Medan geomagnetik (GP) dihasilkan oleh sumber-sumber yang terletak di dalam Bumi, serta di magnetosfer dan ionosfer. Ini melindungi planet dan kehidupan di atasnya dari efek berbahaya dari radiasi kosmik. Kehadirannya diamati oleh semua orang yang memegang kompas dan melihat satu ujung panah menunjuk ke selatan dan yang lainnya menunjuk ke utara. Berkat magnetosfer, penemuan-penemuan hebat dibuat dalam fisika, dan masih keberadaannya digunakan untuk navigasi laut, bawah air, penerbangan, dan luar angkasa.
Karakteristik umum
Planet kita adalah magnet yang sangat besar. Kutub utara terletak di bagian "atas" Bumi, tidak jauh dari kutub geografis, dan kutub selatan berada di sebelah kutub geografis yang sesuai. Dari titik-titik ini selama ribuan kilometer ke ruang angkasa, rentangkan garis gaya magnet yang membentuk magnetosfer itu sendiri.
Kutub magnet dan geografis cukup jauh satu sama lain. Jika Anda menggambar garis yang jelas antara kutub magnet, Anda akhirnya bisa mendapatkan sumbu magnetik dengan sudut kemiringan 11, 3 ° terhadap sumbu rotasi. Nilai ini tidak konstan, dan semua karena kutub magnet bergerak relatif ke permukaan planet ini, mengubah lokasinya setiap tahun.
Sifat medan geomagnetik
Layar magnetik dihasilkan oleh arus listrik (muatan bergerak), yang dilahirkan dalam inti cair eksternal yang terletak di dalam bumi pada kedalaman yang sangat baik. Ini adalah logam yang mengalir, dan bergerak. Proses ini disebut konveksi. Materi yang bergerak dari nukleus membentuk arus dan, sebagai hasilnya, medan magnet.
Layar magnetik andal melindungi Bumi dari radiasi kosmik. Sumber utamanya adalah angin matahari - pergerakan partikel terionisasi yang mengalir keluar dari korona matahari. Magnetosfer membelokkan aliran kontinu ini, mengarahkannya kembali di sekitar Bumi, karena radiasi keras tidak memiliki efek merusak pada semua makhluk hidup di planet biru.
Jika Bumi tidak memiliki medan geomagnetik, maka angin matahari akan menghilangkan atmosfernya. Menurut satu hipotesis, inilah yang terjadi di Mars. Angin matahari jauh dari satu-satunya ancaman, karena Matahari juga melepaskan sejumlah besar materi dan energi dalam bentuk emisi koronal, disertai dengan aliran kuat partikel radioaktif. Namun, bahkan dalam kasus ini, medan magnet Bumi melindunginya, membelokkan arus ini dari planet.
Layar magnetik mengubah kutubnya kira-kira sekali setiap 250.000 tahun. Kutub utara magnetis menggantikan utara, dan sebaliknya. Para ilmuwan tidak memiliki penjelasan yang jelas tentang mengapa ini terjadi.
Sejarah penelitian
Kenalan orang-orang dengan sifat menakjubkan dari magnetisme terestrial terjadi pada awal peradaban. Sudah di zaman kuno, umat manusia dikenal karena bijih besi magnet - magnetit. Namun, siapa dan kapan mengungkapkan bahwa magnet alami sama-sama berorientasi di ruang angkasa sehubungan dengan kutub geografis planet ini tidak diketahui. Menurut satu versi, orang Cina akrab dengan fenomena ini sejak 1100, namun, mereka mulai menggunakannya dalam praktik hanya dua abad kemudian. Di Eropa Barat, kompas magnetik mulai digunakan dalam navigasi pada 1187.
Struktur dan karakteristik
Medan magnet bumi dapat dibagi menjadi:
- medan magnet utama (95%), sumber-sumber yang ada di luar, melakukan inti arus listrik planet ini;
- medan magnet anomali (4%) yang diciptakan oleh batuan di lapisan atas Bumi dengan kerentanan magnetik yang baik (salah satu yang paling kuat adalah anomali magnetik Kursk);
- medan magnet luar (juga disebut bolak-balik, 1%) berhubungan dengan interaksi terestrial surya.
