachten of verloren ging.

Sommige wetenschappers geloven dat Venus een raaklijnbotsing met Mercurius heeft meegemaakt, waardoor deze in een lagere baan werd geslingerd. Venus veranderde de aard van rotatie. Het is bekend dat de planeet extreem langzaam draait (evenals Mercurius trouwens) - met een periode van ongeveer 243 aardse dagen. Bovendien is de richting van zijn rotatie tegengesteld aan die van andere planeten. We kunnen zeggen dat het draait, alsof het ondersteboven draait.

De belangrijkste fysieke kenmerken van Venus

Samen met Mars, Aarde en Mercurius is Venus een relatief klein rotsachtig lichaam met een overwegend silicaatsamenstelling. Het is vergelijkbaar met de aarde in 94,9% van de aarde) en massa (81,5% van de aarde). De ontsnappingssnelheid op het oppervlak van de planeet is 10,36 km/s (op aarde ongeveer 11,19 km/s).

Van alle terrestrische planeten heeft Venus de meest dichte atmosfeer. De druk op het oppervlak is meer dan 90 atmosfeer, de gemiddelde temperatuur is ongeveer 470 °C.

Op de vraag of Venus een magnetisch veld heeft, is het volgende antwoord: de planeet heeft praktisch geen eigen veld, maar door de interactie van de zonnewind met de atmosfeer ontstaat er een "vals", geïnduceerd veld.

Een beetje over de geologie van Venus

Het overgrote deel van het aardoppervlak wordt gevormd door producten van basaltvulkanisme en is een combinatie van lavavelden, stratovulkanen, schildvulkanen en andere vulkanische structuren. Er zijn maar weinig inslagkraters gevonden en op basis van het tellen van hun aantal werd geconcludeerd dat het niet ouder kan zijn dan een half miljard jaar. Er zijn geen tekenen van platentektoniek op de planeet.

Op aarde is platentektoniek, samen met mantelconvectieprocessen, het belangrijkste mechanisme voor warmteoverdracht, maar hiervoor is voldoende water nodig. Men moet denken dat op Venus, door gebrek aan water, de platentektoniek ofwel in een vroeg stadium stopte, ofwel helemaal niet plaatsvond. Dus ontdoe je van overtollige interne warmte de planeet kon alleen door de wereldwijde instroom van oververhitte mantelmaterie naar het oppervlak, mogelijk met de volledige vernietiging van de korst.

Zo'n gebeurtenis had ongeveer 500 miljoen jaar geleden kunnen plaatsvinden. Het is mogelijk dat het in de geschiedenis van Venus niet de enige was.

Kern en magnetisch veld van Venus

Op aarde wordt het globale gegenereerd vanwege het dynamo-effect dat wordt gecreëerd door de speciale structuur van de kern. De buitenste laag van de kern is gesmolten en wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van convectieve stromen, die samen met de snelle rotatie van de aarde een vrij krachtig magnetisch veld creëren. Bovendien bevordert convectie actieve warmteoverdracht van de binnenste vaste kern, die veel zware bevat, waaronder: radioactieve elementen, - de belangrijkste verwarmingsbron.

Blijkbaar werkt dit hele mechanisme op de buur van onze planeet niet vanwege het gebrek aan convectie in de vloeibare buitenkern - daarom heeft Venus geen magnetisch veld.

Waarom zijn Venus en de aarde zo verschillend?

De redenen voor het ernstige structurele verschil tussen twee planeten die qua fysieke kenmerken vergelijkbaar zijn, zijn nog niet helemaal duidelijk. Volgens een recent geconstrueerd model wordt de interne structuur van rotsachtige planeten in lagen gevormd naarmate de massa toeneemt, en de starre gelaagdheid van de kern voorkomt convectie. Op aarde werd de meerlagige kern vermoedelijk vernietigd aan het begin van zijn geschiedenis als gevolg van een botsing met een vrij groot object - Theia. Bovendien wordt de opkomst van de maan beschouwd als het resultaat van deze botsing. Het getij-effect van een grote satelliet op de aardmantel en kern kan ook een belangrijke rol spelen bij convectieve processen.

Een andere hypothese suggereert dat Venus aanvankelijk een magnetisch veld had, maar de planeet verloor dit door een tektonische catastrofe of een reeks catastrofes, die hierboven werden besproken. Bovendien, bij afwezigheid van een magnetisch veld, "beschuldigen" veel onderzoekers de te langzame rotatie van Venus en de kleine hoeveelheid precessie van de rotatie-as.

Kenmerken van de atmosfeer van Venus

Venus heeft een extreem dichte atmosfeer, die voornamelijk bestaat uit kooldioxide met een kleine toevoeging van stikstof, zwaveldioxide, argon en enkele andere gassen. Zo'n atmosfeer dient als een bron van onomkeerbare broeikaseffect, waardoor het oppervlak van de planeet op geen enkele manier kan afkoelen. Het is mogelijk dat het hierboven beschreven "catastrofale" tektonische regime van het interieur ook verantwoordelijk is voor de toestand van de atmosfeer van de "morgenster".

Het grootste deel van de gasvormige schil van Venus is ingesloten in de onderste laag - de troposfeer, die zich uitstrekt tot een hoogte van ongeveer 50 km. Boven is de tropopauze, en daarboven is de mesosfeer. De bovengrens van de wolken, bestaande uit zwaveldioxide en druppels zwavelzuur, bevindt zich op een hoogte van 60-70 km.

In de bovenste atmosfeer wordt gas sterk geïoniseerd door ultraviolette straling van de zon. Deze laag van ijl plasma wordt de ionosfeer genoemd. Op Venus bevindt het zich op een hoogte van 120-250 km.

geïnduceerde magnetosfeer

Het is de interactie van de geladen deeltjes van de zonnewind en het plasma van de bovenste atmosfeer die bepaalt of Venus een magnetisch veld heeft. De krachtlijnen van het magnetische veld gedragen door de zonnewind buigen rond de ionosfeer van Venus en vormen een structuur die de geïnduceerde (geïnduceerde) magnetosfeer wordt genoemd.

Deze structuur heeft de volgende elementen:

• Een boegschokgolf op een hoogte van ongeveer een derde van de straal van de planeet. Op de top zonneactiviteit het gebied van de ontmoeting van de zonnewind met de geïoniseerde laag van de atmosfeer is veel dichter bij het oppervlak van Venus.
• Magnetolaag.
• De magnetopauze is de eigenlijke grens van de magnetosfeer, gelegen op een hoogte van ongeveer 300 km.
• De staart van de magnetosfeer, waar de uitgerekte magnetische veldlijnen van de zonnewind rechttrekken. De lengte van de magnetosferische staart van Venus is van één tot enkele tientallen planetaire stralen.

De staart wordt gekenmerkt door een speciale activiteit - de processen van magnetische herverbinding, die leiden tot de versnelling van geladen deeltjes. In de poolgebieden kunnen door heraansluiting magnetische bundels worden gevormd die vergelijkbaar zijn met die op aarde. Op onze planeet ligt het opnieuw verbinden van magnetische veldlijnen ten grondslag aan het fenomeen van aurora's.

Dat wil zeggen, Venus heeft een magnetisch veld gevormd niet interne processen in de ingewanden van de planeet, maar de invloed van de zon op de atmosfeer. Dit veld is erg zwak - de intensiteit is gemiddeld duizend keer zwakker dan die van geomagnetisch veld De aarde speelt echter een bepaalde rol in de processen die plaatsvinden in de bovenste atmosfeer.

De magnetosfeer en de stabiliteit van de gasvormige schil van de planeet

De magnetosfeer beschermt het oppervlak van de planeet tegen de impact van energetisch geladen deeltjes van de zonnewind. Er wordt aangenomen dat de aanwezigheid van een voldoende krachtige magnetosfeer de opkomst en ontwikkeling van leven op aarde mogelijk heeft gemaakt. Bovendien verhindert de magnetische barrière tot op zekere hoogte dat de zonnewind de atmosfeer wegblaast.

Het ioniserende ultraviolet, dat niet wordt vertraagd door het magnetische veld, dringt ook door in de atmosfeer. Aan de ene kant ontstaat hierdoor de ionosfeer en wordt een magnetisch scherm gevormd. Maar geïoniseerde atomen kunnen de atmosfeer verlaten door de magnetische staart binnen te gaan en daar te versnellen. Dit fenomeen wordt ion runaway genoemd. Als de door de ionen verkregen snelheid de ontsnappingssnelheid overschrijdt, verliest de planeet snel zijn gasomhulling. Een dergelijk fenomeen wordt waargenomen op Mars, dat wordt gekenmerkt door een zwakke zwaartekracht en bijgevolg een lage ontsnappingssnelheid.

