Жердің магнит өрісі қалай жұмыс істейді
Мазмұны
Біздің ғаламшарымызда өмірді сақтауға және дамытуға жағдай жасайтын көптеген процестер бар. Олардың кейбірі көзге көрінбегенімен, тіршілік үшін аса маңызды рөл атқарады. Осындай табиғи құбылыстардың бірі – Жердің магнит өрісі. Бұл күшті қорғаныс қабаты планетаны ғарыштық радиациядан қорғайды, атмосфераны ұстап тұруға көмектеседі және тірі ағзалардың қалыпты өміріне жағдай жасайды. Компасты қолдану, спутниктердің тұрақты жұмысы мен солтүстік шұғыласы да осы өріспен тікелей байланысты. Оның құрылымы мен қызметін дұрыс түсіну үшін ішкі табиғи механизмдерге ғылыми тұрғыдан қарау қажет.
Геомагниттік өрістің пайда болу негізі
Жердің магнит өрісі оның терең қойнауында орналасқан ядроның қозғалысынан пайда болады. Ядро екі бөліктен тұрады: ішкі қатты және сыртқы сұйық қабат.
- Ішкі ядро негізінен темір мен никельден тұрады және өте жоғары температура мен қысым жағдайында болады. Соған қарамастан, ол өз массасының салмағымен қатты күйін сақтап тұрады.
- Сыртқы ядро – сұйық металлдан тұратын қабат, ол үздіксіз айналымда болады. Жердің айналуы мен жылулық конвекция сыртқы ядроның ішінде қозғалыстар туғызып, тұрақты ағындар түзеді.
- Осы қозғалыстағы металл иондары электр тогын тудырады. Ал бұл токтар өз кезегінде магнит өрісін қалыптастыратын күш сызықтарын жасайды.
- Бұл процесс «геодинамо» деп аталады. Ол өз-өзін күшейтіп, миллиардтаған жыл бойы магнит өрісінің тұрақтылығын қамтамасыз етеді.
Осындай табиғи механизм Жерді Күн жүйесіндегі ерекше планеталардың біріне айналдырады, өйткені әрбір ғаламшарда мұндай күшті магнит өрісі бола бермейді.
Магнитосфераның пішіні мен қызметі
Жердің магнит өрісі тек атмосферамен шектеліп қалмайды, ол кеңістікке созылып, арнайы қорғаныс қабығын – магнитосфераны түзеді.
- магнитосфера – Жерді қоршап тұратын және Күн желінен қорғайтын аймақ;
- бұл қабаттың пішіні Күн жағынан қысылған, ал қарсы беті ұзарып, тамшы тәрізді формаға ие;
- оның ішінде Ван Аллен радиациялық белдеулері орналасқан, бұл жерде зарядталған бөлшектер ұсталып қалады;
- магнитосфераның арқасында Күннен келетін зиянды радиацияның көп бөлігі Жер бетіне жетпей, кеңістікке ауытқиды;
- күн белсенділігі күшейген сәттерде геомагниттік дауылдар пайда болып, солтүстік және оңтүстік шұғыласына себеп болады, сонымен қатар техникалық жүйелерге де әсер етуі мүмкін.
Егер осындай қорғаныс болмағанда, Жер Марс сияқты атмосферасынан айырылып, тіршілікке жарамсыз болар еді.
Магнит өрісінің тіршілікке және бағыт-бағдар жүйесіне әсері
Магнит өрісі адам өмірі мен техникаға ғана емес, тірі ағзалардың бағыт табу қабілетіне де тікелей әсер етеді. Бұл өріс биологиялық процестерге де ықпал етеді.
- Компас тілі магнит өрісінің сызықтары бойынша бағытталып, солтүстікті көрсетеді. Бұл құрылғыны әлемнің кез келген нүктесінде пайдалануға болады.
- Құстар, теңіз тасбақалары, балықтар сияқты миграциялық жануарлар магнит өрісін сезіп, сол арқылы қозғалыс бағытын анықтайды. Кейбір жануарларда арнайы сезгіш жасушалар бар екені ғылыми түрде дәлелденген.
- Магнит өрісінің ауытқуы кей адамдарда бас ауруы, әлсіздік немесе ұйқысыздық тудыруы мүмкін. Мұндай реакциялар метеосезімтал жандарда жиі байқалады.
- Ұшақтар мен кемелердің қазіргі заманауи навигациялық жүйелері де магнит полюстерін ескеріп жұмыс істейді. Қауіпсіз қозғалыс үшін бұл деректер өте маңызды.
- Күшті магнит дауылдары спутниктерге, байланыс құралдарына және электр желілеріне зиян тигізуі мүмкін. Сондықтан ғарыштық ауа райы тұрақты бақылауда ұсталады.
Осы мәліметтер магнит өрісінің тек теориялық түсінік қана емес, нақты әрі күнделікті өмірмен тығыз байланысты екенін көрсетеді.
Магнит өрісінің ерекшеліктері мен өзгерістері
Жердің магнит өрісі өзгеріссіз тұрақты емес, ол уақыт өте келе ауытқып отырады. Бұл өзгерістер бірден болмауы мүмкін, кейде ғасырлар бойы созылады.
- магнит полюстері географиялық полюстермен сәйкес келмейді және жыл сайын өз орнын ауыстырып отырады;
- Жер тарихында бірнеше рет магниттік инверсиялар болған – солтүстік пен оңтүстік полюстер өз орындарын ауыстырған;
- мұндай инверсиялар шамамен әр 200–300 мың жыл сайын болып тұрады, бірақ нақты цикл жоқ;
- полюстер ауысу кезінде өріс әлсіреп, атмосфера ғарыштық сәулелерге осал бола түседі;
- қазіргі уақытта Оңтүстік Атлантикалық аномалия деп аталатын аймақ кеңейіп келеді, бұл аймақта магнит өрісі әдеттегіден әлсіз.
Мұндай өзгерістерді зерттеу Жердің ішкі құрылымын түсінуге көмектесіп, болашақтағы қауіптерге дайындалуға мүмкіндік береді.
Жердің магнит өрісі – күрделі, бірақ өте үйлесімді жұмыс істейтін табиғи қорғаныс жүйесі. Ол планетамыздың тереңіндегі процестерден туындап, күнделікті өміріміздің әр саласына әсер етеді. Компасты қолданудан бастап, солтүстік шұғыласына дейінгі барлық құбылыстар осы өріске байланысты. Оның қызметін дұрыс түсіну – Жердің тіршілікке қолайлы болу шарттарының бірі екенін терең сезінуге мүмкіндік береді. Ғалымдар бұл құбылысты зерттеуді жалғастырып келеді, себебі магнит өрісінде әлі де ашылмаған құпиялар көп.
