میدان مغناطیسی زمین

درباره چگونگی ایجاد و منشأ خاصیت مغناطیسی زمین ٬ نظریات مختلفی ارائه شده است که آخرین آن ها این خاصیت را در ساختمان زمین جستجو و معرفی می کند.

زمین از چهار لایه متفاوت تشكیل شده است. بسیاری از زمین شناسان معتقدند كه زمین در مركز خود از مواد سنگین تر و با چگالی بیشتر تشكیل شده است و مواد سبك تر به سمت بالا حركت می كنند. زیرا پوسته زمین غالباً از مواد سبك تر(سنگ های بازالت و گرانیت) ساخته شده در حالی كه هسته آن شامل فلزات سنگین (نیكل و آهن) است. چهار لایه ساختمان کره زمین عبارتند از: پوسته ٬جبه(گوشته) ٬ هسته خارجی ٬ هسته درونی.

محققان منشأ میدان مغناطیسی زمین را هسته ی خارجی می دانند.

هسته ی درونی

هسته درونی زمین گلوله سخت و یکپارچه ای از آهن است. هسته داخلی آن قدر فشار و حرارت بالایی دارد كه فلزات به یكدیگر فشرده شده و مانند مایع قادربه حركت نیستند. اما نیروهای وارد شده به آن ها باعث می شود كه در جای خود همانند یك جامد بلرزند. هسته داخلی، ۴۰۰۰ مایل پایین تر از پوسته است و حدود ۸۰۰ مایل ضخامت دارد. درجه حرارت در آن بیش از ۹۰۰۰درجه فارنهایت است و فشار ۴۵ میلیون پوند براینچ مربع است. این مقدار فشار، سه میلیون برابر فشار هوا بر سطح بدن شما در كنار دریاست.

هسته خارجی

هسته خارجی زمین، شبیه توپی است از مواد بسیار داغ (۹۰۰۰ -۴۰۰۰ درجه فارنهایت). هسته خارجی آن قدر داغ است كه فلزات در آن همگی به صورت مایع هستند. هسته خارجی، ۱۸۰۰ مایل پایین تر از پوسته قرار دارد و حدود ۱۴۰۰مایل ضخامت دارد. هسته خارجی مایع و از آلیاژ نیكل و آهن مذاب تشكیل شده است که با حرکت وضعی زمین به دور هسته درونی می چرخد.

هسته درونی دمای بالایی دارد، در آن واکنش های شیمیایی رخ می دهد و تبدیل به یک مولد جریان الکتریکی می شود و مانند یک باتری کار می کند. مواد مذاب هسته خارجی در حال چرخش اند، می توان آن را شبیه یک سیملوله در نظر گرفت.

با این وجود درون زمین باتری و القاگر داریم، طبق قانون لنز در اطراف سیملوله فرضی داخل زمین، میدان مغناطیسی شبیه میدان سیملوله ایجاد می شود و چون هسته خارجی مانند القاگر است، پدیده خودالقایی نیز رخ می دهد. به این ترتیب که هرگاه جریان الکتریکی در هسته درونی بر اثر واکنش های شیمیایی کاهش یابد، جهت خطوط میدان به گونه ای  تغییر می کند که نیروی محرکه ای هم جهت با نیروی مولد ایجاد می شود و سبب تقویت شدت میدان مغناطیسی در زمین می گردد و برعکس.

علاوه بر پدیده های داخلی٬ پدیده ی خارجی به نام بادهای خورشیدی نیز بر رفتار میدان مغناطیسی زمین مٶثر است.

باد خورشیدی حاصل انفجارهای واقع در تاج خورشید است که دمای بسیار زیاد سبب اعمال فشار و جریان شدید ذرات منفجره خواهد شد که با سرعتی معادل 500 کیلومتر بر ثانیه و پس از 5 روز به زمین می رسند. این ذرات شامل الکترون ٬پروتون٬ آلفا و بعضی یون های دیگر هستند.گاه شدت این بادهای خورشیدی به حدی است که می توانند بر سیستمهای الکتریکی و فرکانس های رادیویی در زمین تأ ثیر بگذارند و آن ها را از کار بیندازند.

مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه و تنظیم: نوربخش