Venus, met zijn sterkere zwaartekracht, houdt de ionen van zijn atmosfeer effectiever vast, omdat ze meer snelheid nodig hebben om de planeet te verlaten. Het geïnduceerde magnetische veld van de planeet Venus is niet krachtig genoeg om de ionen significant te versnellen. Daarom is het verlies van de atmosfeer hier lang niet zo significant als op Mars, ondanks het feit dat de intensiteit ultraviolette straling veel hoger vanwege de nabijheid van de zon.

Het geïnduceerde magnetische veld van Venus is dus een voorbeeld van de complexe interactie van de bovenste atmosfeer met verschillende types zonnestraling. Samen met het zwaartekrachtveld is het een factor in de stabiliteit van de gasvormige schil van de planeet.

helderste planeet

Venus heeft een magnetisch veld waarvan bekend is dat het ongelooflijk zwak is. Wetenschappers weten nog steeds niet waarom dit zo is. De planeet staat in de astronomie bekend als de tweelingbroer van de aarde.

Het heeft dezelfde grootte en ongeveer dezelfde afstand tot de zon. Het is ook de enige van de andere planeten in het binnenste zonnestelsel die een significante atmosfeer heeft. De afwezigheid van een sterke magnetosfeer wijst echter op significante verschillen tussen de aarde en Venus.

Algemene structuur van de planeet

Venus is, net als alle andere binnenplaneten van het zonnestelsel, rotsachtig.

Wetenschappers weten niet veel over de vorming van deze planeten, maar op basis van gegevens van ruimtesondes hebben ze enkele gissingen gedaan. We weten dat er in het zonnestelsel botsingen zijn geweest van planetazimalen die rijk zijn aan ijzer en silicaten. Door deze botsingen ontstonden jonge planeten, met vloeibare kernen en een fragiele jonge korst bestaande uit silicaten. Het grote mysterie zit echter in de ontwikkeling van de ijzeren kern.

We weten dat een van de redenen voor de vorming van een sterk magnetisch veld van de aarde is dat de ijzeren kern werkt als een dynamo.

Waarom heeft Venus geen magnetisch veld?

Dit magnetisch veld beschermt onze planeet tegen sterke zonnestraling. Dit gebeurt echter niet op Venus en er zijn verschillende hypothesen om dit te verklaren. Ten eerste is de kern volledig gehard. De kern van de aarde is nog gedeeltelijk gesmolten en hierdoor kan een magnetisch veld worden opgewekt. Een andere theorie zegt dat dit komt omdat de planeet geen platentektoniek heeft zoals de aarde.

Toen ruimtevaartuigen het verkenden, ontdekten ze dat het magnetische veld van Venus bestaat en meerdere keren zwakker is dan dat van de aarde, maar het verwerpt zonnestraling.

Wetenschappers geloven nu dat het veld eigenlijk het resultaat is van de interactie van de ionosfeer van Venus met de zonnewind. Dit betekent dat de planeet een geïnduceerd magnetisch veld heeft. Bevestig deze kwestie echter voor toekomstige missies.

Abstract onderzoekswerk

Het magnetisch veld van de planeten zonnestelsel

Voltooid:

Balyuk Ilya

Leidinggevende:

Levykina R.Kho

Natuurkunde leraar

Magnitogorsk 2017 G

MAARnotatie.

Een van de specifieke kenmerken van onze planeet is het magnetische veld. Alle levende wezens van de aarde zijn gedurende miljoenen jaren geëvolueerd, precies onder de omstandigheden van een magnetisch veld en kunnen niet zonder bestaan.

Dit werk maakte het mogelijk om de cirkel van mijn kennis over de aard van het magnetische veld, zijn eigenschappen, over de planeten van het zonnestelsel die magnetische velden hebben, over de hypothesen en astrofysische theorieën over de oorsprong van de magnetische velden van de planeten van het zonnestelsel.

Inhoud

Inleiding………………………………………………………………………………..4

Sectie 1. Aard en kenmerken van het magnetische veld…………………………..6

1.1, Bepaling van het magnetische veld en zijn kenmerken. …………………...

1.2 Grafische weergave van het magnetische veld………………………………

1.3.Fysische eigenschappen van magnetische velden……………………………….

Sectie 2. Het magnetisch veld van de aarde en gerelateerde natuurlijke fenomenen…. 9

Sectie 3. Hypothesen en astrofysische theorieën over het ontstaan ​​van het magnetisch veld van planeten…………………………………………………………………………………… 13

Sectie 4. Overzicht van de planeten van het zonnestelsel met magnetische

veld………………………………………………………………………………...16

Sectie 5. De rol van het bestaand magnetisch veld en de ontwikkeling

leven op aarde……………………………………………………………….. 20

Conclusie………………………………………………………………………. 22

Gebruikte boeken……………………………………………………. 24

Sollicitatie………………………………………………………………………. 25

Invoering

Het magnetisch veld van de aarde is een van de noodzakelijke voorwaarden voor het bestaan ​​van leven op onze planeet. Maar geofysici (paleomagnetologen) hebben vastgesteld dat het magnetische veld in de loop van de geologische geschiedenis van onze planeet herhaaldelijk zijn sterkte heeft verminderd en zelfs van teken is veranderd (dat wil zeggen, de noord- en zuidpool zijn van plaats veranderd). Er zijn nu enkele tientallen van dergelijke tijdperken van omkering van magnetische veldtekens, of omkeringen, vastgesteld; ze worden weerspiegeld in de magnetische eigenschappen van magnetische gesteenten. Het huidige tijdperk van het magnetische veld wordt voorwaardelijk het tijdperk van directe polariteit genoemd. Het is al zo'n 700 duizend jaar aan de gang. Toch neemt de veldsterkte langzaam maar gestaag af. Als dit proces zich in de toekomst blijft ontwikkelen, zal na ongeveer 2000 jaar de sterkte van het aardmagnetisch veld tot nul dalen en dan, na een bepaalde tijd "zonder een magnetisch tijdperk", zal het beginnen toe te nemen, maar zal hebben tegengesteld teken. "Zonder een magnetisch tijdperk" kan door levende organismen als een catastrofe worden ervaren. Het aardmagnetisch veld is een schild dat het leven op aarde beschermt tegen de stroom van zonne- en kosmische deeltjes (elektronen, protonen, kernen van sommige elementen). Dergelijke deeltjes bewegen zich met enorme snelheden en zijn een sterke ioniserende factor, die, zoals bekend, levend weefsel aantast, en in het bijzonder het genetische apparaat van organismen. Er is vastgesteld dat het magnetische veld van de aarde de banen van kosmische ioniserende deeltjes afbuigt en ze rond de planeet "draait".

Wetenschappers hebben de belangrijkste astronomische kenmerken van de planeten geïdentificeerd. Deze omvatten: Mercurius, Venus, Aarde, Maan, Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus, Pluto.

Naar onze mening is een van de belangrijkste kenmerken van de planeten het magnetisch veld

Relevantie onze studie is om de kenmerken van het magnetische veld van een aantal planeten in het zonnestelsel te verduidelijken.

DeNieuwYorkKeer.

de uitzetting van ozongaten, en het noorderlicht zal boven de evenaar verschijnen.

Probleem onderzoek bestaat uit het oplossen van de tegenstrijdigheid tussen de noodzaak om rekening te houden met het magnetische veld als een van de kenmerken van de planeten, en het gebrek aan rekening houden met gegevens die de verhouding aangeven van het magnetische veld van de aarde en andere planeten van het zonnestelsel .

Doelwit systematiseren van gegevens over het magnetische veld van de planeten van het zonnestelsel.

Taken.

1. Ontdekken het nieuwste van het nieuwste magnetische veldproblemen in de wetenschappelijke literatuur.

2. Verfijn de leiders fysieke eigenschappen het magnetische veld van de planeten.

3. De hypothesen over de oorsprong van het magnetische veld van de planeten van het zonnestelsel analyseren, om vast te stellen welke ervan door de wetenschappelijke gemeenschap worden aanvaard.

4 . Vul de algemeen aanvaarde tabel "Basis astronomische kenmerken van de planeten" aan met gegevens over de magnetische velden van de planeten.

Een voorwerp: de belangrijkste astronomische kenmerken van de planeten.

Onderwerp : het onthullen van de kenmerken van het magnetische veld als een van de belangrijkste astronomische kenmerken van de planeten.

Onderzoeksmethoden: analyse, synthese, generalisatie, systematisering van betekenissen.

Sectie 1. Magnetisch veld

1.1. Er is experimenteel vastgesteld dat de geleiders waardoor stromen in dezelfdeaantrekken en afstoten in tegengestelde richtingen. Om de interactie van draden waardoor stromen vloeien te beschrijven, werd het gebruikt:een magnetisch veld- een speciale vorm van materie die wordt gegenereerd door elektrische stromen of elektrische wisselstroom en die zich manifesteert door de werking op elektrische stromen diein dit veld. Het magnetische veld werd in 1820 ontdekt door de Deense natuurkundige H.K. Oersted. Een magnetisch veldbeschrijft de magnetische interacties die optreden: a) tussen twee stromen; b) tussen huidige en bewegende ladingen; c) tussen twee bewegende ladingen.