Variasi geomagnetik reguler
Perubahan dalam bidang geomagnetik dalam waktu di bawah pengaruh sumber internal dan eksternal (sehubungan dengan permukaan planet) disebut variasi magnetik. Mereka dicirikan oleh penyimpangan komponen GP dari nilai rata-rata di lokasi pengamatan. Variasi magnetik memiliki penyesuaian waktu yang berkelanjutan, dan seringkali perubahan tersebut bersifat periodik.
Variasi reguler yang diulang setiap hari adalah perubahan medan magnet yang terkait dengan perubahan diurnal matahari dan bulan dalam intensitas GP. Variasi mencapai maksimum pada siang hari dan selama konfrontasi bulan.
Variasi geomagnetik tidak teratur
Perubahan ini timbul sebagai akibat dari pengaruh angin matahari pada magnetosfer Bumi, perubahan dalam magnetosfer itu sendiri dan interaksinya dengan atmosfer atas yang terionisasi.
- Variasi dua puluh tujuh hari ada sebagai pola pertumbuhan kembali perturbasi magnetik setiap 27 hari, sesuai dengan periode rotasi benda langit utama relatif terhadap pengamat bumi. Tren ini disebabkan oleh adanya daerah aktif berumur panjang di bintang asli kita, yang diamati selama beberapa putarannya. Ini memanifestasikan dirinya dalam bentuk pengulangan 27 hari dari gangguan geomagnetik dan badai magnet.
- Variasi sebelas tahun dikaitkan dengan periodisitas aktivitas pembentukan bintik matahari. Terungkap bahwa selama bertahun-tahun konsentrasi area gelap terbesar pada cakram matahari, aktivitas magnetik juga mencapai maksimum, namun, pertumbuhan aktivitas geomagnetik jauh di belakang rata-rata pertumbuhan matahari rata-rata satu tahun.
- Variasi musiman memiliki dua maksimum dan dua minimum yang sesuai dengan periode titik balik matahari dan waktu titik balik matahari.
- Berabad-abad, berbeda dengan yang di atas, yang berasal dari luar, terbentuk sebagai hasil dari gerakan materi dan proses gelombang dalam inti konduktif cair planet ini dan merupakan sumber utama informasi tentang konduktivitas listrik dari mantel dan inti yang lebih rendah, tentang proses fisik yang mengarah pada konveksi materi, serta tentang mekanisme Generasi geomagnetik bumi. Ini adalah variasi paling lambat - dengan periode dari beberapa tahun hingga satu tahun.
Pengaruh medan magnet pada dunia yang hidup
Terlepas dari kenyataan bahwa layar magnetik tidak dapat dilihat, penghuni planet ini merasakannya dengan sempurna. Misalnya, burung yang bermigrasi membangun rute mereka, dengan fokus pada hal itu. Para ilmuwan mengajukan beberapa hipotesis tentang fenomena ini. Salah satunya menyarankan bahwa burung melihatnya secara visual. Di mata burung yang bermigrasi ada protein khusus (cryptochrom) yang dapat mengubah posisi mereka di bawah pengaruh medan geomagnetik. Para penulis hipotesis ini yakin bahwa cryptochromes dapat memainkan peran sebagai kompas. Namun, tidak hanya burung, tetapi juga penyu menggunakan layar magnetik sebagai navigator GPS.
Eksposur manusia ke layar magnetik
Pengaruh medan geomagnetik pada seseorang pada dasarnya berbeda dari yang lain, apakah itu radiasi atau arus berbahaya, karena itu mempengaruhi tubuh manusia sepenuhnya.
Para ilmuwan percaya bahwa medan geomagnetik beroperasi dalam rentang frekuensi sangat rendah, sehingga memenuhi ritme fisiologis dasar: pernapasan, jantung, dan otak. Seseorang mungkin tidak merasakan apa-apa, tetapi tubuh masih bereaksi terhadapnya dengan perubahan fungsional pada saraf, sistem kardiovaskular dan aktivitas otak. Selama bertahun-tahun, psikiater telah melacak hubungan antara ledakan intensitas medan geomagnetik dan eksaserbasi penyakit mental, yang sering kali mengarah pada bunuh diri.
