Дэлхий бамбай: Манай гариг хаана соронзон оронтой вэ?

2024 Зохиолч: Seth Attwood | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-16 16:12

Соронзон орон нь дэлхийн гадаргууг нарны салхи, хор хөнөөлтэй сансрын цацрагаас хамгаалдаг. Энэ нь нэг төрлийн бамбай болж ажилладаг - хэрэв байхгүй бол агаар мандалд сүйрэх болно. Дэлхийн соронзон орон хэрхэн үүсч, өөрчлөгдсөнийг бид танд хэлэх болно.

Дэлхийн соронзон орны бүтэц, шинж чанар

Дэлхийн соронзон орон буюу геомагнит орон нь дэлхийн дотоод эх үүсвэрээс үүсдэг соронзон орон юм. Геомагнетизмын судалгааны сэдэв. 4, 2 тэрбум жилийн өмнө гарч ирсэн.

Дэлхийн өөрийн соронзон орон (геомагнит орон) нь дараах үндсэн хэсгүүдэд хуваагдана.

• үндсэн талбар,
• дэлхийн гажиг талбарууд,
• гадаад соронзон орон.

Үндсэн талбар

Үүний 90 гаруй хувь нь эх үүсвэр нь дэлхийн дотор, шингэн гадна талын цөмд байдаг талбараас бүрддэг - энэ хэсгийг үндсэн, үндсэн эсвэл ердийн талбар гэж нэрлэдэг.

Энэ нь гармоник дахь цуврал хэлбэрээр ойролцоолсон - Гауссын цуврал бөгөөд дэлхийн гадаргуугийн ойролцоо (түүний радиусын гурав хүртэл) эхний ойролцоолсон байдлаар энэ нь соронзон диполь оронтой ойрхон, өөрөөр хэлбэл дэлхий шиг харагдаж байна. нь ойролцоогоор хойд зүгээс урагш чиглэсэн тэнхлэг бүхий туузан соронз юм.

Дэлхийн хэвийн бус байдлын талбарууд

Дэлхийн соронзон орны хүчний бодит шугамууд нь дунджаар диполийн хүчний шугамтай ойролцоо боловч гадаргууд ойрхон байрлах царцдас дахь соронзлогдсон чулуулагтай холбоотой орон нутгийн жигд бус байдлаасаа ялгаатай байдаг.

Үүнээс болж дэлхийн гадарга дээрх зарим газарт талбайн параметрүүд нь ойролцоох газруудын утгуудаас эрс ялгаатай бөгөөд соронзон аномали гэж нэрлэгддэг. Хэрэв тэдгээрийг үүсгэгч соронзлогдсон биетүүд өөр өөр гүнд оршдог бол тэдгээр нь хоорондоо давхцаж болно.

Гадаад соронзон орон

Энэ нь дэлхийн гадаргуугаас гадна, түүний агаар мандалд байрлах одоогийн системийн хэлбэрийн эх үүсвэрээр тодорхойлогддог. Агаар мандлын дээд хэсэгт (100 км ба түүнээс дээш) - ионосфер - түүний молекулууд ионжиж, өтгөн хүйтэн плазм үүсгэдэг бөгөөд энэ нь илүү өндөрт өргөгддөг тул дэлхийн соронзон бөмбөрцгийн нэг хэсэг нь ионосферээс дээш 3 хүртэлх зайд үргэлжилдэг. түүний радиусыг плазмасфер гэж нэрлэдэг.

Плазм нь дэлхийн соронзон орны нөлөөгөөр тогтдог боловч түүний төлөв байдал нь нарны салхитай харилцан үйлчлэлээр тодорхойлогддог - нарны титмийн плазмын урсгал.

Тиймээс дэлхийн гадаргуугаас илүү хол зайд соронзон орон нь тэгш хэмтэй бус байдаг, учир нь энэ нь нарны салхины нөлөөн дор гаждаг: нарнаас агшиж, нарнаас чиглэсэн "мөр" -ийг олж авдаг. Сарны тойрог замаас цааш хэдэн зуун мянган километрийн зайд.

Энэхүү өвөрмөц "сүүлт" хэлбэр нь нарны салхи, нарны корпускуляр урсгалын плазм дэлхийн соронзон бөмбөрцгийг тойрон эргэлдэж байгаа мэт санагдах үед үүсдэг - нар болон бусад дэлхийн соронзон орны хяналтанд байдаг дэлхийн ойролцоох орон зайн бүс. гариг хоорондын эх сурвалж.

Энэ нь нарны салхины динамик даралтыг өөрийн соронзон орны даралтаар тэнцвэржүүлдэг соронзон паузаар гариг хоорондын орон зайнаас тусгаарлагдсан байдаг.