Het magnetische veld heeft een directioneel karakter en moet worden gekenmerkt door een vectorgrootheid. De belangrijkste vermogenskarakteristiek van het magnetische veld werd genoemdm magnetischdoor inductie.Deze waarde wordt meestal aangeduid met de letter B.

Rijst. een

Wanneer de uiteinden van de draad zijn aangesloten op een DC-bron, "draait de pijl weg" van de draad. Verschillende magnetische pijlen die rond de draad waren geplaatst, draaiden op een bepaalde manier.

In de ruimte rondomdraden met stroom is er een krachtveld. In de ruimte rond de geleider met stroombestaateen magnetisch veld. (Figuur 1)

Om het magnetische veld van de stroom te karakteriseren, werd naast inductie een hulpgrootheid geïntroduceerdH de sterkte van het magnetische veld genoemd. De sterkte van het magnetische veld is, in tegenstelling tot magnetische inductie, niet afhankelijk van de magnetische eigenschappen van het medium.

Rijst. 2

Magnetische pijlen die op dezelfde afstand van een gelijkstroomvoerende geleider zijn geplaatst, bevinden zich in de vorm van een cirkel.

1.2 Lijnen van magnetische veldinductie.

Magnetische velden kunnen, net als elektrische velden, grafisch worden weergegeven met behulp van magnetische inductielijnen.Inductielijnen (of lijnen van de vector B) worden lijnen genoemd, waarvan de raaklijnen op dezelfde manier zijn gericht als de vector B op een bepaald punt van het veld. Duidelijk,dat door elk punt van het magnetische veld een inductielijn kan worden getrokken. Aangezien de veldinductie op elk punt een bepaalde richting heeft, is de richting van de lijninductie op elk punt van een bepaald veld kan alleen uniek zijn, wat betekent dat de lijnenmagnetische veldinductieworden getekend met een zodanige dichtheid dat het aantal lijnen dat een oppervlakte-eenheid snijdt,loodrecht daarop, was gelijk aan (of evenredig met) de inductie van het magnetische veld op een bepaalde plaats. Daarom kan men, door inductielijnen af ​​te beelden, visualiseren hoede inductiemodulo en richting varieert in de ruimte.

1.3. Vortex aard van het magnetische veld.

Lijnen van magnetische inductiecontinu: ze hebben geen begin of einde. Het heefteen plaats voor elk magnetisch veld veroorzaakt door stroomcircuits. Vectorvelden met doorlopende lijnen hetenvortex velden. We zien dat het magnetische veld een vortexveld is.

Rijst. 3

Kleine ijzervijlsels bevinden zich in de vorm van cirkels en "omringen" de dirigent. Als je de polariteit van de stroombronaansluiting verandert, zal het zaagsel 180 graden draaien.

Rijst. vier

Rijst. 5

Voor een magnetisch veld, evenals voor een elektrisch veld,eerlijksuperpositie principe: het veld B gegenereerd door meerdere bewegende ladingen (stromen) is gelijk aan de vectorsom van de velden W,gegenereerd door elke lading (stroom) afzonderlijk: d.w.z. om de kracht te vinden die op een punt in de ruimte werkt, moet je de krachten optellen,ernaar handelen, zoals weergegeven in figuur 4.

M circulair stroom magnetisch veld staat voor een soort acht met een delingringen in het midden van de ring waardoor de stroom stroomt. Het circuit wordt getoond in de onderstaande afbeelding: (Figuur 6)

Dus: het magneetveld is een bijzondere vorm van materie, waardoor de interactie tussen bewegende elektrisch geladen deeltjes plaatsvindt.

O hoofd magnetische veld eigenschappen:

1.

2.

M het magnetische veld wordt gekenmerkt door:

a) b)

Grafisch wordt het magnetische veld weergegeven met behulp van magnetische inductielijnen

Sectie 2. Het magnetisch veld van de aarde en gerelateerde natuurlijke fenomenen

De aarde als geheel is een enorme bolvormige magneet. De mensheid begon lang geleden het magnetische veld van de aarde te gebruiken. Al aan het beginXII- XIIIeeuwen het kompas wordt veel gebruikt in de navigatie. In die tijd geloofde men echter dat de poolster en zijn magnetisme de kompasnaald oriënteren. De Engelse wetenschapper William Gilbert, de lijfarts van koningin Elizabeth, was in 1600 de eerste die aantoonde dat de aarde een magneet is waarvan de as niet samenvalt met de rotatie-as van de aarde. Daarom is er rond de aarde, evenals rond elke magneet, een magnetisch veld. In 1635 ontdekte Gellibrand dat het veld van de aardmagneet langzaam aan het veranderen was, en Edmond Halley voerde 's werelds eerste magnetische onderzoek van de oceanen uit en creëerde de eerste wereldkaarten (1702). In 1835 maakte Gauss een sferische harmonische analyse van het aardmagnetisch veld. Hij creëerde 's werelds eerste magnetische observatorium in Göttingen.

2.1 Algemene kenmerken van het aardmagnetisch veld

Op elk punt in de ruimte rond de aarde en op het oppervlak wordt de werking van magnetische krachten gedetecteerd. Met andere woorden, er wordt een magnetisch veld gecreëerd in de ruimte rond de aarde.De magnetische en geografische polen van de aarde vallen niet samen. De magnetische noordpool N ligt op het zuidelijk halfrond, nabij de kust van Antarctica, en de magnetische zuidpoolSgelegen op het noordelijk halfrond, nabij de noordkust van Victoria Island (Canada). Beide polen bewegen (drift) continu voort aardoppervlak met een snelheid van ongeveer 5 0 per jaar vanwege de variabiliteit van de processen die het magnetische veld genereren. Bovendien gaat de as van het magnetische veld niet door het centrum van de aarde, maar blijft deze 430 km achter. Het magnetisch veld van de aarde is niet symmetrisch. Vanwege het feit dat de as van het magnetische veld slechts onder een hoek van 11,5 . passeert 0 naar de rotatie-as van de planeet, kunnen we het kompas gebruiken.

Figuur 8

In een ideale en hypothetische veronderstelling, waarin de aarde alleen in de ruimte zou zijn, waren de magnetische veldlijnen van de planeet op dezelfde manier gelokaliseerd als de veldlijnen van een gewone magneet uit een natuurkundeboek op school, d.w.z. in de vorm van symmetrische bogen die zich uitstrekken van de zuidpool naar het noorden (Fig. 8) De lijndichtheid (magnetische veldsterkte) zou afnemen met de afstand tot de planeet. In feite staat het aardmagnetisch veld in wisselwerking met de magnetische velden van de zon, de planeten en de stromen van geladen deeltjes die in overvloed door de zon worden uitgezonden. (afb. 9)

Afb. 9

Als de invloed van de zon zelf, en nog meer van de planeten, vanwege de afstand kan worden verwaarloosd, dan kun je dit niet doen met deeltjesstromen, anders - de zonnewind. De zonnewind is een stroom deeltjes die met een snelheid van ongeveer 500 km / s door de zonneatmosfeer wordt uitgezonden. Op de momenten van zonnevlammen, maar ook tijdens de vorming van een groep grote vlekken op de zon, neemt het aantal vrije elektronen dat de atmosfeer van de aarde bombardeert sterk toe. Dit leidt tot een verstoring van de stromen die in de ionosfeer van de aarde stromen en daardoor treedt een verandering in het aardmagnetisch veld op. Er zijn magnetische stormen. Dergelijke stromen genereren een sterk magnetisch veld, dat in wisselwerking staat met het veld van de aarde en het sterk vervormt. Door zijn magnetisch veld. De aarde houdt de gevangen deeltjes van de zonnewind in de zogenaamde stralingsgordels, waardoor ze niet in de atmosfeer van de aarde terechtkomen en nog meer naar de oppervlakte. Deeltjes van de zonnewind zouden zeer schadelijk zijn voor alle levende wezens. Tijdens de interactie van de genoemde velden wordt een grens gevormd, aan een zijde waarvan een verstoorde (onder voorbehoud van veranderingen door externe invloeden) het magnetische veld van zonnewinddeeltjes, aan de andere kant - het verstoorde veld van de aarde. Deze grens moet worden beschouwd als de grens van de ruimte nabij de aarde, de grens van de magnetosfeer en de atmosfeer. Buiten deze grens heerst de invloed van externe magnetische velden. In de richting van de zon wordt de magnetosfeer van de aarde afgeplat onder de aanval van de zonnewind en strekt zich slechts uit tot 10 stralen van de planeet. In de tegenovergestelde richting is er een verlenging tot 1000 aardstralen.

VAN het aardmagnetisch veld verlaat.

Het eigen magnetische veld van de aarde(geomagnetisch veld) kan worden onderverdeeld in de volgende drie hoofdonderdelen.

