гравитационное поле магнитное поле земли

Лекция 6. Магнитное и гравитационное поля Земли

Магнитное поле Земли. Кто пользовался компасом, тот знает, что, сколько бы ни отклоняли свободно подвешенную стрелку от первоначального направления, она всякий раз будет к нему возвращаться. Это значит, что в географической оболочке и в околоземном пространстве существует магнитное поле, в каждой точке которого стрелка компаса будет располагаться параллельно магнитным силовым линиям. При этом один конец стрелки указывает на северный магнитный полюс, а другой — на южный.

Земля – большой магнит, вокруг которого существует магнитное поле. Область околоземного пространства, физические свойства которого определяются магнитным полем Земли и его взаимодействием с потоками космических частиц называют магнитосферой. Её внешняя граница – магнитопауза (шириной около 200 км) с дневной стороны располагается на высоте 10—14 земных радиусов (магнитосфера сжа­та под ударами солнечного ветра), а с ночной простирается до высоты 900—1000 земных радиусов (магнитосфера вытянута, образуя «хвост»). С удалением от поверхности Земли неоднородность магнитосферы сглаживается, напряженность ее ослабевает, а за пределами магнитопаузы магнитное поле Земли теряет способность захватывать заряженные частицы. Благодаря существованию магнитосферы маг­нитная стрелка компаса устанавливается в на­правлении магнитных силовых линий. Боль­шой круг, в плоскости которого находится магнитная стрелка компаса, называется маг­нитным меридианом данной точки. Магнит­ные меридианы не образуют на земной поверхности правильной сетки и сходятся в двух точках, называемых магнитными полюсами. Они не совпадают с географическими полю­сами и медленно изменяют свое местополо­жение, «дрейфуя» со скоростью 7 — 8 км/год. Так, в 1950 г. северный магнитный полюс имел координаты 72° с. ш., 96° з. д., а южный — 70° ю. ш., 150° з. д.; в 1970 г. соответственно 75°42′ с.ш., 101 о 30′ з.д. и 65°30′ ю. ш., 140°18′ з.д., в 1985 г. – 77 о 36 / с.ш. и 102 о 48 / з.д., а южный – 65 о 06 / ю.ш. и 139 о в.д.

Магнит­ные полюса не являются антиподальными точками. Первый из них смещается в направ­лении Северного полюса, второй — в сторо­ну Австралии. Ожидается, что приблизитель­но в 2185 г. магнитный и географический полюса в северном полушарии окажутся в од­ной точке.

Магнитное поле Земли характеризуется тремя элементами земного магнетизма: маг­нитным склонением, магнитным наклонением и напряженностью.

Магнитное наклонение — угол между го­ризонтальной плоскостью и магнитной стрел­кой, свободно подвешенной на горизонтальной оси. Оно бывает положительное в северном геомагнитном полушарии и отрицательное в южном. Магнитное наклонение изменяется от 0° до ±90°. На магнитных полюсах оно рав­но + 90° и —90°, поэтому магнитная стрелка компаса занимает вертикальное положение: в северном полушарии синий конец стрелки на­правлен вниз (+90°), в южном — красный (—90°). Магнитные полюсы определяют как точки с наклонением ±90°. Линии, соединяю­щие точки с одинаковым магнитным наклоне­нием, называют изоклинами. Нулевая изокли­на — магнитный экватор — проходит при­мерно вдоль географического экватора: чуть южнее — в западном полушарии, чуть север­нее — в восточном. Он делит Землю на два геомагнитных полушария.

Сила магнитного поля характеризуется на­пряженностью. Величина ее увеличивается от магнитного экватора к полюсам. В север­ном полушарии она больше, нежели в южном, а в целом запасы энергии магнитосферы огромны. В некоторых районах Земли напряжен­ность реального магнитного поля из-за неод­нородности внутреннего строения Земли отли­чается от нормального (теоретического) поля, т. е. такого, какое было бы у Земли, если бы она была однородно намагниченным шаром. Эти отклонения называют магнитными ано­малиями. Крупные мировые аномалии наблю­даются в Восточной Сибири, в районе Зонд­ских островов и т. д.; региональными являют­ся Курская, Криворожская и др., а локальных много.

Магнитное поле Земли складывается из двух магнитных полей разного происхожде­ния — постоянного и переменного. Главная составляющая — постоянное поле (99% по величине). Его образование обусловлено ди­намическими процессами в ядре Земли. По­стоянное поле более или менее устойчиво, и ему присущи правильные колебания — суточ­ные, годовые, вековые. Переменное поле (1% по величине) вызвано внешними причинами — воздействием солнечного ветра и связанными с ним электрическими токами в магнитосфе­ре и верхних слоях атмосферы. Они вызыва­ют, как правило, непериодические резкие воз­мущения всех элементов земного магнетизма, т. е. магнитные бури, которые сопровожда­ются полярными сияниями, ухудшением радио­связи на коротких волнах, радиопомехами, ухудшением самочувствия людей и т. д. Не­смотря на некоторую беспорядочность, маг­нитные бури усиливаются весной и осенью, ослабевают летом и зимой.