Талбайн параметрүүд

Дэлхийн талбайн соронзон индукцийн шугамын байршлын дүрслэлийг босоо болон хэвтээ тэнхлэгийн эргэн тойронд (жишээлбэл, гимбал хэлбэрээр) чөлөөтэй эргэдэг байхаар бэхэлсэн соронзон зүүгээр хангадаг., - дэлхийн гадаргуугийн ойролцоох цэг бүрт эдгээр шугамын дагуу тодорхой байдлаар суурилуулсан.

Соронзон ба газарзүйн туйлууд давхцдаггүй тул соронзон зүү нь зөвхөн хойд-өмнөд чиглэлийг ойролцоогоор харуулдаг.

Соронзон зүү суурилуулсан босоо хавтгайг тухайн газрын соронзон меридианы хавтгай, энэ хавтгай дэлхийн гадаргуутай огтлолцох шугамыг соронзон меридиан гэнэ.

Тиймээс соронзон меридианууд нь хойд ба өмнөд соронзон туйлуудад нийлж байгаа дэлхийн соронзон орны хүчний шугамын гадаргуу дээрх проекц юм. Соронзон ба газарзүйн меридиануудын чиглэлүүдийн хоорондох өнцгийг соронзон хазайлт гэж нэрлэдэг.

Соронзон зүүний хойд туйл нь газарзүйн меридианы босоо хавтгайгаас баруун эсвэл зүүн тийш хазайж байгаа эсэхээс хамааран баруун (ихэвчлэн "-" тэмдгээр тэмдэглэгддэг) эсвэл зүүн ("+" тэмдгээр тэмдэглэгдсэн) байж болно.

Цаашилбал, дэлхийн соронзон орны шугамууд нь ерөнхийдөө түүний гадаргуутай параллель биш юм. Энэ нь дэлхийн талбайн соронзон индукц нь тухайн газрын давхрагын хавтгайд оршдоггүй, харин энэ хавтгайтай тодорхой өнцөг үүсгэдэг - үүнийг соронзон налуу гэж нэрлэдэг. Энэ нь зөвхөн соронзон экваторын цэгүүдэд тэгтэй ойролцоо байна - соронзон тэнхлэгт перпендикуляр байрладаг хавтгай дахь том тойргийн тойрог.

Дэлхийн соронзон орны тоон загварчлалын үр дүн: зүүн талд - хэвийн, баруун талд - урвуу үед.

Дэлхийн соронзон орны мөн чанар

Анх удаа Ж. Лармор 1919 онд дэлхий ба нарны соронзон орон байдгийг тайлбарлахыг оролдсон бөгөөд динамо хэмээх ойлголтыг дэвшүүлж, түүний дагуу селестиел биетийн соронзон орны засвар үйлчилгээ нь үйл ажиллагааны дор явагддаг. цахилгаан дамжуулагч орчны гидродинамик хөдөлгөөний.

Харин 1934 онд Т. Каулинг тэнхлэгт тэгш хэмтэй соронзон орныг хадгалах боломжгүй гэсэн теоремыг гидродинамик динамо механизмын тусламжтайгаар баталжээ.

Судалгаанд хамрагдсан ихэнх селестиел биетүүдийг (тэр ч байтугай Дэлхий) тэнхлэгийн тэгш хэмтэй гэж үздэг байсан тул үүний үндсэн дээр тэдний талбай нь тэнхлэгийн дагуу тэгш хэмтэй, дараа нь энэ зарчмын дагуу үүсэх болно гэсэн таамаглал дэвшүүлж болно. Энэ теоремын дагуу боломжгүй юм.

Альберт Эйнштейн хүртэл энгийн (тэгш хэмтэй) шийдлүүд байх боломжгүй тул ийм динамо хийх боломжийн талаар эргэлзэж байв. Соронзон орон үүсэх үйл явцыг дүрсэлсэн тэнхлэгийн тэгш хэмтэй бүх тэгшитгэлүүд 1950-иад оны үед ч тэнхлэгийн тэгш хэмтэй шийдэлтэй байдаггүйг нэлээд хожуу харуулсан. тэгш хэмт бус шийдлүүд олдсон.

Түүнээс хойш динамо онол амжилттай хөгжиж ирсэн бөгөөд өнөөдөр дэлхий болон бусад гаригуудын соронзон орны гарал үүслийн талаархи нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн хамгийн их магадлалтай тайлбар бол дамжуулагч дахь цахилгаан гүйдэл үүсгэхэд суурилсан өөрөө өдөөгдсөн динамо механизм юм. Энэ нь эдгээр гүйдэл өөрөө бий болж, олшруулсан соронзон орон дотор хөдөлж байх үед.