O het belangrijkste magnetische veld van de aarde, met langzame veranderingen in de tijd (seculiere variaties) met perioden van 10 tot 10.000 jaar, geconcentreerd in intervallen10-20, 60-100, 600-1200 en 8000 jaar. Dit laatste gaat gepaard met een verandering in het magnetische dipoolmoment met een factor 1,5-2.

M Wereldafwijkingen - afwijkingen van de equivalente dipool tot 20% van de intensiteitaparte gebieden met karakteristieke afmetingen tot 10.000 km. Deze afwijkende veldenervaren seculiere variaties die leiden tot veranderingen in de loop van de tijd over vele jaren en eeuwen. Voorbeelden van afwijkingen: Braziliaans, Canadees, Siberisch, Koersk. In de loop van seculiere variaties verschuiven wereldanomalieën, desintegreren enweer tevoorschijn komen. Op lage breedtegraden is er een westelijke afwijking in lengtegraad met een snelheid0,2° per jaar.

M magnetische velden van lokale regio's van buitenste schillen met een lengte vanenkele tot honderden kilometers. Ze zijn te wijten aan de magnetisatie rotsen in de bovenste laag van de aarde, die de aardkorst vormt en zich dicht bij het oppervlak bevindt. Een van dede meest krachtige - Kursk magnetische anomalie.

P Het tijdelijke magnetische veld van de aarde (ook wel extern genoemd) wordt bepaald door:bronnen in de vorm van stroomsystemen die zich buiten het aardoppervlak bevinden enin haar atmosfeer. De belangrijkste bronnen van dergelijke velden en hun veranderingen zijn corpusculaire stromen van gemagnetiseerd plasma die samen met de zonnewind van de zon komen en de structuur en vorm van de magnetosfeer van de aarde vormen.

Daarom: De aarde als geheel is een enorme bolmagneet.

Op elk punt in de ruimte rond de aarde en op het oppervlak wordt de werking van magnetische krachten gedetecteerd. magnetische noordpoolNS. gelegen op het noordelijk halfrond, nabij de noordkust van Victoria Island (Canada). Beide polen bewegen (werken) continu op het aardoppervlak.

Bovendien gaat de as van het magnetische veld niet door het centrum van de aarde, maar blijft deze 430 km achter. Het magnetisch veld van de aarde is niet symmetrisch. Omdat de as van het magnetische veld slechts in een hoek van 11,5 graden met de rotatie-as van de planeet loopt, kunnen we een kompas gebruiken.

Sectie 3. Hypothesen en astrofysische theorieën over de oorsprong van het aardmagnetisch veld

Hypothese 1.

M Hydromagnetisch dynamomechanisme

De waargenomen eigenschappen van het aardmagnetisch veld zijn consistent met het concept van het optreden ervan vanwege het mechanismehydromagnetische dynamo. In dit proces wordt het initiële magnetische veld versterkt inals gevolg van bewegingen (meestal convectieve of turbulente) van een elektrisch geleidende substantie in de vloeibare kern van de planeet. Bij de temperatuur van de stofenkele duizenden kelvin zijn geleidbaarheid is hoog genoeg om convectieve bewegingen mogelijk te maken,die zelfs in een zwak gemagnetiseerd medium voorkomen, kunnen in staat zijn veranderende elektrische stromen opwekken, in overeenstemming met de wetten elektromagnetische inductie, nieuwe magnetische velden creëren. De verzwakking van deze velden creëert ofwel thermische energie(volgens de Joule-wet), of leidt tot het ontstaan ​​van nieuwe magnetische velden. BIJAfhankelijk van de aard van de bewegingen kunnen deze velden de initiële velden verzwakken of versterken. Om het veld te versterken is een zekere asymmetrie van bewegingen voldoende.Op deze manier, Noodzakelijke voorwaarde hydromagnetische dynamo is de aanwezigheid zelfbewegingen in een geleidend medium, en voldoende - de aanwezigheid van een bepaalde asymmetrie (helicity) van de interne stromen van het medium. Wanneer aan deze voorwaarden is voldaan, gaat het versterkingsproces door totdat de verliezen toenemen met toenemende stroomsterkte metJoule-warmte zal de instroom van energie die afkomstig is niet in evenwicht brengendoor hydrodynamische bewegingen.

Dynamo-effect - zelfexcitatie en onderhoud in een stationaire toestandmagnetische velden als gevolg van de beweging van een geleidend vloeistof- of gasplasma. Zijnmechanisme is vergelijkbaar met genereren elektrische stroom en magnetisch veld in de dynamomet zelfopwinding. Het dynamo-effect wordt geassocieerd met de oorsprong van hun eigenmagnetische velden van de zon van de aarde en planeten, evenals hun lokale velden, bijvoorbeeld de veldenvlekken en actieve gebieden.

Hypothese 2.

BIJ roterende hydrosfeer als mogelijke bron van het aardmagnetisch veld.

Voorstanders van deze hypothese suggereren dat het probleem van de oorsprong van het aardmagnetisch veld, met al zijnde bovenstaande functies, zou zijn oplossing kunnen vinden op basis van een enkelemodel dat verduidelijkt hoe de bron van aardmagnetisme is gerelateerd aanhydrosfeer. Dit verband wordt volgens hen door veel feiten bewezen. Allereerst is de "scheefheid" van de bovengenoemde magnetische as dat deze gekanteld is enverschoven naar de Stille Oceaan; tegelijkertijd bevindt het zich bijna symmetrisch ten opzichte van het wateroppervlak van de Wereldoceaan.Alles zegt datzeewater zelf, in beweging, genereert een magnetisch veld.Het moet gezegd worden dat dit concept consistent is met de gegevens van paleomagnetische studies, die worden geïnterpreteerd als bewijs van herhaalde omkeringen van de magnetische polen.

De afname van het magnetische veld is te wijten aan de activiteit van de beschaving, wat leidt tot wereldwijde verzuring van het milieu, voornamelijk door de ophoping van koolstofdioxide erin. Een dergelijke activiteit van de beschaving, rekening houdend met het bovenstaande, kan er suïcidaal voor zijn.

Hypothese 3

W De aarde als gelijkstroommotor met zelfopwekking

Zon

Rijst. 10Interactieschema Zon-Aarde:

(-) - flux van geladen deeltjes;

1s - zonnestroom;

1z - cirkelvormige stroom van de aarde;

Мв is het draaimoment van de aarde;

w is de hoeksnelheid van de aarde;

Fz is de magnetische flux die wordt gecreëerd door het veld van de aarde;

Fs- magnetische flux opgewekt door de stroom van de zonnewind.

Ten opzichte van de aarde is de zonnewind een stroom geladen deeltjes in een constante richting, en dit is niets meer dan een elektrische stroom. Volgens de definitie van de richting van de stroom, is deze gericht in de richting tegengesteld aan de beweging van negatief geladen deeltjes, d.w.z. van de aarde naar de zon.

Beschouw de interactie van de zonnestroom met het opgewekte magnetische veld van de aarde. Als resultaat van interactie werkt een koppel M op de aarde 3 wijzend in de richting van de rotatie van de aarde. Zo gedraagt ​​de aarde zich ten opzichte van de zonnewind op dezelfde manier als een gelijkstroommotor met zelfexcitatie. De energiebron (generator) is in dit geval de zon.

De huidige plaat van de aarde bepaalt voor een groot deel het verloop van elektrische processen in de atmosfeer (onweersbuien, poollicht, St. Elmo's branden). Er is waargenomen dat tijdens vulkaanuitbarstingen, elektrische processen in de atmosfeer.

Uit het bovenstaande volgt: de bron van het aardmagnetisch veld is nog niet vastgesteld door de wetenschap, die zich alleen bezighoudt met de overvloed aan hypothesen die in dit verband naar voren zijn gebracht.

De hypothese zou in de eerste plaats de oorsprong van de component van het aardmagnetisch veld moeten verklaren, omdat de planeet zich gedraagt ​​als permanente magneet met de magnetische noordpool dichtbij de geografische zuidpool en vice versa.

Tegenwoordig wordt de hypothese van elektrische wervelstromen die in het buitenste deel van de aardkern stromen, die enkele eigenschappen van een vloeistof onthult, bijna algemeen aanvaard. Er wordt berekend dat de zone waarin het "dynamo" -mechanisme werkt, zich op een afstand van 2,25-0,3 van de straal van de aarde bevindt.

Sectie 4. Overzicht van de planeten van het zonnestelsel met een magnetisch veld

Op dit moment wordt de hypothese van elektrische wervelstromen die vloeien in het buitenste deel van de planeetkern, die enkele eigenschappen van een vloeistof vertoont, bijna algemeen aanvaard.

De aarde en acht andere planeten draaien om de zon. (Fig. 11) Het is een van de 100 miljard sterren waaruit onze Melkweg bestaat.