Значение магнитосферы исключительно ве­лико. Она выполняет изолирующую роль для корпускулярной солнечной радиации, солнеч­ный ветер ее обтекает. Так что магнитосфеpa — главный невидимый «броневой заслон» планеты. Однако в небольшом количестве сол­нечная плазма с дневной стороны в полярных районах просачивается в магнитосферу, а за­тем в верхние слои атмосферы — так назы­ваемую ионосферу до высот 80—100 км. Для всех просочившихся заряженных частиц маг­нитосфера оказывается своеобразной ловуш­кой. Попав в нее, заряженные частицы дви­гаются по замкнутым траекториям вдоль маг­нитных силовых линий, образуя радиационные пояса: внутренний (протонный) с максималь­ной концентрацией частиц на высоте 3 — 4 тыс. км над экватором и внешний (элек­тронный) — на высоте около 22 тыс. км. Та­ким образом, магнитосфера — наш «магнит­ный зонтик». Пропуская к Земле лучистую энергию Солнца электромагнитной природы, она задерживает корпускулярную радиацию, защищая географическую оболочку и все жи­вое от гибели.

Медико-биоло­гические статистические материалы (частота сердечно-сосудистых приступов у людей, рас­пространения инфекционных заболеваний, травматизма на производстве, аварий на до­рогах и т. д.) свидетельствуют о связи пере численных явлений с изменениями магнитно­го поля Земли.

Изучая естественные магнитные поля, не следует забывать об искусственных электро­магнитных полях, создаваемых промышленны­ми установками, телецентрами, ЛЭП и т. д. Механизм действия магнитных полей на био­логические объекты — явление очень слож­ное, и расшифровка его — дело будущего. Магнитные бури действуют и на технические системы — энергетические, трубопроводы и др., в которых возникают перегрузки.

Магнитное поле Земли помогает ориенти­роваться в пространстве изыскательским пар­тиям, кораблям, подводным лодкам, самоле­там, туристам. При использовании компаса для определения сторон горизонта необходимо обязательно вводить поправку на магнитное склонение. На кораблях сейчас используются гирокомпасы, которые сразу показывают на­правление географического меридиана. По не­которым изменениям магнитного поля можно заранее предсказать приближение магнитной бури, что важно знать связистам, капитанам кораблей и другим специалистам, с которыми осуществляется локационная связь, а также медикам. Локальные магнитные аномалии ука­зывают на месторождения железорудных по­лезных ископаемых, поэтому для поисков их широко применяют магнитометрические мето­ды разведки.

Строение магнитного поля Земли меняется в зависимости от широты. Различают три широтные зоны в каждом полушарии.

1. Экваториальная зона (25° с. ш.— 25° ю. ш.), отличающаяся малым проникновением протонов высоких энергий в атмосферу Земли. Заслон им создают магнитные силовые линии, которые здесь идут практически параллельно земной поверхности и становятся непробиваемыми для частиц Космоса.

2. Зона умеренных широт (30° с. ш. и 55° ю. ш.), характеризующаяся нарастанием интенсивности потоков. В сторону полюсов проницаемость магнитного поля увеличивается.

3. Зона над полярными областями Земли. Здесь силовые линии магнитного поля более или менее перпендикулярны земной поверхности и образуют воронкообразную конфигурацию. Через них часть солнечного ветра с дневной стороны проникает в магнитосферу, а затем и в верхнюю атмосферу. Сюда же в период магнитных бурь устремляются частицы из хвостовой части магнитосферы, достигая границ верхней атмосферы в высоких широтах северного и южного полушария. Именно эти заряженные частицы вызывают здесь полярные сияния.

Магнитное поле становится главным препятствием для проникновения в географическую оболочку губительного для живого вещества корпускулярного излучения Солнца. Одновременно магнитосфера пропускает к поверхности планеты рентгеновские и ультрафиолетовые лучи, радиоволны и лучистую энергию, которая служит основным источником тепла и энергетической базой происходящих в географической оболочке процессов. Экспериментально доказаны связи между различными функциями растений и животных в зависимости от их ориентации в магнитном поле. Многоразовые опыты с культурными и дикими растениями показали, что особое расположение зародыша семян по отношению к направлению геомагнитного поля влияет в будущем на темпы роста и ориентацию корней. Это явление в органическом мире Земли получило название магнитотропизма. Разные группы растений не одинаково реагируют на изменения напряженности геомагнитного поля. Семена одних при искусственном от него экранировании образуют больше корней ростовых почек, а у других, например хвойных пород, в этом случае растягивается период покоя, уменьшается всхожесть, снижается поглощение кислорода и в среднем на 30% падает содержание сухого вещества. Накоплено много достоверных фактов о высокой чувствительности к магнитным полям насекомых, птиц, рыб, моллюсков, червей и даже водорослей.

