Электромагнитное поле земли это кратко

Обновлено: 02.07.2024

Магнитное поле защищает поверхность Земли от солнечного ветра и вредного космического излучения. Оно работает как своеобразный щит — без его существования атмосфера была бы разрушена. Рассказываем, как формировалось и менялось магнитное поле Земли.

Строение и характеристики магнитного поля Земли

Магнитное поле Земли, или геомагнитное поле — магнитное поле, генерируемое внутриземными источниками. Предмет изучения геомагнетизма. Появилось 4,2 млрд лет назад.

Собственное магнитное поле Земли (геомагнитное поле) можно разделить на cледующие основные части:

главное поле,
поля мировых аномалий,
внешнее магнитное поле.

Главное поле

Более чем на 90% оно состоит из поля, источник которого находится внутри Земли, в жидком внешнем ядре, — эта часть называется главным, основным или нормальным полем.

Оно аппроксимируется в виде ряда по гармоникам — ряда Гаусса, а в первом приближении вблизи поверхности Земли (до трех ее радиусов) близко к полю магнитного диполя, то есть имеет такой вид, как будто земной шар представляет собой полосовой магнит с осью, направленной приблизительно с севера на юг.

Реальные силовые линии магнитного поля Земли, хотя в среднем и близки к силовым линиям диполя, отличаются от них местными нерегулярностями, связанными с наличием намагниченных пород в коре, расположенных близко к поверхности.

Из-за этого в некоторых местах на земной поверхности параметры поля сильно отличаются от значений в близлежащих районах, образуя так называемые магнитные аномалии. Они могут накладываться одна на другую, если вызывающие их намагниченные тела залегают на разных глубинах.

Оно определяется источниками в виде токовых систем, находящимися за пределами земной поверхности, в ее атмосфере. В верхней части атмосферы (100 км и выше) — ионосфере — ее молекулы ионизируются, формируя плотную холодную плазму, поднимающуюся выше, поэтому часть магнитосферы Земли выше ионосферы, простирающаяся на расстояние до трех ее радиусов, называется плазмосферой.

Плазма удерживается магнитным полем Земли, но ее состояние определяется его взаимодействием с солнечным ветром — потоком плазмы солнечной короны.

Она отделяется от межпланетного пространства магнитопаузой, где динамическое давление солнечного ветра уравновешивается давлением собственного магнитного поля.

Наглядное представление о положении линий магнитной индукции поля Земли дает магнитная стрелка, закрепленная таким образом, что может свободно вращаться и вокруг вертикальной, и вокруг горизонтальной оси (например, в кардановом подвесе), — в каждой точке вблизи поверхности Земли она устанавливается определённым образом вдоль этих линий.

Поскольку магнитные и географические полюса не совпадают, магнитная стрелка указывает направление с севера на юг только приблизительно.

Вертикальную плоскость, в которой устанавливается магнитная стрелка, называют плоскостью магнитного меридиана данного места, а линию, по которой эта плоскость пересекается с поверхностью Земли, — магнитным меридианом.

Таким образом, магнитные меридианы — это проекции силовых линий магнитного поля Земли на ее поверхность, сходящиеся в северном и южном магнитных полюсах. Угол между направлениями магнитного и географического меридианов называют магнитным склонением.

Далее линии магнитного поля Земли, вообще говоря, не параллельны ее поверхности. Это означает, что магнитная индукция поля Земли не лежит в плоскости горизонта данного места, а образует с этой плоскостью некий угол — он называется магнитным наклонением. Оно близко к нулю лишь в точках магнитного экватора — окружности большого круга в плоскости, которая перпендикулярна к магнитной оси.

Результаты численного моделирования магнитного поля Земли: слева — обычное, справа — во время инверсии

Природа магнитного поля Земли

Впервые объяснить существование магнитных полей Земли и Солнца попытался Дж. Лармор в 1919 году, предложив концепцию динамо, согласно которой поддержание магнитного поля небесного тела происходит под действием гидродинамического движения электропроводящей среды.

Однако в 1934 году Т. Каулинг доказал теорему о невозможности поддержания осесимметричного магнитного поля посредством гидродинамического динамо-механизма.

А поскольку большинство изучаемых небесных тел (и тем более Земля) считались аксиально-симметричными, на основании этого можно было сделать предположение, что их поле тоже будет аксиально-симметричным, и тогда его генерация по такому принципу будет невозможна согласно этой теорем.

Даже Альберт Эйнштейн скептически относился к осуществимости такого динамо при условии невозможности существования простых (симметричных) решений. Лишь гораздо позже было показано, что не у всех уравнений с аксиальной симметрией, описывающих процесс генерации магнитного поля, решение будет аксиально-симметричным, и в 1950-х годах. несимметричные решения были найдены.

С тех пор теория динамо успешно развивается, и на сегодняшний день общепринятым наиболее вероятным объяснением происхождения магнитного поля Земли и других планет является самовозбуждающийся динамо-механизм, основанный на генерации электрического тока в проводнике при его движении в магнитном поле, порождаемом и усиливаемом самими этими токами.

Необходимые условия создаются в ядре Земли: в жидком внешнем ядре, состоящем в основном из железа при температуре порядка 4–6 тысяч кельвинов, которое отлично проводит ток, создаются конвективные потоки, отводящие от твердого внутреннего ядра тепло (генерируемое благодаря распаду радиоактивных элементов либо освобождению скрытой теплоты при затвердевании вещества на границе между внутренним и внешним ядром по мере постепенного остывания планеты).