Дэлхийн цөмд шаардлагатай нөхцлийг бүрдүүлдэг: 4-6 мянган Кельвин температурт төмрөөс бүрдэх шингэн цөмд гүйдлийг төгс дамжуулдаг, хатуу дотоод цөмөөс дулааныг зайлуулдаг конвектив урсгалууд үүсдэг. (цацраг идэвхт элементүүдийн задрал эсвэл гараг аажмаар хөргөхөд дотоод болон гадаад цөмийн заагт бодис хатуурах үед далд дулаан ялгарснаас үүссэн).

Кориолисийн хүч нь эдгээр гүйдлийг мушгиж, Тейлорын багана гэж нэрлэгддэг спираль хэлбэртэй болгодог. Давхаргын үрэлтийн улмаас тэдгээр нь цахилгаан цэнэгийг олж авч, гогцоо гүйдэл үүсгэдэг. Ийнхүү Фарадей дискэн шиг (эхэндээ маш сул ч гэсэн) соронзон орон дотор хөдөлж буй дамжуулагчид дамжуулагч хэлхээний дагуу эргэлддэг гүйдлийн системийг бий болгодог.

Энэ нь соронзон орон үүсгэдэг бөгөөд энэ нь урсгалын таатай геометрийн тусламжтайгаар анхны талбарыг сайжруулдаг бөгөөд энэ нь эргээд гүйдлийг нэмэгдүүлж, олшруулах процесс нь Жоулийн дулааны алдагдал, гүйдэл нэмэгдэхийн хэрээр нэмэгдэж, тэнцвэржүүлэх хүртэл үргэлжилнэ. гидродинамик хөдөлгөөнөөс үүдэлтэй энергийн урсгал.

Динамо нь түрлэг эсвэл түрлэгийн хүчнээс болж өдөөгдөж болно, өөрөөр хэлбэл энергийн эх үүсвэр нь дэлхийн эргэлт юм гэж санал болгосон боловч хамгийн өргөн тархсан бөгөөд хөгжсөн таамаглал бол энэ нь яг термохимийн конвекц юм.

Дэлхийн соронзон орны өөрчлөлт

Соронзон орны инверси гэдэг нь гаригийн геологийн түүхэн дэх дэлхийн соронзон орны чиглэлийн өөрчлөлт (палеомагнитын аргаар тодорхойлогддог) юм.

Инверсивийн үед соронзон хойд болон соронзон өмнөд нь урвуу болж, луужингийн зүү эсрэг чиглэлд чиглэж эхэлдэг. Урвуу нь хомо сапиенсийн оршин тогтнох үед тохиолдож байгаагүй харьцангуй ховор үзэгдэл юм. Энэ нь хамгийн сүүлд 780 мянган жилийн өмнө болсон гэж таамаглаж байна.

Соронзон талбайн эргэлт нь хэдэн арван мянган жилээс хэдэн арван сая жилийн чимээгүй соронзон орны асар том интервал хүртэлх хугацааны интервалд, урвуу өөрчлөгдөөгүй үед тохиолддог.

Тиймээс туйлын эргэлтийн үечлэл илрээгүй бөгөөд энэ үйл явцыг стохастик гэж үзнэ. Чимээгүй соронзон орны урт хугацааны дараа янз бүрийн үргэлжлэх хугацаатай олон тооны урвуу үеүүд болон эсрэгээр байж болно. Соронзон туйлуудын өөрчлөлт нь хэдэн зуугаас хэдэн зуун мянган жил хүртэл үргэлжилдэг болохыг судалгаагаар харуулж байна.

Жонс Хопкинсийн их сургуулийн (АНУ) мэргэжилтнүүд урвуу эргэлтийн үед дэлхийн соронзон мандал маш их суларч, сансар огторгуйн цацраг туяа дэлхийн гадаргад хүрч болзошгүй тул энэ үзэгдэл нь манай гаригийн амьд организмд хор хөнөөл учруулж болзошгүй бөгөөд дараагийн туйл солигдоход бүр илүү их өөрчлөлт гарч болзошгүй гэж үзэж байна. дэлхийн сүйрэл хүртэл хүн төрөлхтний хувьд ноцтой үр дагавар.

Сүүлийн жилүүдэд хийгдсэн шинжлэх ухааны ажил нь хөдөлгөөнгүй турбулент динамо дахь соронзон орны чиглэлд санамсаргүй өөрчлөлт ("үсрэх") боломжтой болохыг (туршилтыг оруулаад) харуулсан. Дэлхийн Физикийн хүрээлэнгийн геомагнитизмын лабораторийн эрхлэгч Владимир Павловын хэлснээр инверси нь хүний жишгээр нэлээд урт процесс юм.

Лидсийн их сургуулийн геофизикчид Ён Маунд, Фил Ливермор нар хоёр мянган жилийн дараа дэлхийн соронзон орны урвуу өөрчлөлт болно гэж үзэж байна.