Fig.11 Planeten van het zonnestelsel

Afb.12 Mercurius

De hoge dichtheid van Mercurius leidt tot de conclusie dat de planeet een kern van ijzer-nikkel heeft. We weten niet of de kern van Mercurius dicht is of, net als de aarde, een mengsel is van dichte en vloeibare materie. Kwik heeft een zeer significant magnetisch veld, wat suggereert dat het een dunne laag gesmolten materiaal achterlaat, mogelijk een combinatie van ijzer en zwavel, die een dichte kern omringt.

De stromen in deze vloeibare oppervlaktelaag verklaren de oorsprong van het magnetische veld. Zonder de invloed van de snelle rotatie van de planeet zou de beweging van het vloeibare deel van de kern echter te klein zijn om zo'n sterk magnetisch veld te verklaren. Het magnetische veld geeft aan dat we het "resterende" magnetisme van de kern zijn tegengekomen, "bevroren" in de kern tijdens het stollen ervan.

Venus

De dichtheid van Venus is slechts iets minder dan de dichtheid van de aarde. Hieruit volgt dat de kern ongeveer 12% van het totale volume van de planeet beslaat, en dat de grens tussen de kern en de mantel ongeveer halverwege het centrum naar het oppervlak ligt. Venus heeft geen magnetisch veld, dus zelfs als een deel van de kern vloeibaar is, moeten we niet verwachten dat er zich een magnetisch veld in ontwikkelt, omdat het te langzaam draait om de nodige stromen te genereren.

Afb.13 Aarde

Het sterke magnetische veld van de aarde vindt zijn oorsprong in de vloeibare buitenkern, waarvan de dichtheid suggereert dat het is samengesteld uit een gesmolten mengsel van ijzer en een minder dicht element, zwavel. De vaste binnenkern is overwegend ijzer met een paar procent nikkel inbegrepen.

Mars

zeeman 4 toonde aan dat er geen sterk magnetisch veld op Mars is, en daarom kan de kern van de planeet niet vloeibaar zijn. Echter, wanneer?Mars Globaal landmeter naderde de planeet op 120 km, bleek dat sommige gebieden van Mars een sterk restmagnetisme hebben, mogelijk bewaard gebleven uit vroegere tijden, toen de kern van de planeet vloeibaar was en een krachtig magnetisch veld kon genereren.zeeman 4 toonde aan dat er geen sterk magnetisch veld op Mars is, en daarom kan de kern van de planeet niet vloeibaar zijn.

Afb.14 Jupiter

De kern van Jupiter zou klein moeten zijn, maar hoogstwaarschijnlijk is de massa 10-20 keer de massa van de aarde. De toestand van de rotsachtige materialen in de kern van Jupiter is ons niet bekend. Ze zouden hoogstwaarschijnlijk gesmolten moeten zijn, maar de enorme druk kan het vast maken.

Jupiter heeft het krachtigste magnetische veld van alle planeten in het zonnestelsel. Het overschrijdt de kracht van het aardmagnetisch veld met 20.000 duizend. Het magnetisch veld van Jupiter is 9,6 graden gekanteld ten opzichte van de rotatie-as van de planeet en wordt gegenereerd door convectie in een dikke laag metallische waterstof.

Afb.15 Saturnus

De interne structuur van Saturnus is vergelijkbaar met de interne structuur van de andere reuzenplaneten. Saturnus heeft een magnetisch veld dat 600 keer sterker is dan het aardmagnetisch veld. Dit is een soort variant van het veld van Jupiter. Op Saturnus komen dezelfde aurora's voor. Het enige verschil met dat van Jupiter is dat ze precies samenvallen met de rotatie-as van de planeet. Net als het veld van Jupiter wordt het magnetische veld van Saturnus gegenereerd door convectieprocessen die plaatsvinden in de laag metallische waterstof.

Fig.16 Uranus

Uranus heeft bijna dezelfde dichtheid als Jupiter. De rotsachtige centrale kern staat waarschijnlijk onder een druk van ongeveer 8 miljoen atmosfeer en de temperatuur is 8000 0 . Uranus heeft een krachtig magnetisch veld, ongeveer 50 keer groter dan het aardmagnetisch veld. Het magnetische veld is gekanteld ten opzichte van de rotatie-as van de planeet onder een hoek van 59 0 , waarmee u de snelheid van interne rotatie kunt bepalen. Het symmetriecentrum van het magnetische veld van Uranus bevindt zich op ongeveer een derde van de afstand van het centrum van de planeet tot het oppervlak. Dit suggereert dat het magnetische veld wordt gegenereerd door convectiestromen in het ijzige deel van de interne structuur van de planeet.

Afb. 17 Neptunus

De interne structuur lijkt erg op Uranus. Het magnetische veld van Neptunus is ongeveer 25 keer groter dan het magnetische veld van de aarde en 2 keer zwakker dan het magnetische veld van Uranus. Hem leukvinden. Het is gekanteld in een hoek van 47 graden met de rotatie-as van de planeet. We kunnen dus zeggen dat het veld van Neptunus is ontstaan ​​als gevolg van convectiestromen in de lagen vloeibaar ijs. In dit geval ligt het symmetriecentrum van het magnetische veld vrij ver van het centrum van de planeet, halverwege het centrum naar het oppervlak.

Pluto

We hebben concrete informatie over de interne structuur van Pluto. De dichtheid suggereert dat er onder de ijzige mantel hoogstwaarschijnlijk een rotsachtige kern is, waarin ongeveer 70% van de massa van de planeet is geconcentreerd. Het is heel goed mogelijk dat er zich ook een klierkern in de steenachtige kern bevindt.

Het besef dat Pluto eigenschappen deelt met veel Kuipergordel-objecten heeft ertoe geleid dat veel wetenschappers geloven dat Pluto niet als een planeet moet worden beschouwd, maar moet worden geclassificeerd als een ander Kuipergordel-object. De Internationale Astronomische Unie maakte een einde aan deze geschillen: op basis van een historisch precedent zal Pluto ook in de nabije toekomst als een planeet worden beschouwd.

Tabel 1-“De belangrijkste astronomische kenmerken van de planeten”.

T Hoe we tot de conclusie kwamen: een criterium als het magnetische veld is een belangrijk astronomisch kenmerk van de planeten van het zonnestelsel.De meeste planeten van het zonnestelsel (tabel 1) hebben tot op zekere hoogte magnetischevelden. In aflopende volgorde van het dipoolmagneetmoment staat Jupiter op de eerste plaats enSaturnus, gevolgd door de aarde, Mercurius en Mars, en in relatie tot het magnetische moment van de aarde, is de waarde van hun momenten 20.000.500.1.3/5000 3/10000.

Sectie 5. De rol van het magnetisch veld in het bestaan ​​en de ontwikkeling van leven op aarde

Het magnetisch veld van de aarde verzwakt en dit vormt een ernstige bedreiging voor al het leven op aarde.Volgens wetenschappers begon dit proces ongeveer 150 jaar geleden en is het recentelijk versneld. TotInmiddels is het magnetisch veld van de planeet al met ongeveer 10-15% verzwakt.

Tijdens dit proces zal volgens wetenschappers het magnetisch veld van de planeet geleidelijk verzwakken, danzal praktisch verdwijnen en dan weer verschijnen, maar zal de tegenovergestelde polariteit hebben.

Kompasnaalden die voorheen naar de Noordpool wezen, beginnen nu naar het Zuiden te wijzende magnetische pool, die zal worden vervangen door het noorden. Merk op dat we het hebben over magnetischniet over geografische polen.

Het magnetisch veld speelt een zeer belangrijke rol in het leven van de aarde: aan de ene kant beschermt hetplaneet van een stroom geladen deeltjes die van de zon en uit de diepten van de ruimte vliegen, en aan de andere kant dient hetals een verkeersbord voor jaarlijks migrerende levende wezens. Wat gebeurt er als dit?het veld zal verdwijnen, niemand kan precies voorspellen, opmerkingenDeNieuwYorkKeer.

Er kan worden aangenomen dat, hoewel de poolwisseling zal plaatsvinden, veel zowel in de hemel als op aarde,zal in de war raken. Omkering van de polen kan leiden tot ongevallen op hoogspanningslijnen, storingen van satellieten, problemen voor astronauten. Omkering van polariteit zal resulteren in significantede uitzetting van ozongaten, en het noorderlicht zal boven de evenaar verschijnen.

Dieren die navigeren met "natuurlijke" kompassen zullen met ernstige problemen worden geconfronteerd.Vissen, vogels en dieren zullen hun oriëntatie verliezen en zullen niet weten naar welke kant ze moeten migreren.

Maar volgens sommige experts hebben onze kleinere broers dat misschien nietzulke rampzalige problemen. De verplaatsing van de polen zal ongeveer duizend jaar in beslag nemen.Experts geloven dat dieren georiënteerd door magnetische krachtlijnen aarde,ze zullen zich kunnen aanpassen en overleven.