Гравитационное поле Земли — это по­ле силы тяжести. Сила тяжести действует по­всюду на Земле и направлена по отвесу к по­верхности геоида, уменьшаясь по величине от полюсов к экватору. У Земли было бы нормальное гравита­ционное поле при условии наличия у нее фи­гуры эллипсоида вращения и равномерного распределения в нем масс. Однако Земля та­ким телом не является. Разницу между напря­женностью реального гравитационного поля и теоретического (нормального) поля называют аномалией силы тяжести. Эти аномалии бы­вают вызваны как различным вещественным составом и плотностью горных пород, так и видимыми неровностями земной поверхности. Однако далеко не всегда горы вы­зывают увеличение силы тяжести (положи­тельную аномалию), а океанические впади­ны — их недостаток (отрицательную анома­лию). Такое положение объясняется изостазией (от греч. isostasios — равный по весу) — уравновешиванием твердых и отно­сительно легких верхних горизонтов Земли на более тяжелой верхней мантии, находящейся в пластичном состоянии в слое астеносферы. По современным геофизическим представле­ниям, в недрах Земли на определенной глу­бине (глубине компенсации) происходит гори­зонтальное растекание подкоровых масс ве­щества из мест их избытка на поверхности (в виде гор и т. д.) к периферии и выравни­вание давления вышележащих слоев. Сущест­вование астеносферных течений — необходи­мое условие изостатического равновесия зем­ной коры.

При появлении или исчезновении леднико­вой нагрузки в областях древних и современ­ных ледников тоже нарушается изостатическое равновесие. При нарастании массы льда покровных ледников земная кора прогибает­ся, при стаивании льда происходит ее подня­тие. Такие вертикальные движения земной ко­ры называются гляциоизостазией (от лат. glacies — лед). Гляциоизостатические опуска­ния наиболее резко выражены под централь­ными частями современных ледниковых щи­тов — Антарктиды и Гренландии, где ложе ледников местами прогнуто ниже уровня мо­ря. Поднятия особенно интенсивны в облас­тях, недавно освободившихся от материковых льдов (например, в Скандинавии, Канаде), где их суммарные значения за послеледниковое время достигают нескольких десятков метров. Современные скорости поднятия по инстру­ментальным измерениям местами доходят до 1 м в столетие, например на шведском побе­режье Ботнического залива.

Значение силы тяжести исключительно ве­лико. Она определяет истинную фигуру Зем­ли — геоид. Подкоровые течения в астено­сфере вызывают тектонические деформации и движения литосферных плит, создавая круп­ные формы рельефа Земли. Сила тяжести обус­ловливает гравитационные рельефообразующие процессы: эрозию, оползни, осыпи, обвалы, селевые потоки, движение ледников в горах и т. д. Сила тяжести определяет макси­мальную высоту гор на Земле. Она удержи­вает атмосферу и гидросферу, ей подчиняется перемещение воздуха и водных масс. Сила тя­жести помогает людям и многим животным удерживать вертикальное положение. Геотро­пизм — ростовые движения органов расте­ний под влиянием силы земного тяготения — обусловливает вертикальное направление стеблей и первичного корня. Недаром грави­тационная биология, возникшая в эпоху, ког­да человек начал обживать мир без тяжес­ти — Космос, включает растения в число сво­их экспериментальных объектов. Силу тяжести необходимо учитывать при рассмотрении бук­вально всех процессов в географической обо­лочке. Без учета силы тяжести нельзя рассчи­тать исходные данные для запусков ракет и космических кораблей, невозможна гравимет­рическая разведка рудных полезных ископае­мых и нефтегазоносных структур.

Дата добавления: 2016-03-05 ; просмотров: 4884 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Гравитационное поле магнитное поле земли

ъЕНМС Ч НЙТПЧПН РТПУФТБОУФЧЕ, ЕЕ РТПЙУИПЦДЕОЙЕ.

уПУФБЧ Й УФТПЕОЙЕ ъЕНМЙ

йУФЙООПЕ РПМПЦЕОЙЕ ъЕНМЙ ЛБЛ ПДОПК ЙЪ РМБОЕФ уПМОЕЮОПК УЙУФЕНЩ ВЩМП ДПЛБЪБОП Ч XVI ЧЕЛЕ РПМШУЛЙН БУФТПОПНПН оЙЛПМБЕН лПРЕТОЙЛПН (1473-1543). еЗП ПФЛТЩФЙЕ РПУМХЦЙМП ФПМЮЛПН ДМС ТБЪЧЙФЙС БУФТПОПНЙЙ ОБ ОБХЮОПК ПУОПЧЕ.

ъЕНМС РПМХЮБЕФ МЙЫШ 1/2200000000 ДПМА ЬОЕТЗЙЙ уПМОГБ, ОП Й ЕЕ ИЧБФБЕФ ДМС УПЪДБОЙС ВМБЗПРТЙСФОЩИ ЦЙЪОЕООЩИ ХУМПЧЙК.