"Pengindeksan" aktivitas geomagnetik
Gangguan medan magnet yang terkait dengan perubahan dalam sistem arus magnetosfer-ionosfer disebut aktivitas geomagnetik (GA). Untuk menentukan levelnya, dua indeks digunakan - A dan K. Yang terakhir menunjukkan nilai GA. Ini dihitung berdasarkan pengukuran layar magnetik yang dilakukan setiap hari dengan interval tiga jam, mulai pukul 00:00 UTC (Waktu Universal Terkoordinasi). Indeks gangguan magnetik tertinggi dibandingkan dengan nilai-nilai medan geomagnetik pada hari yang tenang untuk lembaga ilmiah tertentu, sementara nilai maksimum dari penyimpangan yang diamati diperhitungkan.
Berdasarkan data yang diperoleh, indeks K. dihitung.Karena fakta bahwa itu adalah kuantitas kuasi-logaritmik (yaitu, ia meningkat dengan persatuan dengan peningkatan perturbasi sekitar 2 kali), tidak dapat dirata-rata untuk mendapatkan gambaran historis jangka panjang dari keadaan medan geomagnetik planet ini. Untuk ini, ada indeks A, yang merupakan nilai rata-rata harian. Ini ditentukan cukup sederhana - setiap dimensi indeks K dikonversi ke indeks setara. Nilai-nilai K yang diperoleh sepanjang hari rata-rata, berkat itu dimungkinkan untuk memperoleh indeks A, nilai yang pada hari-hari biasa tidak melebihi ambang 100, dan selama periode badai magnetik parah dapat melebihi 200.
Karena gangguan medan geomagnetik pada titik yang berbeda di planet ini tidak sama, nilai indeks A dari sumber ilmiah yang berbeda dapat sangat bervariasi. Untuk menghindari kenaikan seperti itu, indeks A yang diperoleh oleh observatorium dikurangi menjadi rata-rata dan indeks global A muncul. Sama dengan indeks Kp, yang merupakan nilai fraksional di kisaran 0-9. Nilainya dari 0 hingga 1 menunjukkan bahwa medan geomagnetik adalah normal, yang berarti bahwa kondisi optimal untuk lintasan dalam rentang gelombang pendek dipertahankan. Tentu saja, terkena aliran radiasi matahari yang cukup intens. Medan geomagnetik 2-titik dicirikan sebagai gangguan magnetik moderat, yang sedikit mempersulit perjalanan gelombang desimeter. Nilai dari 5 hingga 7 menunjukkan adanya badai geomagnetik, yang secara serius mengganggu kisaran yang disebutkan, dan jika terjadi badai yang kuat (8-9 poin), perjalanan gelombang pendek tidak mungkin.
| Ar | Untuk r | Deskripsi |
| 0 | 0 | Tenang |
| 2 | 1 | |
| 3 | ||
| 4 | ||
| 7 | 2 | Lemah marah |
| 15 | 3 | |
| 27 | 4 | Marah |
| 48 | 5 | Badai magnetik |
| 80 | 6 | |
| 132 | 7 | Badai magnet besar |
| 208 | 8 | |
| 400 | 9 |
Efek dari badai magnet pada kesehatan manusia
Efek negatif dari badai magnet mempengaruhi 50-70% populasi dunia. Pada saat yang sama, timbulnya reaksi stres pada beberapa orang diamati 1-2 hari sebelum gangguan magnetik, ketika kilatan diamati di bawah sinar matahari. Bagi yang lain, pada puncaknya atau beberapa saat setelah aktivitas geomagnetik yang berlebihan.
Orang yang tergantung pada meto, serta mereka yang menderita penyakit kronis, perlu melacak informasi tentang bidang geomagnetik selama seminggu, sehingga dengan kemungkinan pendekatan badai magnet, tekanan fisik dan emosional, serta tindakan dan peristiwa apa pun yang dapat menyebabkan stres, dapat dikecualikan.