Hoewel de definitieve omkering van de polen waarschijnlijk over honderden jaren zal plaatsvinden,dit proces beschadigt de satellieten al. De laatste keer, zoals men gelooft, zo'n ramp780 duizend jaar geleden plaatsvond.

Bijgevolg: in tijdperken waarin de aarde geen magnetisch veld heeft, verdwijnt haar beschermende antistralingsschild. Een significante (meerdere keren) toename van de stralingsachtergrond kan de biosfeer aanzienlijk aantasten.

Conclusie

Het probleem van het bestuderen van het magnetische veld is uiterst relevant, omdat.In tijdperken waarin de aarde geen magnetisch veld heeft, verdwijnt het beschermende antistralingsschild. Een (meerdere) significante toename van de stralingsachtergrond kan de biosfeer aanzienlijk aantasten: sommige groepen organismen moeten uitsterven, onder andere het aantal mutaties kan toenemen, enz. En als we rekening houden met zonnevlammen, d.w.z. kolossale krachtexplosies op de zon, die extreem sterke stromen van kosmische straling spuwen, moet worden geconcludeerd dat de tijdperken van het verdwijnen van het aardmagnetisch veld tijdperken zijn van catastrofale invloed op de biosfeer vanuit de kosmos.

Het magneetveld is een bijzondere vorm van materie, waardoor de interactie tussen bewegende elektrisch geladen deeltjes plaatsvindt.

De belangrijkste eigenschappen van het magnetische veld:

a) Het magnetische veld wordt opgewekt door elektrische stroom (bewegende ladingen).

b) Het magnetische veld wordt gedetecteerd door het effect op de stroom (bewegende ladingen),

Het magnetische veld wordt gekenmerkt door:

a) Magnetische inductie B is het belangrijkste vermogenskenmerk van een magnetisch veld.b) De magnetische veldsterkte H is een hulpgrootheid.

Grafisch wordt het magnetische veld weergegeven met behulp van magnetische inductielijnen.

Het meest bestudeerde is het magnetisch veld van de aarde. Op elk punt in de ruimte rond de aarde en op het oppervlak wordt de werking van magnetische krachten gedetecteerd. magnetische noordpoolNgelegen zuidelijk halfrond, nabij de kust van Antarctica, en de magnetische zuidpoolS. gelegen op het noordelijk halfrond, nabij de noordkust van Victoria Island (Canada). Beide polen bewegen (werken) continu op het aardoppervlak. Bovendien gaat de as van het magnetische veld niet door het centrum van de aarde, maar blijft deze 430 km achter. Het magnetisch veld van de aarde is niet symmetrisch. Omdat de as van het magnetische veld slechts in een hoek van 11,5 graden met de rotatie-as van de planeet loopt, kunnen we een kompas gebruiken.

De bron van het aardmagnetisch veld is nog niet vastgesteld door de wetenschap, die zich alleen bezighoudt met een overvloed aan hypothesen die in dit verband naar voren zijn gebracht. De hypothese zou in de eerste plaats de oorsprong van de component van het aardmagnetisch veld moeten verklaren, vanwege waarop de planeet zich gedraagt ​​als een permanente magneet met een magnetische noordpool nabij de geografische zuidpool en vice versa. Tegenwoordig wordt de hypothese van elektrische wervelstromen die in het buitenste deel van de aardkern stromen, die enkele eigenschappen van een vloeistof onthult, bijna algemeen aanvaard. Er wordt berekend dat de zone waarin het "dynamo" -mechanisme werkt, zich op een afstand van 2,25-0,3 van de straal van de aarde bevindt.Opgemerkt moet worden dat de hypothesen die het mechanisme van de oorsprong van het magnetische veld van de planeten verklaren nogal tegenstrijdig zijn en tot op heden niet zijn bevestigd.

De meeste planeten in het zonnestelsel zijn tot op zekere hoogte magnetisch.velden. Nami verzameld van verschillende bronnen en gesystematiseerde gegevens over de kenmerken van verschillende planeten van het zonnestelsel. Met deze gegevens hebben we de algemeen aanvaarde tabel met 'Basis astronomische kenmerken van de planeten' aangevuld. Wij zijn van mening dat het criterium "magnetisch veld" een van de leidende kenmerken is van de planeten van het zonnestelsel. In aflopende volgorde van het dipoolmagneetmoment staat Jupiter op de eerste plaats enSaturnus, gevolgd door de aarde, Mercurius en Mars, en in relatie tot het magnetische moment van de aarde, is de waarde van hun momenten 20.000, 500, 1, 3/5000, 3/10000 ..

6. De theoretische betekenis van het onderzoek ligt in het feit dat:

1) gesystematiseerd materiaal op het magnetische veld van de aarde en de planeten van het zonnestelsel;

2) De belangrijkste fysieke kenmerken van het magnetische veld van de planeten van het zonnestelsel zijn gespecificeerd en de tabel "Basis astronomische kenmerken van de planeten" is aangevuld met gegevens over de magnetische velden van het zonnestelsel;

Bovendien stelde de theoretische betekenis van het onderwerp "Het magnetische veld van de planeten van het zonnestelsel" me in staat mijn kennis van natuurkunde en astronomie uit te breiden

Gebruikte boeken

1 .Govorkov VA Elektrische en magnetische velden. "Energie", M, 1968 - 50 p.

2. David Rothery Planets, Fair-Press”, M, 2005 – 320s.

3 .Tamm IE Over stromen in de ionosfeer, die variaties in het aardmagnetisch veld veroorzaken. Ontmoeting wetenschappelijke artikelen, deel 1, "Nauka", M., 1975 - 100p.

4. Yanovsky B. M. Aardmagnetisme. "Uitgeverij van de Universiteit van Leningrad". Leningrad, 1978 - jaren '75.

Psollicitatie

Synoniemenlijst

G De kernreuzen zijn de twee grootste reuzenplaneten (Jupiter en Saturnus), die een diepere buitenste gaslaag hebben dan de andere twee reuzenplaneten.

G gigantische planeten - vier grootste planeten gelegen in het buitenste deel van het zonnestelsel (Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus), waarvan de massa tientallen of honderden keren de massa van de aarde is en die geen vast oppervlak hebben.

Tot oipergordel - een gebied van het zonnestelsel dat zich buiten de baan van Neptunus bevindt op een afstand van 30-50.a.u. Van de zon, bewoond door kleine ijzige objecten van subplanetaire grootte, genaamd (met uitzondering van Pluto en zijn satelliet Charon, de grootste lichamen in deze regio) Kuipergordelobjecten. Het bestaan ​​van de Kuipergordel werd theoretisch voorspeld door Kenneth Edgeworth (1943) en Edgeworth-Kopeyre (of schijf) Objecten daarin worden Kuipergordelobjecten of Edgeworth-Kopeyre-objecten genoemd.

Tot ora - de buitenste, chemische laag van een vast planetair lichaam, anders dan andere. Op terrestrische planeten is K. rotsachtig en bevat grote hoeveelheid elementen met een lage dichtheid dan de onderliggende mantel. Op ijssatellieten of soortgelijke lichamen is K. (waar het bestaat) rijker aan zouten en vluchtig ijs dan de onderliggende ijsmantel.

L eenheden- deze term wordt soms gebruikt om te verwijzen naar bevroren water, maar kan ook andere vluchtige stoffen in bevroren toestand betekenen (methaan, ammoniak, koolmonoxide, kooldioxide en stikstof - afzonderlijk of in combinatie).

M anthia- compositorisch uitstekend gesteente, dat buiten de kern van een vast planetair lichaam ligt. Planeten van het aardtype hebben rotsachtige planeten, ijzige satellieten hebben ijsplaneten. In sommige gevallen verschilt het buitenste vaste chemische gesteente enigszins van de samenstelling van de M. In dit geval wordt het de schors genoemd.

P de planeet is een van de grote objecten die rond de zon (of een andere ster) draaien. Negen lichamen (Mercurius, Venus, Pluto) worden P. van ons zonnestelsel genoemd. Nauwkeurige definitie het is onmogelijk om te geven, aangezien Pluto blijkbaar een uitzonderlijk groot Kuipergordelobject is (de meeste van deze objecten zijn te klein om als P. te worden beschouwd), terwijl sommige P.-satellieten, in hun grootte, samenstelling en andere kenmerken, heel goed zouden kunnen zou P zijn.

P terrestrische planeten- Aarde en soortgelijke hemellichamen (met een ijzerhoudende kern en een rotsachtig oppervlak) Dergelijke planeten omvatten Mercurius, Venus en Mars. Ze omvatten ook de maan en een grote satelliet van Jupiter, Io.

P recessie - de langzame beweging van de rotatie-as van de aarde langs een cirkelvormige kegel met de as, de hoek is 23-27 graden.

De periode van een volledige revolutie is ongeveer 26 duizend jaar. Als gevolg van P. verandert de positie van de hemelevenaar; de punten van de lente- en herfst-equinoxen ten opzichte van de koperen jaarlijkse beweging van de zon met 50,24 seconden per jaar; plus de wereld beweegt tussen de sterren; de equatoriale coördinaten van de sterren veranderen voortdurend.