лПУНПЗПОЙЮЕУЛЙЕ ЗЙРПФЕЪЩ. еЭЕ ЧП ЧТЕНЕОБ ЪБТПЦДЕОЙС ОБХЛЙ П ъЕНМЕ ЧПРТПУ П ЕЕ РТПЙУИПЦДЕОЙЙ ТБУУНБФТЙЧБМУС Ч ФЕУОПК УЧСЪЙ У РТПВМЕНПК РТПЙУИПЦДЕОЙС уПМОЕЮОПК УЙУФЕНЩ Ч ГЕМПН. ч 1755 ЗПДХ РПСЧЙМБУШ ЗЙРПФЕЪБ, ЧЩДЧЙОХФБС ЙЪЧЕУФОЩН ОЕНЕГЛЙН ХЮЕОЩН й.лБОФПН: уПМОЕЮОБС УЙУФЕНБ РТПЙЪПЫМБ ЙЪ ТБУУЕСООПК НБФЕТЙЙ, «РЕТЧЙЮОПЗП ИБПУБ». юБУФЙГЩ «ИБПУБ» ЧОБЮБМЕ ВЩМЙ ОЕРПДЧЙЦОЩ, ОП, РП НЕТЕ ФПЗП ЛБЛ ВПМЕЕ РМПФОЩЕ Й ЛТХРОЩЕ ЮБУФЙГЩ РТЙФСЗЙЧБМЙ НЕОЕЕ РМПФОЩЕ (РП ЪБЛПОХ ЧУЕНЙТОПЗП ФСЗПФЕОЙС), ПОЙ РТЙИПДСФ Ч ДЧЙЦЕОЙЕ. фБЛ ПВТБЪПЧБМЙУШ ЛТХРОЩЕ УЗХУФЛЙ, ЛПФПТЩЕ РТЕДУФБЧМСМЙ УПВПК ПВПУПВМЕООЩЕ ЪЧЕЪДЩ Й РМБОЕФЩ. чБЦОП Ч ЗЙРПФЕЪЕ лБОФБ ФП, ЮФП ХУФТБОЕО ЧПРТПУ П РЕТЧПН, «ВПЦЕУФЧЕООПН», ФПМЮЛЕ (ЛПФПТЩК РТЕДРПМБЗБМ оШАФПО). чУЕ Ч ЬФПК ЗЙРПФЕЪЕ ПВЯСУОСЕФУС ЖЙЪЙЮЕУЛЙНЙ ЪБЛПОБНЙ.

ч ОБЮБМЕ ии ЧЕЛБ ВЩМЙ ЧЩСЧМЕОЩ ОЕЛПФПТЩЕ ПУПВЕООПУФЙ УФТПЕОЙС уПМОЕЮОПК УЙУФЕНЩ, ЛПФПТЩЕ ОЕ ХЛМБДЩЧБАФУС Ч ТБНЛЙ ЗЙРПФЕЪЩ лБОФБ-мБРМБУБ (хТБО ЧТБЭБЕФУС ОБ ВПЛХ, ОЕЛПФПТЩЕ УРХФОЙЛЙ аРЙФЕТБ, уБФХТОБ Й хТБОБ, УБН хТБО Й чЕОЕТБ ЧТБЭБАФУС Ч ДТХЗХА УФПТПОХ). рТПФЙЧ ЗЙРПФЕЪЩ ВЩМЙ Й ОЕЛПФПТЩЕ ЪБЛПОЩ НЕИБОЙЛЙ.

ч 30-И ЗПДБИ ОБЫЕЗП УФПМЕФЙС РПРХМСТОПУФШ РПМХЮЙМБ ЗЙРПФЕЪБ БОЗМЙКУЛПЗП ХЮЕОПЗП д.дЦЙОУБ П ФПН, ЮФП РМБОЕФОЩЕ УЗХУФЛЙ НБФЕТЙЙ ВЩМЙ ЧЩТЧБОЩ ЙЪ уПМОГБ РТЙФСЦЕОЙЕН РТПИПДСЭЕК ВМЙЪЛП ЗЙЗБОФУЛПК ЪЧЕЪДЩ. пО, РП УХФЙ ДЕМБ, ЧЕТОХМУС Л «РТЙМЙЧОПК» ЗЙРПФЕЪЕ ц.вАЖЖПОБ П УЗХУФЛЕ, ЧЩТЧБООПН ЙЪ уПМОГБ ЛПНЕФПК. оП, ЧП-РЕТЧЩИ, ЧЕТПСФОПУФШ ФБЛПЗП УПВЩФЙС Ч ОБЫЕК ПВМБУФЙ зБМБЛФЙЛЙ РТБЛФЙЮЕУЛЙ ТБЧОБ ОХМА, Б ЧП-ЧФПТЩИ, ЛБЛ ПВЯСУОЙФШ У ЬФПК ФПЮЛЙ ЪТЕОЙС НОПЦЕУФЧЕООПУФШ РМБОЕФОЩИ УЙУФЕН? рПИПЦЙЕ ЙДЕЙ ЧЩДЧЙОХМЙ ФБЛЦЕ БНЕТЙЛБОУЛЙЕ ХЮЕОЩЕ ж.нХМШФПО Й ф.юЕНВЕТМЕО.