Силы Кориолиса закручивают эти потоки в характерные спирали, образующие так называемые столбы Тейлора. Благодаря трению слоев они приобретают электрический заряд, формируя контурные токи. Таким образом, создается система токов, циркулирующих по проводящему контуру в движущихся в (изначально присутствующем, пусть и очень слабом) магнитном поле проводниках, как в диске Фарадея.

Она создает магнитное поле, которое при благоприятной геометрии течений усиливает начальное поле, а это, в свою очередь, усиливает ток, и процесс усиления продолжается до тех пор, пока растущие с увеличением тока потери на джоулево тепло не уравновесят притоки энергии, поступающей за счет гидродинамических движений.

Высказывались предположения, что динамо может возбуждаться за счет прецессии или приливных сил, то есть что источником энергии является вращение Земли, однако наиболее распространена и разработана гипотеза о том, что это все же именно термохимическая конвекция.

Изменения магнитного поля Земли

Инверсия магнитного поля — изменение направления магнитного поля Земли в геологической истории планеты (определяется палеомагнитным методом).

При инверсии северный магнитный полюс и южный магнитный полюс меняются местами, и стрелка компаса начинает показывать противоположное направление. Инверсия — относительно редкое явление, которое ни разу не происходило за время существования Homo sapiens. Предположительно, последний раз оно произошло около 780 тысяч лет назад.

Инверсии магнитного поля происходили через интервалы времени от десятков тысяч лет до огромных промежутков спокойного магнитного поля в десятки миллионов лет, когда инверсии не происходили.

Таким образом, не обнаружено никакой периодичности в смене полюсов, и этот процесс считается стохастическим. За длительными периодами спокойного магнитного поля могут следовать периоды многократных инверсий с различной длительностью и наоборот. Как показывают исследования, смена магнитных полюсов может длиться от нескольких сотен до нескольких сотен тысяч лет.

Специалисты из Университета Джонса Хопкинса (США) предполагают, что во время инверсий магнитосфера Земли ослабевала настолько, что космическое излучение могло достигать поверхности Земли, поэтому это явление могло наносить вред живым организмам на планете, а очередная смена полюсов может привести к еще более серьезным последствиям для человечества вплоть до глобальной катастрофы.

Геофизики из Лидского университета Йон Маунд и Фил Ливермор полагают, что через пару тысяч лет произойдет инверсия магнитного поля Земли.

Смещение магнитных полюсов Земли

Впервые координаты магнитного полюса в Северном полушарии были определены в 1831 году, повторно — в 1904 году, затем в 1948 году и 1962, 1973, 1984, 1994 годах; в Южном полушарии — в 1841 году, повторно — в 1908 году. Смещение магнитных полюсов регистрируется с 1885 года. За последние 100 лет магнитный полюс в Южном полушарии переместился почти на 900 км и вышел в Южный океан.

Новейшие данные по состоянию арктического магнитного полюса (движущегося по направлению к Восточно-Сибирской мировой магнитной аномалии через Северный Ледовитый океан) показали, что с 1973 по 1984 год его пробег составил 120 км, с 1984 по 1994 год — более 150 км. Хотя эти данные расчетные, они подтверждены замерами северного магнитного полюса.

После 1831 года, когда положение полюса было зафиксировано впервые, к 2019 году полюс сместился уже более чем на 2 300 км в сторону Сибири и продолжает двигаться с ускорением.

Скорость его перемещения увеличилась с 15 км в год в 2000 году до 55 км в год в 2019 году. Такой быстрый дрейф приводит к необходимости более частой корректировки навигационных систем, использующих магнитное поле Земли, например, в компасах в смартфонах или в резервных системах навигации кораблей и самолетов.

Напряженность земного магнитного поля падает, причем неравномерно. За последние 22 года она уменьшилась в среднем на 1,7 %, а в некоторых регионах, — например в южной части Атлантического океана, — на 10%. В некоторых местах напряженность магнитного поля, вопреки общей тенденции, даже возросла.

Ускорение движения полюсов (в среднем на 3 км/год) и движение их по коридорам инверсии магнитных полюсов (эти коридоры позволили выявить более 400 палеоинверсий) позволяет предположить, что в данном перемещении полюсов следует усматривать не экскурс, а очередную инверсию магнитного поля Земли.

Как появилось магнитное поле Земли?

Специалисты океанографического Института Скриппса и Калифорнийского Университета предположили, что магнитное поле планеты сформировалось благодаря мантии. Американские ученые развили гипотезу, предложенную 13 лет назад группой исследователей из Франции.

Известно, что в течение долгого времени профессионалы утверждали, что именно внешнее ядро Земли генерировало ее магнитное поле. Но потом специалисты из Франции предположили, что мантия планеты была всегда твердой (с момента своего рождения).

Это заключение и заставило ученых задуматься о том, что не ядро могло формировать магнитное поле, а жидкая часть нижней мантии. Состав мантии представляет собой силикатный материал, который считается плохим проводником.

Но так как нижняя мантия должна была оставаться жидкой в течение миллиардов лет, движения жидкости внутри нее не производило электрического тока, а ведь для генерации магнитного поля он был просто необходим.