P rograd beweging - omwentelingen of rotatie tegen de klok in gericht, gezien vanaf de noordpool van de zon (of aarde). Als we het hebben over satellieten, wordt de orbitale beweging als prograde beschouwd als deze samenvalt met de draairichting van de planeet. De meeste bewegingen in het zonnestelsel zijn prograde.

R retrograde beweging - een omwenteling of rotatie met de klok mee, gezien vanaf de noordpool van de zon (of aarde). Het is het tegenovergestelde van prograde beweging. Als we het hebben over satellieten, als het tegengesteld is aan de draairichting van de planeet.

VAN zonnestelsel - de zon en lichamen die door de zwaartekracht ermee verbonden zijn (dat wil zeggen, planeten, hun satellieten, asteroïden, objecten in de Kuipergordel, kometen, enz.).

l tekenen - een dicht binnengebied van een planetair lichaam, dat qua samenstelling verschilt van de rest van de planeet. Ya ligt onder de mantel. I. planeten van het aardse type zijn rijk aan ijzer. Grote ijzige satellieten en reuzenplaneten hebben rotsachtige kernen, waarbinnen zich ijzerhoudende kernen kunnen bevinden.

Overwegen planetair magnetisch veld Laten we allereerst kennis maken met de hypothesen van het bestaan magnetische polen van de aarde.

Het komt allemaal neer op de processen die plaatsvinden in de ingewanden van de aarde, namelijk in de laag die de Mohorovichich-laag wordt genoemd (meer details:). De temperatuur van het water aan het oppervlak bleek kritisch te zijn. Deze observatie was de eerste hint naar de essentie van wat er in deze mysterieuze laag gebeurt. Wat verklaart het bestaan? magnetische polen van de aarde.

In de lagen van de aardkorst

Stel je een druppel water voor die op de grond valt met nog een regen en begint door de scheuren te sijpelen. in de lagen van de aardkorst in zijn diepten. Wij geloven dat onze druppel veel geluk heeft: geen van de waterstromen die zich in de bovenste lagen van de aarde vormen en door mensen veel worden gebruikt voor het aanleggen van putten, irrigatievoorzieningen en soortgelijke behoeften, heeft het niet opgepakt en met zich meegedragen.

Nee, de druppel passeerde enkele kilometers van de aardlagen. Lange tijd begonnen stromen van dezelfde druppels in dezelfde richting erop te drukken, en stralen van ondergrondse hitte begonnen het steeds meer merkbaar te verwarmen. De temperatuur heeft lange tijd de honderd graden van de internationale temperatuurschaal overschreden.

De druppel droomde stiekem van de tijd dat hij op het aardoppervlak vrij zou kunnen koken bij zo'n temperatuur en zou veranderen in een vrije transparante damp. Helaas, nu kon ze niet koken: de hoge druk van de bovenliggende waterkolom stoorde.

Droplet voelde dat er iets buitengewoons met haar gebeurde. Ze begon een speciale belangstelling te krijgen voor de rotsen die deel uitmaakten van de spleet waarlangs ze afdaalde. Ze begon individuele moleculen van bepaalde stoffen eruit te wassen, en vaak zoals het water in normale omstandigheden, kan niet oplossen.

De druppel voelde niet meer als water, maar begon de eigenschappen van het sterkste zuur te vertonen. Onderweg gestolen moleculen, het water met zich meegedragen. Chemische analyse zou aantonen dat het net zoveel minerale onzuiverheden bevat als niet in het beroemde mineraalwater voorkomen.

Als een druppel met al zijn inhoud naar het aardoppervlak zou kunnen terugkeren, zouden artsen waarschijnlijk veel ziekten vinden waarvoor het de eerste remedie zou worden. Maar de druppel is al ver onder de aardlagen doorgedrongen, waar ze worden gevormd. Er bleef voor haar maar één weg over - verder naar beneden, in de ingewanden van de aarde, naar de steeds toenemende hitte.

En tot slot is de kritische temperatuur op internationale schaal 374 graden. De druppel voelde onvast aan. Ze had geen extra latente verdampingswarmte nodig, ze veranderde in stoom en had alleen de warmte die in haar beschikbaar was. Het volume veranderde echter niet.

Maar nadat ze een druppel stoom was geworden, begon ze te zoeken naar richtingen waarin ze kon uitbreiden. Het lijkt erop dat de minimale weerstand van bovenaf kwam. En de stoomdeeltjes, die onlangs een druppel water waren geweest, begonnen omhoog te persen. Tegelijkertijd deponeerden ze de meeste stoffen die in de druppel waren opgelost op de plaats van zijn kritische transformatie.

De stoom die uit onze druppel ontstond, brak enige tijd relatief veilig door. De temperatuur van de omringende rotsen daalde en plotseling veranderde de stoom weer in een druppel water. En ze veranderde abrupt de bewegingsrichting, begon naar beneden te stromen.

En de temperaturen van de omringende rotsen begonnen weer te stijgen. En na een tijdje bereikt de temperatuur weer een kritische waarde en komt er weer een lichte stoomwolk omhoog.

Als een druppel kon denken en conclusies kon trekken, zou hij waarschijnlijk denken dat hij in een monsterlijke val was gevallen en nu gedoemd was tot eeuwig ronddwalen en eeuwige transformaties van twee toestanden van aggregatie tussen twee isothermen.

Ondertussen doet deze verticale beweging van water en stoom precies het werk dat nodig is voor de vorming van het Mohorovichic-oppervlak. Wanneer water in stoom verandert, worden daarin opgeloste stoffen afgezet: ze cementeren de rotsen, waardoor ze dichter en duurzamer worden.

Dampen die naar boven bewegen, dragen bepaalde stoffen met zich mee. Deze stoffen omvatten metaalverbindingen met chloor en andere halogenen, evenals silica, waarvan de rol bij de vorming van graniet doorslaggevend is.

Maar de gedachte aan een druppel over de eeuwige gevangenschap, waarin ze naar verluidt viel, komt niet overeen met de waarheid. Het feit is dat het in het gebied van de aardkorst viel, dat de doorlaatbaarheid heeft vergroot. Op en neer rennende waterdruppels en stoomslierten die uit de rotsen worden weggespoeld hele regel stoffen, waardoor gaten, scheuren, poriën ontstaan.

Ze zijn ongetwijfeld in horizontale richting met elkaar verbonden, waardoor een soort laag ontstaat die de hele wereld omgeeft. De ontdekker noemde het drainage. Misschien wordt het genoemd De laag van Grigoriev.

Onder invloed van het drukverschil tussen de druk die het water op het land ondersteunt (de continenten stijgen gemiddeld 875 meter boven de oceaanspiegel) en lager in de oceanen, is er een langzame stroming van water dat in de afvoer is gevallen laag van het vasteland naar het oceaangebied.

Deze wateren gaan door de dikte van de aardse rotsen naar de drainagelaag en koelen de rotsen af ​​en voeren de warmte uit de continentale rotsen door de drainagelaag naar de oceanen. De oceanen hebben geen granietlaag omdat er geen terugstroming van water en stoom in de drainagelaag is. Daar bewegen zowel water als stoom in dezelfde richting, alleen naar boven.

Nadat ze het oppervlak van de oceaanbodem hebben bereikt, gieten ze er vrijelijk in en geven ze zout aan de hydrosfeer, die bijna de hele wereld bedekt.

Hypothesen van het bestaan ​​van het aardmagnetisch veld

Een hypothese blijft een hypothese totdat deze wordt bevestigd door bepaalde conclusies die eruit worden getrokken. Dus Newtons wet van universele zwaartekracht bleef een hypothese, (meer:), totdat deze werd bevestigd door de tijdige terugkeer van kometen, waarvan de baan werd berekend volgens de formules van deze wet.

Dus het bleef een hypothese beroemde theorie Einstein's relativiteit, terwijl de foto van de sterren op dit moment zonsverduistering bevestigde niet de verplaatsing van de zonnelichtstraal wanneer deze een krachtig zwaartekrachtlichaam passeert. Welke conclusies kunnen worden getrokken uit de hypothese van de drainageband die door S. M. Grigoriev naar voren is gebracht?

Zulke conclusies zijn er! En de eerste biedt een uitstekende gelegenheid om de oorsprong te verklaren Magnetisch veld van de aarde en planeten. De moderne wetenschap kent noch een bewezen theorie, noch een aanvaardbare hypothese die zo'n voor de hand liggend, bekend magnetisch veld van de aarde zou verklaren, dat de kompasnaald altijd met één uiteinde naar het noorden draait.

Ya. M. Yanovsky schreef in zijn boek "Terrestrial Magnetism", gepubliceerd in 1964:

Tot het laatste decennium was er geen enkele hypothese, geen enkele theorie die het permanente magnetisme van de aarde op bevredigende wijze zou verklaren.