ч 40-И ЗПДБИ ии ЧЕЛБ ЧОЙНБОЙЕ РТЙЧМЕЛМБ ЗЙРПФЕЪБ ПВТБЪПЧБОЙС РМБОЕФ ЙЪ ФЧЕТДПЗП НЕФЕПТОПЗП ЧЕЭЕУФЧБ, ТБЪТБВПФБООБС УПЧЕФУЛЙН БЛБДЕНЙЛПН п.а.ыНЙДФПН. рП ЬФПК ЗЙРПФЕЪЕ ъЕНМС ПВТБЪПЧБМБУШ ЙЪ ТБЪТЕЦЈООПЗП РЩМЕЧПЗП ПВМБЛБ Ч ТЕЪХМШФБФЕ ОЕХРТХЗПЗП УПХДБТЕОЙС (БЛЛТЕГЙЙ) ФЧЕТДЩИ ЮБУФЙГ РПД ДЕКУФЧЙЕН ЧЪБЙНОПЗП РТЙФСЦЕОЙС. рТЕДРПМБЗБМПУШ, ЮФП ъЕНМС ВЩМБ ЧОБЮБМЕ ИПМПДОПК Й ТБЪПЗТЕМБУШ ЧФПТЙЮОЩН РХФЕН ЧУМЕДУФЧЙЕ ТБДЙПБЛФЙЧОПЗП ТБУРБДБ ФСЦЕМЩИ ЬМЕНЕОФПЧ.

ч ОБУФПСЭЕЕ ЧТЕНС ПВТБЪПЧБОЙЕ уПМОЕЮОПК УЙУФЕНЩ РТЕДУФБЧМСЕФУС УМЕДХАЭЙН ПВТБЪПН:

чУС ЬФБ ЬЧПМАГЙС РТПЙУИПДЙМБ ПЮЕОШ ВЩУФТП (ЧУЕЗП ПЛПМП 100 НМО. МЕФ) Й УМХЮЙМБУШ РТЙВМЙЪЙФЕМШОП 4,7 НМТД. МЕФ ФПНХ ОБЪБД.

рП НЕЦДХОБТПДОПНХ УПЗМБЫЕОЙА 1924 ЗПДБ РТЙОСФЩ УМЕДХАЭЙЕ РПУФПСООЩЕ ЧЕМЙЮЙОЩ ъЕНМЙ:

х РПЧЕТИОПУФЙ ъЕНМЙ ФЕНРЕТБФХТОЩК ТЕЦЙН ПРТЕДЕМСЕФУС ДЧХНС ЙУФПЮОЙЛБНЙ: ФЕРМПН, РПМХЮБЕНЩН ПФ уПМОГБ Й УПВУФЧЕООЩН ФЕРМПН РМБОЕФЩ ЙЪ ЕЕ ОЕДТ. уППФОПЫЕОЙЕ ЬФЙИ ЙУФПЮОЙЛПЧ ФБЛПЧП: УППФЧЕФУФЧЕООП 99,5% Й 0,5%. рТЙФПЛ ЧОХФТЕООЕЗП ФЕРМБ ПЮЕОШ ОЕТБЧОПНЕТОП ТБУРТЕДЕМСЕФУС ОБ ъЕНМЕ Й УПУТЕДПФПЮЕО Ч ПУОПЧОПН Ч НЕУФБИ РТПСЧМЕОЙС ЧХМЛБОЙЪНБ. пДОБЛП РТПЗТЕЧБОЙЕ УПМОЕЮОЩНЙ МХЮБНЙ ТБУРТПУФТБОСЕФУС ЪБ ЗПД ЧЗМХВШ ъЕНМЙ УБНПЕ ВПМШЫЕЕ ОБ 8-30 УН. оЙЦЕ ЬФПК ЗТБОЙГЩ ТБУРПМБЗБЕФУС РПСУ РПУФПСООПК ФЕНРЕТБФХТЩ, УППФЧЕФУФЧХАЭЙК УТЕДОЕЗПДПЧПК ФЕНРЕТБФХТЕ ДБООПК НЕУФОПУФЙ. ч ЫБИФБИ Й ВХТПЧЩИ УЛЧБЦЙОБИ, ХЗМХВМЈООЩИ ОЙЦЕ РПСУБ РПУФПСООПК ФЕНРЕТБФХТЩ, ОБВМАДБЕФУС РПУФЕРЕООПЕ ХЧЕМЙЮЕОЙЕ ФЕНРЕТБФХТЩ У ЗМХВЙОПК. нЕТПК РПЧЩЫЕОЙС ФЕНРЕТБФХТЩ СЧМСАФУС ДЧЕ ЧЕМЙЮЙОЩ: ЗЕПФЕТНЙЮЕУЛБС УФХРЕОШ Й ЗЕПФЕТНЙЮЕУЛЙК ЗТБДЙЕОФ.

ъЕНМС РТЕДУФБЧМСЕФ УПВПА НБЗОЙФ, РПМАУБ ЛПФПТПЗП ОЕ УПЧРБДБАФ У ЗЕПЗТБЖЙЮЕУЛЙНЙ РПМАУБНЙ ЪЕНОПЗП ЫБТБ, ИПФС Й МЕЦБФ ВМЙЪЛП Л ОЙН. рПМПЦЕОЙЕ НБЗОЙФОЩИ РПМАУПЧ НЕОСЕФУС У ФЕЮЕОЙЕН ЧТЕНЕОЙ Ч УЧСЪЙ У ЧЕЛПЧЩН ЙЪНЕОЕОЙЕН НБЗОЙФОПЗП РПМС ъЕНМЙ.