Дэлхийн соронзон туйлуудын шилжилт хөдөлгөөн

Хойд хагас бөмбөрцгийн соронзон туйлын координатыг анх удаа 1831 онд, дахин 1904 онд, дараа нь 1948, 1962, 1973, 1984, 1994 онд тогтоосон; Өмнөд хагас бөмбөрцөгт - 1841 онд, дахин - 1908 онд. Соронзон туйлуудын шилжилтийг 1885 оноос хойш тэмдэглэж ирсэн. Сүүлийн 100 жилийн хугацаанд дэлхийн бөмбөрцгийн өмнөд хагасын соронзон туйл бараг 900 км хөдөлж, өмнөд далай руу нэвтэрчээ.

Арктикийн соронзон туйлын төлөв байдлын талаархи хамгийн сүүлийн үеийн мэдээллээс харахад (Хойд мөсөн далайг дамнан Зүүн Сибирийн ертөнцийн соронзон аномали руу шилжих) 1973-1984 онд түүний миль 120 км, 1984-1994 онд 150 гаруй км байжээ. Хэдийгээр эдгээр тоонуудыг тооцоолсон боловч хойд соронзон туйлын хэмжилтээр нотлогддог.

1831 оноос хойш шонгийн байрлал анх удаа тогтоогдсон үед 2019 он гэхэд туйл аль хэдийн 2300 гаруй км-ээр Сибирь рүү шилжиж, хурдацтай хөдөлсөөр байна.

Аяллын хурд нь 2000 онд жилд 15 км байсан бол 2019 онд 55 км болж нэмэгджээ. Энэхүү хурдацтай шилжилт нь дэлхийн соронзон орныг ашигладаг навигацийн систем, тухайлбал, ухаалаг гар утасны луужин эсвэл усан онгоц, нисэх онгоцны нөөц навигацийн системд илүү олон удаа тохируулга хийх шаардлагатай болдог.

Дэлхийн соронзон орны хүч буурч, жигд бус байна. Сүүлийн 22 жилийн хугацаанд дунджаар 1.7%-иар, зарим бүс нутагт тухайлбал Атлантын өмнөд далайд 10%-иар буурсан байна. Зарим газарт соронзон орны хүч нь ерөнхий чиг хандлагын эсрэг бүр нэмэгджээ.

Туйлуудын хөдөлгөөний хурдатгал (дунджаар 3 км / жил) ба соронзон туйлын урвуу коридорын дагуух хөдөлгөөн (эдгээр коридорууд нь 400 гаруй палеоинверцийг илрүүлэх боломжтой болсон) нь туйлуудын энэ хөдөлгөөнд нэг юм гэдгийг харуулж байна. Энэ нь аялал биш харин дэлхийн соронзон орны өөр нэг урвуу байдлыг харах ёстой.

Дэлхийн соронзон орон хэрхэн үүссэн бэ?

Скриппсийн нэрэмжит далай судлалын хүрээлэн болон Калифорнийн их сургуулийн мэргэжилтнүүд манай гаригийн соронзон орон нь мантиас үүссэн гэж таамаглаж байна. Францын хэсэг судлаачдын 13 жилийн өмнө дэвшүүлсэн таамаглалыг Америкийн эрдэмтэд боловсруулжээ.

Удаан хугацааны турш мэргэжилтнүүд дэлхийн гаднах цөм нь соронзон орныг үүсгэсэн гэж маргаж байсан нь мэдэгдэж байна. Гэвч дараа нь Францын мэргэжилтнүүд гаригийн нөмрөг үргэлж хатуу байдаг (төрсөн цагаас нь) гэж санал болгов.

Энэхүү дүгнэлт нь эрдэмтдэд соронзон орны гол цөм биш, харин доод мантийн шингэн хэсэг байж болно гэж бодоход хүргэжээ. Мантийн найрлага нь силикат материал бөгөөд муу дамжуулагч гэж тооцогддог.

Гэвч доод манти нь хэдэн тэрбум жилийн турш шингэн хэвээр байх ёстой байсан тул түүний доторх шингэний хөдөлгөөн нь цахилгаан гүйдэл үүсгэдэггүй бөгөөд үнэндээ соронзон орон үүсгэх шаардлагатай байв.

Өнөөдөр мэргэжлийн хүмүүс нөмрөг нь урьд өмнө бодож байснаас илүү хүчтэй суваг байж болох юм гэж үзэж байна. Мэргэжилтнүүдийн энэхүү дүгнэлт нь дэлхийн эхэн үеийн төлөв байдлыг бүрэн зөвтгөдөг. Силикат динамо нь түүний шингэн хэсгийн цахилгаан дамжуулах чанар хамаагүй өндөр, даралт, температур багатай тохиолдолд л боломжтой юм.