Сегодня профессионалы считают, что мантия могла быть более мощным проводником, чем считалось прежде. Такое умозаключение специалистов вполне оправдывает состояние ранней Земли. Силикатное динамо возможно только в том случае, если электропроводность ее жидкой части была намного выше и имела низкие показатели давления и температуры.

Практически все элементы Солнечной системы имеют электромагнитные поля. Если рассматривать дипольный магнитный эффект по убыванию, то сначала будет идти Юпитер, а за ним Сатурн, Земля, Меркурий Марс. Как устроено электромагнитное поле нашей планеты? Чтобы ответить на столь непростой вопрос, необходимо проанализировать целый комплекс различных факторов. Начнем с происхождения.

Происхождение электромагнитного поля Земли

Зафиксированные свойства магнитного поля нашей планеты полностью соответствуют теориям о его появления. Колоссальное значение во всем этом отводится принципу гидромагнитного динамо. Данный процесс предполагает, что первоначальная мощность поля постепенно возрастает. Катализатором являются движения электропроводящих веществ, которые находятся в ядре планеты.

Когда температура веществ значительно повышается, увеличивается также проводимость. В результате, даже среда с низким уровнем магнетической мощности способна спровоцировать всплеск электрического тока согласно канонам электромагнитной индукции. Собственно так и образуются новые поля.

В том случае, если поле затухает, то создается тепловая энергия или появляются новые магнитные поля. Результат напрямую зависит от специфики движения. Поэтому первоначальные поля постепенно ослабляются или наоборот усиливаются.

Катализатором усиления становятся ассиметричные движения. Поэтому, основой динамо можно считать движения в среде. Когда описанные условия соблюдены, то процесс увеличения мощности будет продолжаться до того момента, пока силы тока не будут эквивалентны энергетическому притоку, который образуется вследствие гидродинамического движения.

Таким образом, эффект динамо – это возбуждение и способствование сохранению постоянного магнитного поля вследствие перемещения жидкостей или плазменных субстанций. Алгоритм рассматриваемого эффекта чем-то напоминает создание энергетического тока в лабораторных условиях с самостоятельным возбуждением среды. Именно динамо-эффект имеет непосредственное отношение к появлению электромагнитного поля Земли и Солнца.

Структурные компоненты электромагнитного поля

Поле нашей планеты условно подразделяется на 3 структурных компонентах:

Основа, которая испытывает незначительные преобразования во временном факторе (вековые конфигурации). Последние изменения происходили 8000 лет назад, дипольный момент увеличился практически вдвое.
Масштабные аномалии – это погрешность от эквивалентного поля, которая не превышает отметку в 20% напряженности определенных участков до 10 000 километров. Такие аномалии также вызваны временными вариациями. Время постоянно изменяется, при этом данная тенденция сохраняется на протяжении многих столетий. Курская и Сибирская аномалии, наверняка знакомы абсолютно всем. Аномалии проходят стадии смещения, распада и повторного формирования.
Магнитные поля некоторых областей протяжностью до 200-300 километров. Так называемые локальные поля появляются из-за намагниченности горных пород, которые находятся в верхнем шаре планеты Земля. Именно они образуют куры и располагаются необычайно близко к поверхности. Пожалуй, самой мощной аномалией можно считать Курскую.
Переменное или внешнее электромагнитное поле, которое определяется источниками в виде систем тока. Данные конфигурации расположены за пределами коры, а также в атмосфере. Причиной появления внешних полей становятся корпускулярные потоки плазмы. Они выделяются Солнцем, собственно как и солнечный ветер.

Структура наглядно показывает устройство электромагнитного поля нашей планеты.

Характер воздействия магнитного поля на живые организмы

Доподлинно известно, что магнитное поле негативно отражается на жизнеспособности живых организмов. Исследователями проводились всевозможные опыты и эксперименты, которые показали, что электромагнитное поле становится причиной задержки развития, замедления регенерацию клеток. Кроме того, изменяется даже кровяной состав.

В связи с этим, когда начинаются резкие скачки магнитного поля, так называемые бури, значительно ухудшается тонус и состояние организма человека в целом. В особенности это касается людей, чье самочувствие пребывает в непосредственной зависимости с природой.

Физик из Дании Г. Эрстед первым открыл связь электрических и электромагнитных явлений. Именно в его честь названа единица измерения активности электромагнитного поля.

Человек подвергается электромагнитному воздействию, как на производстве, так и в быту. Поэтому учеными были разработаны определенные ограничения. По экспертным оценкам допустимой нормой электромагнитной активности считается мощность в размере 300-700 эрстед. Электромагнитное поле также подкрепляется работой всевозможных радиоприборов.

Реальная физическая взаимосвязь организма человека и электромагнитного поля остается практически неизвестной. Однако факт остается фактом, данные явления негативно воздействуют даже на растения. Таким образом, электромагнитное поле Земли, имеет не только природное происхождение, но и техногенное. Радиоприборы значительно увеличивают мощность полей.

Подведем итоги

Существуют теории, что на определенное время электромагнитное поле Земли и вовсе исчезает. Соответственно, планета на неопределенный срок лишается важнейшего защитного элемента. Впрочем, подобные точки зрения не находят реального подтверждения.

Некоторые ученые полагают, что ключевым элементом остается атмосфера, а важность электромагнитного поля чрезмерно преувеличена. В частности, такого мнения придерживается известный биолог Медников. В любом случае, данная тема требует дополнительного изучения и новых масштабных исследований.