пУПВПЗП ЧОЙНБОЙС ЗЕПМПЗПЧ ЪБУМХЦЙЧБАФ ЙЪНЕОЕОЙС ОБРТСЦЕОЙС НБЗОЙФОПЗП РПМС ОБ ПФДЕМШОЩИ ХЮБУФЛБИ, ЧЩТБЦЕООЩЕ Ч ОБТХЫЕОЙЙ РТБЧЙМШОПУФЙ ЙЪПВТБЦЕОЙС ЙЪПМЙОЙК. ьФП ФБЛ ОБЪЩЧБЕНЩЕ НБЗОЙФОЩЕ БОПНБМЙЙ. рПМПЦЙФЕМШОЩЕ НБЗОЙФОЩЕ БОПНБМЙЙ ХЛБЪЩЧБАФ ОБ ЪБМЕЦЙ ТХД У НБЗОЙФОЩНЙ УЧПКУФЧБНЙ (лХТУЛБС НБЗОЙФОБС БОПНБМЙС Й ДТ.).

пВПВЭЕОЙЕ ДБООЩИ РП ИЙНЙЮЕУЛПНХ УПУФБЧХ ТБЪМЙЮОЩИ ЗПТОЩИ РПТПД, УМБЗБАЭЙИ ЪЕНОХА ЛПТХ, У ХЮЕФПН ЙИ ТБУРТПУФТБОЕОЙС ДП ЗМХВЙОЩ 20 ЛН, ЧРЕТЧЩЕ ВЩМП УДЕМБОП БНЕТЙЛБОУЛЙН ХЮЕОЩН ж.лМБТЛПН. рПМХЮЕООЩЕ ЙН ГЙЖТЩ РТПГЕОФОПЗП УПДЕТЦБОЙС ИЙНЙЮЕУЛЙИ ЬМЕНЕОФПЧ Ч УПУФБЧЕ ЪЕНОПК ЛПТЩ, ЧРПУМЕДУФЧЙЙ ХФПЮОЈООЩЕ б.е.жЕТУНБОПН, РПМХЮЙМЙ РП РТЕДМПЦЕОЙА РПУМЕДОЕЗП ОБЪЧБОЙЕ ЮЙУЕМ лМБТЛБ, ЙМЙ РТПУФП ЛМБТЛПЧ (УН. ФБВМЙГХ).

уПДЕТЦБОЙЕ Ч ЪЕНОПК ЛПТЕ, ЧЕУПЧЩЕ РТПГЕОФЩ

лБЛ ЧЙДОП ЙЪ ФБВМЙГЩ, ТБУРТЕДЕМЕОЙЕ ЬМЕНЕОФПЧ Ч ЪЕНОПК ЛПТЕ ЛТБКОЕ ОЕТБЧОПНЕТОП. РЕТЧЩЕ 8 ЬМЕНЕОФПЧ УПУФБЧМСАФ 97,24% ПФ ЧУЕЗП УПУФБЧБ ЪЕНОПК ЛПТЩ. йЪ ПУФБМШОЩИ ЙЪЧЕУФОЩИ ОБ ъЕНМЕ ЬМЕНЕОФПЧ (Б ЙИ ЧУЕЗП 104) ФПМШЛП ЧПДПТПД, ФЙФБО, ХЗМЕТПД, ИМПТ, ЖПУЖПТ ЧУФТЕЮБАФУС Ч ЛПМЙЮЕУФЧБИ, УПУФБЧМСАЭЙИ ДЕУСФЩЕ ДПМЙ РТПГЕОФБ Ч УПУФБЧЕ ъЕНМЙ.

у ЗМХВЙОПК ИЙНЙЮЕУЛЙК УПУФБЧ ъЕНМЙ НЕОСЕФУС, П ЮЕН УЧЙДЕФЕМШУФЧХАФ ЙЪНЕОЕОЙС РМПФОПУФЙ Й ХРТХЗЙИ УЧПКУФЧ УТЕДЩ, ХУФБОПЧМЕООЩЕ РТЙ ЙЪХЮЕОЙЙ УЛПТПУФЙ РТПИПЦДЕОЙС ЮЕТЕЪ ЪЕНОПК ЫБТ УЕКУНЙЮЕУЛЙИ ЧПМО. оЕ ЧЩЪЩЧБЕФ УПНОЕОЙС, ЮФП Ч УЧСЪЙ У ХЧЕМЙЮЕОЙЕН РМПФОПУФЙ У ЗМХВЙОПК Ч УПУФБЧЕ ЧЕЭЕУФЧБ ъЕНМЙ ЧПЪТБУФБЕФ ТПМШ ФСЦЈМЩИ ЬМЕНЕОФПЧ (Fe, Mg, Cr, Ni, Co).