Zoals u kunt zien, is de eerste conclusie erg belangrijk. Laten we kennis maken met de essentie ervan.

Dit is natuurlijk niet helemaal de juiste bewering dat er geen hypothesen waren die de aanwezigheid van aardmagnetisme zouden proberen te verklaren. Er waren hypothesen. Een daarvan hield verband met de niet-synchronisatie van de rotatie van delen van onze planeet: namelijk de rotatie van de kern blijft ongeveer één omwenteling in tweeduizend jaar achter op de rotatie van de mantel.

De andere introduceerde enkele bewegende massa's in de kern. De kwestie van de aanwezigheid van een elektrische stroom die zich in de breedterichting beweegt, werd ook besproken. Maar omdat men geloofde dat dergelijke stromen alleen konden circuleren op de grens tussen de kern en de mantel, werden ze daarheen gestuurd.

Relatief recent is er een nieuwe hypothese verschenen die aardmagnetisme verklaart door wervelstromen in de kern van de aardbol. Aangezien het onmogelijk is om te controleren of deze stromen er zijn of niet, is deze hypothese gedoemd tot een zinloos bestaan. Ze heeft gewoon geen kans om ooit enige bevestiging te krijgen.

Het bestaan ​​van een drainageschil maakt het meteen mogelijk om te verklaren hoe oppervlaktestromen in de breedterichting over de aardbol circuleren. De vloeistof die onder invloed van de aantrekkingskracht van de maan tweemaal per dag de drainageschaal vult, stijgt met bijna een meter.

Na de getijbult, waaronder een extra volume aan vloeistoffen en gassen wordt aangezogen, ontstaat er een depressie die alles uitperst wat het getij naar het westen aanzuigt. Zo ontstaat er een continue stroom, als het ware door de getijden gecreëerd. drainage vloeistof Wereldwijd.

Drainagevloeistof is verzadigd met een enorme hoeveelheid van een grote verscheidenheid aan stoffen die erin zijn opgelost. Onder hen zijn er veel ionen, waaronder kationen die positieve lading. Er zijn ook anionen die een negatieve lading hebben.

We kunnen met zekerheid zeggen dat kationen momenteel de overhand hebben, omdat in dit geval een magnetische zuidpool zou moeten verschijnen in de buurt van de geografische noordpool. En op dit moment bevinden de magnetische polen van de aarde zich precies zo.

Ja, zo zijn ze nu. Maar paleomagnetisme hebben vast vastgesteld dat er relatief vaak - in de geologische zin van het woord - plotselinge veranderingen zijn in de magnetisatie van de aarde, waardoor de polen van plaats verwisselen.

Geen van de meest gewaagde hypothesen kan dit feit verklaren. En de essentie van de zaak is blijkbaar eenvoudig: wanneer anionen de overhand beginnen te krijgen in de drainagevloeistof, zal de magnetische noordpool zijn meer passende plaats innemen - althans in naam - nabij de geografische noordpool.

Magnetisch veld van de maan

Als we onze geliefde aarde verlaten en een kleine ruimtereis maken, dan zullen we eerst onze nachtgenoot, de maan, bezoeken.

Er is nu geen enkele druppel water op het oppervlak. Maar misschien heeft het een afvoerband, in nauwe spleten en holtes waarvan, zoals op aarde, sterk gemineraliseerd water is ingesloten?
Magnetisch veld van de maan bepaald door de grootte van de vloedgolf.

Op aarde wordt deze golf veroorzaakt door de aantrekkingskracht van de maan. Maar de aarde veroorzaakt geen vloedgolf op de maan, omdat de maan altijd aan één kant naar de aarde is gekeerd. En toch is er een vloedgolf op de maan. Het draait immers, weliswaar heel langzaam, maar ten opzichte van de zon.

Het maakt één omwenteling ten opzichte van ons centrale licht in ongeveer een maand. En de aantrekkingskracht van de zon is veel minder dan, laten we zeggen, zelfs de aantrekkingskracht van de maan op aarde.

Zeldzame en onbeduidende getijden kunnen bijdragen aan het verschijnen van slechts een zeer klein magnetisch veld. Het is dit veld dat de maan bezit.

De aanwezigheid van een drainageband helpt om vele andere mysteries van de maan te verklaren. S. M. Grigoriev verklaart dus uitstekend de asymmetrie van de maanschijf, de essentie van mascons, enz. Elk van deze door hem gegeven verklaringen kan worden opgevat als bewijs van het bestaan ​​van een drainageschil rond de maan.

Hij voorspelde dat de straal van het halfrond van de maan die ons toekijkt kleiner is dan de straal van het andere halfrond, zelfs voordat de overeenkomstige metingen van de satellieten werden gedaan.

De aardse groep heeft zijn eigen magnetisch veld. De reuzenplaneten en de aarde hebben de sterkste magnetische velden. Vaak wordt de bron van het dipoolmagneetveld van de planeet beschouwd als de gesmolten geleidende kern. Venus en aarde hebben vergelijkbare afmetingen, gemiddelde dichtheid en zelfs interne structuur De aarde heeft echter een vrij sterk magnetisch veld, maar Venus niet (het magnetische moment van Venus is niet groter dan 5-10% van het magnetische veld van de aarde). Volgens een van de moderne theorieën hangt de intensiteit van het dipoolmagneetveld af van de precessie van de poolas en de hoeksnelheid van rotatie. Het zijn deze parameters op Venus die verwaarloosbaar zijn, maar metingen wijzen op een nog lagere intensiteit dan de theorie voorspelt. Moderne veronderstellingen over het zwakke magnetische veld van Venus zijn dat er geen convectieve stromen zijn in de zogenaamd ijzeren kern van Venus.

Opmerkingen:

Wikimedia Stichting. 2010 .

Kijk in andere woordenboeken wat het "Magnetische veld van de planeten" is:

Het magnetische veld van de zon produceert coronale massa-ejecties. Foto door NOAA Stellair magnetisch veld Het magnetische veld dat wordt gecreëerd door de beweging van geleidend plasma in sterren is voornamelijk ... Wikipedia

Klassieke elektrodynamica ... Wikipedia

Krachtveld dat inwerkt op bewegende elektrische ladingen en op lichamen met een magnetisch moment (ongeacht de staat van hun beweging). M. p. wordt gekenmerkt door een magnetische inductievector B. De waarde van B bepaalt de kracht die op een bepaald punt werkt ... ... Fysieke Encyclopedie

Krachtveld dat inwerkt op bewegen elektrische ladingen en op lichamen die een magnetisch moment hebben (zie Magnetisch moment), ongeacht de staat van hun beweging. M. p. wordt gekenmerkt door een magnetische inductievector B, die bepaalt: ... ... Grote Sovjet Encyclopedie

Kaart van de magnetische velden van de maan Het magnetische veld van de maan is de afgelopen 20 jaar actief bestudeerd door de mens. De maan heeft geen dipoolveld. Hierdoor merkt het interplanetaire magnetische veld niets op ... Wikipedia

Roterend magnetisch veld. Gewoonlijk wordt onder een roterend magnetisch veld een magnetisch veld verstaan, waarvan de magnetische inductievector, zonder in absolute waarde te veranderen, met een constante hoeksnelheid roteert. Magnetische velden worden echter ook roterende ... ... Wikipedia

interplanetair magnetisch veld- Het magnetische veld in de interplanetaire ruimte buiten de magnetosferen van planeten is overwegend van zonne-oorsprong. [GOST 25645.103 84] [GOST 25645.111 84] Onderwerp veld magnetische interplanetaire voorwaarden fysieke ruimte. spaties Synoniemen MMP EN… … Technisch vertalershandboek

Het optreden van schokgolven bij de botsing van de zonnewind met het interstellaire medium. De zonnewind is een stroom van geïoniseerde deeltjes (voornamelijk helium-waterstofplasma) die met een snelheid van 300-1200 km / s uit de zonnecorona stromen in de omringende ... ... Wikipedia

Hydromagnetische (of magnetohydrodynamisch, of gewoon MHD) dynamo (dynamo-effect) is het effect van zelfopwekking van een magnetisch veld met een bepaalde beweging van een geleidende vloeistof. Inhoud 1 Theorie 2 Toepassingen 2.1 Ge ... Wikipedia

Lichamen van natuurlijke of kunstmatige oorsprong die rond de planeten draaien. natuurlijke satellieten hebben Aarde (Maan), Mars (Phobos en Deimos), Jupiter (Amalthea, Io, Europa, Ganymedes, Callisto, Leda, Himalia, Lysithea, Elara, Ananke, Karme, ... ... encyclopedisch woordenboek

Boeken

• Drogredenen en fouten in de fundamentele concepten van de natuurkunde, Yu. I. Petrov. Dit boek onthult en demonstreert verborgen of voor de hand liggende fouten in de wiskundige constructies van de algemene en speciale relativiteitstheorie, kwantummechanica, evenals oppervlakte ...