Каждый школьник знает, что земля имеет свое электромагнитное поле и находится внутри этого поля, как в объеме невидимого кокона.

Невидимый кокон разделен и имеет 9 условных сфер, самой близкой к земле является биосфера.

Биосфера – это воздушное пространство пустоты, в которой возможна биологическая жизнь, в данном случае, возможна наша жизнь и проявление материальных вещей и явлений.

Воздушное пространство земли насыщено водой, оно имеет определенный процент влажности, но эту воду в воздухе никто не видит.

Воздух состоит из нанокапель, поэтому вода не видна.

Как известно, вода хорошо проводит электрический ток свободного проявления, который можно назвать энергией эфира, энергией жизни, энергией движения, энергией проявления жизни всех условно живых земных существ.

Вода находится везде, в воздухе, в земле, на земле, над землей.

Земля состоит из металлических и кристаллических решеток, таков ее каркас, по решеткам проходит электрический ток в свободном проявлении, т.о. земля тоже является существом, организмом, формой, телом и т.д.

На поверхности полюсов земли ее ось имеет минусовое значение, а на экваторе плюсовое.

На полюсах вечные льды и снега, на экваторе жара.

Разность этих потенциалов создает электромагнитную решетку земли, по ней течет ток.

Земная решетка и ее каркас, это сложная невидимая конструкция, имеющая единую причинно – следственную связь.

Сейчас тело земли повысило частоту своей вибрации, что послужило причиной изменения конструкции решетки и каркаса и земля начала видоизменяться.

Тело земли может разрушиться, если электромагнитное поле ослабнет, или исчезнет совсем.

Выемка кристаллов и металлов из тела земли разрушает ее решетку и каркас. Места их разработок превращаются в мертвую зону отчуждения. Безжизненные территории расширяются, земля самоуничтожается.

Давно пора переходить на свободное электричество, пока ещё земля окончательно не разрушилась.

Электромагнитное поле земли создает радиационный фон. Аномальные зоны земли говорят о повышенном радиационном фоне. В этих зонах существование смертельно опасно.

Другие аномальные зоны называются местами силы, куда, как магнитом притягиваются люди, чтобы излечиться, зарядиться энергией.

Электромагнитное поле земли вибрирует на определенной частоте в конкретном волновом диапазоне, и повышение частоты является естественным условием мутаций, преобразований, преображений, трансформаций, обнуления и обновления всего живого на земле и самого тела земли.

Радиационный фон электромагнитного поля создает радиационное излучение, которое усиливает свое воздействие на всё живое, если повышается частота колебания этого поля.

Тело человека постоянно находится в условиях радиационного воздействия электромагнитного поля земли и само излучает разноцветное свечение, которое имеет свои границы и называется его индивидуальной аурой.

Чем выше вибрации тела земли, тем мощнее его радиационный фон, то же самое происходит с телом человека.

Я внимательно слушал, даже не задавал вопросов, вроде всё понятно и просто.

Он продолжал говорить, а я слушал.

Конкретный уровень частоты имеет свой цветовой фон. Все цвета радуги проявляются в бесцветии, прозрачности пустоты.

Через прозрачность пустоты человек видит то, что не является прозрачным.

Тело человека является непрозрачной формой, поэтому его видно в прозрачности пустоты. Оно само, как некий объем, находится в большем объеме.

Совместился с составляющими большего объема, т.е. приспособился и адаптировался, значит, сможешь выжить, не совместился, выжить не сможешь.

Тело находится в комнате, комната в квартире, квартира в доме, дом в районе города, город в стране, страна на земле, земля в солнечной системе, солнечная система в галактике, галактика во вселенной, вселенная в пространстве вечности, пространство вечности в пустоте прозрачности, а всё это находится внутри человека, который всё это так образно представляет.

Всё это есть только образные представления конкретного так представляющего всё это человека.

Можно сказать, что всё это находится в уме, голове человека.

- Получается, что тело, находится внутри какого – то большего объема, например, в комнате, но сама комната находится внутри человека, как образное представление.

Магнитное поле Земли — это гигантское магнитное силовое поле, окружающее всю Землю, которое защищает планету от космического излучения; это магнитосфера Земли.

Магнитное поле Земли также называют геомагнитным полем.

Магнитное поле Земли, рисунок NASA

Это силовое поле можно представить, будто через ядро Земли проходит длинный намагниченный стержень. Северный полюс магнита расположен около географического Северного полюса (Земли), а южный полюс магнита — около Южного полюса.

Их называют геомагнитными полюсами Земли. Но они не находятся прямо у полюсов. Например, северный магнитный полюс отходит от северного географического полюса на 1400 км.

Это силовое поле простирается дальше, в космос на десятки тысяч километров.

На данный момент магнитное поле Земли ослабевает со скоростью в 5% каждые 100 лет.

Значимость магнитного поля

Учёные уверены, что магнитное поле Земли играет важную роль в том, чтобы наша планета была пригодной для жизни. Магнитное поле защищает поверхность Земли от солнечного ветра и вредного космического излучения. Оно работает как своеобразный щит — без его существования атмосфера была бы разрушена.

Как появляется магнитное поле Земли

До конца ещё неизвестно правда это или нет, но учёные считают, что магнитное поле генерируется глубоко в ядре Земли.