оЕРПУТЕДУФЧЕООБС ПГЕОЛБ ИЙНЙЮЕУЛПЗП УПУФБЧБ ОЕДТ ъЕНМЙ ОБН ОЕДПУФХРОБ. оП ТЕЫЕОЙА ЬФПК РТПВМЕНЩ РПНПЗБЕФ ЙЪХЮЕОЙЕ НЕФЕПТЙФПЧ. еУМЙ ПРЙТБФШУС ОБ РТЕДРПМПЦЕОЙЕ, ЮФП ПОЙ СЧМСАФУС ПВМПНЛБНЙ РМБОЕФ, НПЦОП РТПЧЕУФЙ ЙЪЧЕУФОЩЕ БОБМПЗЙЙ НЕЦДХ УПУФБЧПН НЕФЕПТЙФПЧ Й ЗМХВПЛЙИ ОЕДТ ъЕНМЙ. уТБЧОЕОЙЕ ДБООЩИ ИЙНЙЮЕУЛПЗП УПУФБЧБ ЦЕМЕЪОЩИ НЕФЕПТЙФПЧ УП УТЕДОЙН ИЙНЙЮЕУЛЙН УПУФБЧПН ЪЕНОПК ЛПТЩ РПЛБЪЩЧБЕФ, ЮФП Ч ОЕДТБИ ъЕНМЙ ТЕЪЛП ХЧЕМЙЮЙЧБЕФУС УПДЕТЦБОЙЕ Fe РТЙ ХНЕОШЫЕОЙЙ УПДЕТЦБОЙС O, Si, Al.

ъЕНОБС ЛПТБ ОБЙВПМЕЕ ОЕПДОПТПДОБ. рП ЗМХВЙОЕ Ч ОЕК ЧЩДЕМСЕФУС 3 УМПС (УЧЕТИХ ЧОЙЪ): ПУБДПЮОЩК, ЗТБОЙФОЩК Й ВБЪБМШФПЧЩК.

пУБДПЮОЩК УМПК ПВТБЪПЧБО НСЗЛЙНЙ, Б ЙОПЗДБ Й ТЩИМЩНЙ ЗПТОЩНЙ РПТПДБНЙ, ЧПЪОЙЛЫЙНЙ РХФЈН ПУБЦДЕОЙС ЧЕЭЕУФЧБ Ч ЧПДОПК ЙМЙ ЧПЪДХЫОПК УТЕДЕ ОБ РПЧЕТИОПУФЙ ъЕНМЙ. пУБДПЮОЩЕ РПТПДЩ ПВЩЮОП ТБУРПМПЦЕОЩ Ч ЧЙДЕ РМБУФПЧ, ПЗТБОЙЮЕООЩИ РБТБММЕМШОЩНЙ РМПУЛПУФСНЙ. нПЭОПУФШ УМПС ЛПМЕВМЕФУС ПФ ОЕУЛПМШЛЙИ НЕФТПЧ ДП 10-15 ЛН. еУФШ ХЮБУФЛЙ, ЗДЕ ПУБДПЮОЩК УМПК РТБЛФЙЮЕУЛЙ РПМОПУФША ПФУХФУФЧХЕФ.

ч ЧПДЕ ПЛЕБОПЧ РТЙУХФУФЧХАФ РПЮФЙ ЧУЕ ЙЪЧЕУФОЩЕ ИЙНЙЮЕУЛЙЕ ЬМЕНЕОФЩ, ПДОБЛП РТЕПВМБДБАФ ФПМШЛП 4: O₂, H₂, Na, Cl. уПДЕТЦБОЙЕ ТБУФЧПТЈООЩИ Ч НПТУЛПК ЧПДЕ ИЙНЙЮЕУЛЙИ УПЕДЙОЕОЙК (УПМЈОПУФШ) ПРТЕДЕМСЕФУС Ч ЧЕУПЧЩИ РТПГЕОФБИ ЙМЙ РТПНЙММЕ (1 РТПНЙММЕ = 0,1 %). уТЕДОСС УПМЈОПУФШ ПЛЕБОУЛПК ЧПДЩ 35 РТПНЙММЕ (Ч 1 М ЧПДЩ 35 З УПМЕК). уПМЈОПУФШ НЕОСЕФУС Ч ЫЙТПЛЙИ РТЕДЕМБИ. фБЛ, Ч лТБУОПН НПТЕ ПОБ ДПУФЙЗБЕФ 52 РТПНЙММЕ, Ч юЈТОПН НПТЕ ДП 18 РТПНЙММЕ.

Источник

Физические поля Земли

17-02-2009, 04:20 | Инфо-справка / Земля | разместил: Редакция ОКО ПЛАНЕТЫ | комментариев: (0) | просмотров: (14 599)

Физические поля Земли

Вокруг земного шара помимо гидросферы * и атмосферы * сконцентрированы еще физические поля. Так называются особые формы материи, отличные от твердых, жидких и газообразных тел, но объединенные свойством создавать условия для взаимодействия на расстоянии источника поля и какого-либо объекта (например, частицы тела, жидкости или газа). Естественно, что эти взаимодействия передаются с некоторой конечной скоростью. Земля имеет два физических поля: гравитационное и магнитное.

Гравитационное поле Земли подчиняется закону всемирного тяготения. Последний был установлен И.Ньютоном в 1747 году и выражает всеобщее свойство материи, состоящее в том, что сила взаимного притяжения двух материальных точек пропорциональна произведению масс этих точек, деленному на квадрат расстояния между ними. Коэффициент пропорциональности называется гравитационной постоянной. Математически эта сила выражается формулой

Для случая гравитационного поля какого-либо большого небесного тела (например, Земли) формулу, выражающую закон всемирного тяготения, удобно записывать в виде

Если рассматривается тяготеющая точка, которая находится на поверхности небесного тела (например, Земли), то последнюю формулу записывают в виде

Существенно, что ускорение свободно падающей (т.е. падающей в вакууме) материальной точки зависит от места его определения на поверхности Земли. В каждом конкретном случае эту величину можно найти только экспериментально. Если же необходимо ее вычислить, то можно пользоваться приближенной формулой

Одним из самых удивительных свойств гравитационного поля является его всепроницаемость: отгородиться от его воздействия невозможно; оно действует на любой материальный объект и проникает через любой экран. Другим свойством гравитационного поля является то, что его действие, непрерывно убывая, простирается практически на неограниченные расстояния.

Наличие у Земли гравитационного поля является одним из необходимейших условий существования жизни не ней: оно удерживает атмосферу и Мировой океан от их рассеяния в космосе; оно притягивает к поверхности Земли людей, животных и все другие материальные объекты; оно направляет течение рек и создает на поверхности водоемов выталкивающие (архимедовы) силы, удерживающие на ней суда и т.п.

Действие магнитных сил в околоземном пространстве и на доступных глубинах внутри Земли обнаруживается: моментом сил, приложенным к свободно подвешенным магнитным стрелкам; электродвижущей силой (эдс), индуцируемой во вращающихся витках проводника; отклоняющим действием, испытываемым заряженными частицами космического излучения; эффектом поляризации радиоволн и др.

Главное магнитное поле Земли характеризуется напряженностью, которую в первом приближении можно считать распределенной аналогично напряженности однородно намагниченного шара или магнитного диполя. Действительная картина распределения напряженности поля на поверхности Земли очень сложна. Ее представляют специальными картами.

Главное геомагнитное поле имеет вековые вариации. Они проявляются, в частности, в том, что магнитный момент Земли уменьшается, а само поле дрейфует к западу со скоростью 0,15 o в год. Очевидно, эти изменения происходят вследствие изменения интенсивности и топологии токовых систем в проводящем ядре Земли, которые и являются источником поля. Из-за вековых вариаций приходится регулярно составлять магнитные карты заново.

Переменное геомагнитное поле характеризуется изменениями, или вариациями, которые различаются по источнику и продолжительности действия. Выделяют: регулярные вариации, магнитные бури и короткопериодические колебания. Регулярные вариации имеют определенную продолжительность. Примером являются солнечно-суточные и лунно-суточные вариации, у которых период равен солнечным и лунным суткам соответственно. Магнитные бури появляются внезапно, а потом долгое время могут отсутствовать. Их продолжительность может составлять от нескольких десятков минут до нескольких часов. Короткопериодические колебания имеют период от десятых долей секунды до нескольких минут.

Большинство вариаций геомагнитного поля связано с солнечной деятельностью. Связь эта проявляется по-разному. Например, солнечно-суточные вариации усиливаются в том месте земного шара, где освещенность Солнцем в данное время больше, т.е. днем и летом. Некоторые короткопериодические вариации обнаруживают связь с расположением магнитной оси Земли по отношению к Солнцу. В полярных областях геомагнитное поле никогда не бывает спокойным. Магнитные бури имеют тенденцию к повторению через 27 дней. Бури обнаруживают также 11-летнюю цикличность (совпадающую с цикличностью солнечной активности).

Магнитные возмущения, охватывающие всю Землю, называются мировыми магнитными бурями. Они сопровождаются усилением интенсивности полярных сияний, изменением высоты и плотности ионизированных слоев. Это приводит, в частности, к нарушениям связи на коротких волнах. Мировые магнитные бури часто начинаются внезапно. Обычно это происходит через сутки-двое после вспышки на Солнце.

Магнитные бури и некоторые короткопериодические колебания возникают тогда, когда усиливается деятельность Солнца, когда на нем появляются солнечные пятна или вспышки.

Рис. 2.22. Магнитосфера Земли в меридианальном разрезе

Область магнитосферы Земли, которая удерживает в ограниченном объеме заряженные частицы околосолнечной плазмы, называется геомагнитной ловушкой. Последняя образована замкнутыми магнитными силовыми линиями, близкими по форме к силовым линиям магнитного диполя. Она начинается с высот в несколько сотен километров и простирается до границы магнитосферы на дневной стороне Земли в плоскости экватора. Области геомагнитной ловушки, заполненные заряженными частицами (корпускулярным излучением), получили название радиационных поясов Земли. Эти пояса представляют значительную радиационную опасность для космонавтов.

Внешняя часть магнитосферы состоит из магнитных силовых линий, «заметаемых» солнечным ветром с дневной стороны на ночную и образующих на ночной стороне так называемый магнитный шлейф. Процессы, происходящие в магнитном шлейфе Земли на ночной стороне, вносят существенную роль в развитии магнитных возмущений и полярных сияний.

Перемещаясь в магнитном поле Земли, заряженные частицы образуют электрические токи определенного направления. Связанные с этими токами магнитные поля и создают солнечно-суточные вариации.

В периоды солнечной активности поток поступающих от Солнца частиц становится более концентрированным. Причем они прорываются в атмосферу нерегулярно, отдельными группами, вызывая резкие кратковременные изменения магнитного поля земного шара. Это и есть магнитные возмущения, или магнитные бури.

Источник