По словам учёных, прямо в центре Земли есть твёрдое внутреннее ядро, которое состоит в основном из железа. Это железо имеет температуру в 5700° С, но сокрушительное давление (вызванное силой тяжести) не даёт ему превратиться в жидкость.

Вокруг него находится внешнее ядро — слой железа, никеля и других металлов. У него более низкое давление, чем у внутреннего ядра, т. е. металл здесь жидкий.

Существуют различия между этими двумя слоями (в температуре, давлении, составе). Таким образом, во внешнем ядре происходят конвекционные токи (перемещение электрических зарядов) в жидком металле. Тёплое и обладающее меньшей плотностью вещество поднимается, и наоборот — более холодное и плотное погружается вниз.

Потом заряженные металлы проходят через созданные поля и продолжают создавать уже собственные электрические токи, и этот бесконечный цикл продолжается. Этот цикл называется геодинамо.

Из чего состоит магнитное поле Земли

Геомагнитное поле состоит из:

главного геомагнитного поля (производится во внешнем ядре Земли);
аномального геомагнитного поля (производится намагниченными горными породами);
внешнего геомагнитного поля (производится взаимодействиями между Солнцем и Землёй).

Виды магнитных полей Земли

Магнитное поле Земли делится на четыре вида:

дипольное поле;
поле материковых аномалий;
поле региональных аномалий;
поле локальных аномалий.

Как магнитное поле измеряется?

Измерения магнитного поля Земли наблюдаются в магнитных обсерваториях. Для измерения поля в магнитных обсерваториях используются различные магнитометры.

Магнитометр Fluxgate, созданный в рамках проекта Аполлон — Национальный музей природы и науки в Токио, Япония

Магнитные съёмки можно сделать по-разному: на суше, на воде, по воздуху или спутником.

Магнитное поле Земли в Гауссах

Индукция магнитного поля Земли составляет примерно 0,5 Гаусса (эта величина варьируется от 0,3 до 0,6 Гс).

Магнитное поле Земли в Теслах

Величина магнитного поля Земли колеблется между 0,00003 – 0,00005 тесла (на широте 0° будет приблизительно 0,00003 Тл, а на широте 50° — 0,00005 Тл).

Какие изменения наблюдались в магнитном поле Земли

Изменение полярности

По данным NASA, магнитное поле Земли изменило свою полярность уже несколько раз за последние тысячелетия.

Например, если бы мы жили 800 000 лет назад и, с магнитным компасом, направлялись бы на то, что мы сейчас называем севером, стрелка бы указывала на юг. Таким образом, они заявляют, что даже если магнитное поле Земли (опять) изменит свою полярность, никакого конца света от этого не произойдёт.

Они заявляют, что это изменение полярности является даже правилом, а не исключением: за последние три миллиарда лет они менялись сотни раз.

Изменения позиции магнитного полюса

Учёные уже давно выяснили, что магнитный полюс находится в постоянном движении.

В 1831 году британские исследователи Джон Росс и Джеймс Кларк Росс обнаружили координаты Северного магнитного полюса.

Капитан Джон Росс, около 1830 г.

В 1904 году норвежский исследователь Руаль Амундсен снова нашёл полюс и понял, что тот сдвинулся за эти 73 года на 50 км.

И это движение полюса не остановилось: он двигался со средней скоростью 10 км/год. Однако недавно, как заявляют учёные, он начал ускоряться, иногда достигая 40 км/год.

Таким образом, они считают, что уже через несколько десятилетий он оставит Северную Америку и достигнет Сибири.

Ещё меняются и показания компаса. Например, в Африке они отклоняются на 1 градус каждые 10 лет.

Магнитное поле ослабевает

Сравнительно с 19-м веком оно стало слабее на 10%. Однако профессор Калифорнийского университета Гари Глатцмайер уверяет, что это довольно незначительные изменения, в сравнении с тем, что происходило с магнитным полем ранее.

Земля защищена от воздействия корпускулярной радиации своим электромагнитным полем. Если у планеты нет электромагнитного поля, то существование атмосферы и жизни там невозможно. Магнитное поле защищает биосферу Земли от потоков заряженных частиц, т.е. корпускулярной радиации. Если бы радиация достигла поверхности Земли, то она разложила бы все атомы и молекулы атмосферы на ионы и электроны, т.е. уничтожила бы ее. Магнитное поле Земли довольно стабильно и неизменно, что обеспечивает существование биосферы.[ . ]

ПОЛЕ ЗЕМЛИ РАДИОВОЛНОВОЕ — высокочастотное электромагнитное поле, создаваемое радиостанциями и радиоизлучением планет и звезд. Это поле взаимодействует с электромагнитными полями, создаваемыми живыми существами. Роль такого взаимодействия пока недостаточно ясна.[ . ]

Электромагнитный фон в окружающей нас природной среде, в основном, определяется под воздействием солнечного ветра, который представляет собой поток электромагнитной энергии и поток заряженных частиц, взаимодействующих с магнитным полем Земли.[ . ]

Электромагнитные воздействия. Вся биота экосферы существует под воздействием магнитного поля Земли. За миллионы лет эволюции биологические системы приспособились к географическим особенностям, уровню и колебаниям магнитного поля и природных электромагнитных воздействий.[ . ]

Электромагнитное поле Земли естественного происхождения проявляется в виде разнопериодных вариаций, частотный спектр которых составляет полосу от 10“4 до 102 Гц. Интенсивность вариаций зависит от солнечной активности, географического положения и геологического строения места наблюдения. Особенности геологического строения в большей степени отражаются на характере распределения электрической компоненты, какболее чувствительной к гетерогенности строения литосферы, но проявляются также и в поведении магнитной составляющей. Максимумы интенсивности вариаций естественного электромагнитного поля приходятся на годы солнечной активности.[ . ]

Электромагнитные воздействия. Вся биота экосферы существует под воздействием магнитного поля Земли. За миллионы лет эволюции организмы приспособились к географическим особенностям, уровню и колебаниям магнитного поля и природных электромагнитных воздействий. Известно, что на человека непрерывно действуют естественное электрическое поле напряженностью 120—150 В/м и магнитное поле Земли напряженностью 24—40 А/м. Размах этих значений связан с электромагнитными явлениями в атмосфере и ионосфере Земли и зависит от солнечной ативности. Предполагают, что на изменения геомагнитной активности в первую очередь реагируют центральная нервная и сердечно-сосудистая системы. Есть данные, что во время магнитных бурь увеличивается смертность от сердечно-сосудистых заболеваний, возрастает число дорожно-транспортных происшествий и других аварий.[ . ]

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ (ВОЛНОВОЕ) ИЗЛУЧЕНИЕ сбЛНЦА — включает весь диапазон диин волн — от низкочастотных радиоволн до гам-ма-нзлучения. Коротковолновое (ультрафиолетовое и рентгеновское) излучение, с даннами волн от нескольких ангстрем (А) до 1000 А, почти полностью поглощается в верхних слоях земной атмосферы, приводит к их ионизации, т.е. к появлению ионосферы. Основные параметры ионосферы — концентрация электронов, распределение концентрации с высотой — существенно зависят от солнечной активности. Ионосфера яаляетсл естественным экраном, препятствующим проникновению к Земле радиоволн космического происхождения ка частотах от нескольких герц до нескольких мегагерц. При изменении уровня солнечной активности иктенскБкость излучения в вышеназванном диапазоне сильно меняется (близ 10 А — 1000 раз). Текущие в ионосфере электрические токи, изменяющиеся при вариациях коротковолнового излучения Солнца, оказывают алияние на фоновые электромагнитные поля на поверхности Земли в области сверхнизких частот.[ . ]

ПОЛЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ — слабое физическое поле, возникающее на Земле в целом и регионально на ее поверхности, а также создаваемое живыми организмами (их клетками, тканями и т. д.). Взаимодействие электромагнитных полей интенсивно изучается. Роль их в жизни природы велика, но недостаточно изучена.[ . ]

Электромагнитные поля окружают нас постоянно. Однако человек различает только видимый свет, который занимает лишь узкую полоску спектра ЭМВ — электромагнитных волн (рис. 10.1). Глаз человека не различает ЭМП, длина волны которых больше или меньше длины световой волны, поэтому мы не видим излучений промышленного оборудования, радаров, радиоантенн, линий электропередач и др. Все эти устройства, как и многие другие, использующие электрическую энергию, излучают так называемые антропогенные ЭМП, которые вместе с естественными полями Земли и Космоса создают сложную и изменчивую электромагнитную обстановку.[ . ]

Электромагнитное поле Земли — электромагнитная оболочка выявляется в виде физического вакуума. Она перекрывается электромагнитным полем Солнца и простирается примерно от 300 до 1000 км выше уровня геоида [1]. Самым характерным признаком его является, что здесь в этой пустоте сказывается тяготение нашей планеты. Это для нас становится фактом из того, что такую высоту над уровнем геоида имеют самые высокие лучи полярных сияний, теснейшим образом связанных с мельчайшими материальными частицами, электрически заряженными, подчиненными тяготению нашей планеты (§ 7). [. ] 61.[ . ]

Земля представляет собой как бы огромный магнит, воображаемая ось которого лежит близко к оси вращения планеты. Магнитосфера — это зона проявления магнитных свойств космического тела. Геомагнитное поле относится к естественным электромагнитным полям и, как и гравитационное поле, является всепроникающим и всеохватывающим физическим фактором, миллиарды лет влиявшем на эволюцию организмов биосферы и на процессы, происходящие на Земле и в окружающем ее пространстве в наши дни.[ . ]

Электромагнитное поле Земли служит для биосферы своеобразным щитом и является важным экологическим фактором. Опыты над животными показали, что заметное уменьшение геомагнитного поля так же, как и экранировка от электрических полей, вызывают изменения процессов жизнедеятельности. Если естественное поле Земли необходимо для живого мира, то сильные электромагнитные излучения от искусственных источников способны оказать губительное воздействие на человека, растения, животных и привести к значительным функциональным нарушениям. Всемирная организация здравоохранения включила электромагнитное загрязнение среды обитания в число наиболее важных экологических проблем.[ . ]

Вещество электромагнитного поля, мельчайшие материальные частицы, вероятно, сложным путем следуют суточному вращению планеты с большим, вероятно, запозданием. Сложность процессов, которые здесь идут, еще увеличивается тем, что здесь должно проявляться ферромагнитное поле нашей планеты, независимое от поля ее тяготения. Этот вопрос может быть решен изучением металлических метеоритов и металлической космической пыли. Вопрос этот будет, может быть, решен точным наблюдением. Если будут проявляться влияния ферромагнитного поля Земли на железо-никелевые метеориты и такую же космическую пыль, то в распределении их при падении на поверхность Земли должны проявляться магнитные полюса Земли и на этих местах должно быть увеличенное количество этих ферромагнитных космических тел.[ . ]

К естественным электромагнитным полям (ЭМП) относится магнитное поле (ГМП) Земли. Существует множество гипотез происхождения ГМП, в том числе гипотеза о существовании фундаментального закона природы, согласно которому всякое вращающееся тело обладает магнитным моментом. Современные данные о вековых вариациях и многократных изменениях полярности геомагнитного поля удовлетворительно объясняются гипотезой о гидромагнитном динамо. Согласно этой гипотезе в электропроводящем жидком ядре Земли могут происходить достаточно сложные и интенсивные движения, приводящие к самовозбуждению магнитного поля, аналогично генерации тока и магнитного поля в динамомашине с самовозбуждением.[ . ]

Помимо главного поля вклад в полное поле, наблюдающееся на поверхности Земли, дают еще аномальное поле и внешнее электромагнитное поле. Однако сферический анализ не отражает этих полей, так как они очень малы по сравнению с главным. Таким образом, уравнения (4.21) до настоящего времени могут быть использованы только для анализа главного геомагнитного поля и его вековых вариаций.[ . ]

Для нас важно, что электромагнитное поле Земли — ионосфера (см. § 96) охвачено, по-видимому, теми же молекулами и атомами и, помимо прочего, электромагнитным полем Солнца. По-видимому, галактическое пространство Млечного пути и пространство Солнечной системы захвачены рассеянным газом. Пустоты нет. По работам Института Карнеги в Вашингтоне половина Млечного пути захвачена такой газовой пылью.[ . ]

Жизнь тесно связана с электромагнитными явлениями и без них невозможна. Считается, что без магнитного поля жизнь на Земле вообще не развивалась бы, так же как без солнечной энергии, воды или некоторых химических элементов. Возникающие время от времени геомагнитные возмущения влияют на физико-химические процессы и через них — на направленность биохимических реакций. Во многих случаях магнитное поле определяет и поведение живых существ. Установлено, что дикие животные избегают линий электропередач высокого напряжения, а олени и серны отказываются есть корм из кормушек, расположенных под ними даже в самые суровые периоды бескормицы. Для человека неблагоприятно резкое изменение характера воздействия магнитного поля, в частности, связанное с быстрым перемещением из одной точки планеты в другую, и особенно если это перемещение происходит с запада на восток.[ . ]

Основные источники этого воздействия — электромагнитные поля от линий электропередач (ЛЭП), от радиотелевизионных (РТС) и радиолокационных станций (РЛС). На территории СНГ общая протяженность только ЛЭП — 500 кВ превышает 20 ООО км (помимо ЛЭП-150, ЛЭП-300 и ЛЭП-750). Все эти ЛЭП создают электромагнитные поля промышленных частот (50 Гц) в сотни раз выше уровня естественных полей. Напряженность поля (Е) под ЛЭП может достигать десятков киловольт на метр в месте максимального провисания проводов, в точке проекции крайних проводов на землю и в 5 м от нее кнаружи от продольной оси трассы. Неблагоприятное воздействие электромагнитного поля от ЛЭП проявляется уже при его напряженности 1000 В/м. У человека нарушаются обменные процессы, функции головного и спинного мозга и др.[ . ]

Солиечно-земные связи и биосфера. Взаимодействие физических полей с биосферой в настоящее время рассматривают, как уже указывалось, под углом зрения солнечно-земных связей. Начальным звеном этой причинно-следственной зависимости являются процессы, протекающие на Солнце. Электромагнитные и корпускулярные излучения Солнца и Космоса активно взаимодействуют с магнитосферой, которая хотя и является определенной защитой околоземного пространства от этих потоков, но с другой стороны, магнитосферные процессы и ее флуктуации влияют вместе с Солнцем на состояние атмосферы, литосферу и гидросферу Земли, на живые организмы. За столетний период выявлены циклические колебания в жизни растительного, животного мира и людей, совпадающие с периодами циклических колебаний активности Солнца и возмущенности магнитосферы Земли [24]. Исследование этих зависимостей имеет большое практическое значение для прогнозирования наводнений, засух, неблагоприятного периода для здоровья людей и т. п. Четкая зависимость от периодичности солнечной активности прослеживается в чередовании толщины годичных колец деревьев.[ . ]

Вследствие разности потенциалов между корпусом электроустановки 1 и землей возникает ток /р, который, проходя через реле 5, замыкает его контакты, подавая питание на отключающую катушку 3. Под влиянием возникшего электромагнитного поля внутрь нее втягивается сердечник 4, вызывая отключение автоматического выключателя 2, и установка обесточивается.[ . ]

Зона ограниченной застройки определяется как территория, где на высоте 2 м от поверхности земли ПДУ превышены. Внешнюю границу этой зоны находят на максимальной высоте зданий перспективной застройки, на уровне верхнего этажа которых ПДУ электромагнитного поля не превышены.[ . ]

Под лазерным понимают монохроматический, т.е. одной определенной частоты, когерентный (согласованный во времени) и уэконаправ-ленный поток электромагнитных волн оптического диапазона, излучаемый квантовым генератором. От других источников света его отличает ряд существенных особенностей. Так, узконаправленный лазерный пучок имеет весьма малый угол раскрытия (около 10 рад). При испускании с Земли на Луну он дает пятно диаметром всего 3 км. Кроме того, лазеры — наиболее мощные источники энергии в оптическом диапазоне. За кратчайший период (до 10" с) мощность их излучения достигает 5-10 Вт/см2. У Солнца она равна только 7107 Вт/см2, причем суммарно по всему оптическому спектру. В узком же интервале, соответствующем излучению светового диапазона, мощность излучения Солнца составляет лишь 0,2 Вт/см2. И наконец, напряженность электрического поля в лазерной волне достигает 10 -1012 В/см, что превышает ее внутриатомные значения. В общем случае лазерное излучение может быть создано в диапазоне волн от 0,2 до 1000 мкм, т.е. охватывает ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную области.[ . ]

Но Солнце дает нашей планете не только тепловую и световую энергию, ее перестраивающую. Мы знаем теперь, что верхняя оболочка (§ 95) нашей планеты, электромагнитное поле Земли захватывается материально и реально электромагнитным полем Солнца.[ . ]

В целом на совокупность частиц в пределах активного пространства действуют электрическая гас!Е - в направлении распространения волны) и магнитная (Ввихр) компоненты электромагнитной волны, а также магнитная и электрическая компоненты джозефсоновской генерации среды. Поляризация частиц осуществляется в направлении распространения электромагнитной волны перпендикулярно плоскости поверхности Земли (рис. 6.9). Ориентация полюсов наведенного частицами магнитного поля происходит в направлении проекции наведенного поля на магнитное поле Земли: в северном полушарии - с северным полюсом магнита в верхней (по высоте) части поляризованной системы, в южном полушарии - с южным полюсом в верхней части системы.[ . ]

В городах и населенных пунктах в последние годы резко увеличилась сеть сверхвысоковольтных линий электропередачи (500—750—1150 кВ), которые являются мощными источниками электромагнитного поля, так называемой пр омышленной частоты (50 Гц). Их воздействие неблагоприятно отражается на развитии сельскохозяйственных культур, возделываемых на территориях, непосредственно прилегающих к этим зонам. Создаваемый вблизи поверхности земли в самой верхней части грунтовой толщи электромагнитный фон может достигать на отдельных ограниченных участках величины десятков вольт на один метр расстояния. При напряженности поля в земле почвогрунты уплотняются, в них изменяются и замедляются биохимические процессы, деформируются клетки в почвенных микроорганизмах и т. п. [7].[ . ]

Магнитный векторный потенциал д оказывает на водный ассоциат потенцирующее действие, увеличивая состояние намагниченности.[ . ]

Первым, самым количественно незначительным, эколого-энергетиче-ским лимитом является исчезающе малое энергетическое воздействие, выступающее как импульс последствий, превышающих начальный толчок в 10—108 раз. Такого рода связи были предположены космофизиком Р. Хеллуэлом и исследованы Чун Гун Паком и Фрезером-Смитом для зависимости напряженности магнитного поля Земли от передачи электроэнергии на большие расстояния1. Падение его напряженности особенно четко наблюдается в последние 80 лет — со времени появления первых ЛЭП. При сокращении передачи электроэнергии по выходным дням регистрируется некоторая стабилизация в напряженности магнитного поля. Недельной периодичности естественного происхождения быть не может: неделя придумана людьми для удобства исчисления времени. Из совпадения периода появления первых крупных ЛЭП с началом заметного падения напряженности магнитного поля Земли и из недельных его колебаний и следует гипотетический вывод, сделанный американскими учеными. Значение слабых энергетических воздействий, так называемых триггерных эффектов, для природы осознается все в большей степени, поэтому теоретическая ценность лимита исчезающе малых величин, вызывающих миллионнократно более мощные последствия, несомненна. Следует лишь учесть, что энергия электромагнитного поля мала только по сравнению с другими энергетическими источниками. Само же антропогенное изменение электромагнитной составляющей достигает тысяч и миллионов раз.[ . ]

Солнечно-земные связи. Так принято называть ответные реакции географической оболочки на изменения солнечной активности. В настоящее время солнечную активность связывают с регулярным образованием в атмосфере Солнца пятен, факелов, вспышек, протуберанцев. В середине XIX в. швейцарский астроном Р. Вольф вычислил количественный показатель солнечной активности, известный во всем мире как число Вольфа. Этот индекс используют в тех случаях, когда стремятся установить число групп солнечных пятен и строение каждой из них. Обработав накопленные к середине прошлого века материалы наблюдений за солнечными пятнами, Вольф смог установить средний 11-летний цикл солнечной активности. Фактически же интервалы времени между годами максимальных или минимальных чисел Вольфа колеблются от 7 до 17 лет. Одновременно с 11-летним циклом протекает вековой, точнее 80—90-летний, цикл солнечной активности. Несогласованно накла-дываясь друг на друга, они вносят заметные изменения в процессы, совершающиеся в географической оболочке. Энергетической базой солнечно-земных связей выступает энергия электромагнитного и корпускулярного излучения. На пути к поверхности Земли солнечное излучение преодолевает несколько преград: межпланетную среду, нейтральную атмосферу, ионосферу и геомагнитное поле (рис. 6).[ . ]

Читайте также: