Biegun geomagnetyczny - Geomagnetic pole
Na biegun geomagnetyczny są antypodyczne punkty gdzie oś z najlepiej dopasowaną dipol przecina powierzchnię Ziemi . Ten teoretyczny dipol jest odpowiednikiem silnego magnesu sztabkowego w centrum Ziemi i jest bliższy niż jakikolwiek inny model opisu pola magnetycznego obserwowanego na powierzchni Ziemi. W przeciwieństwie do tego, bieguny magnetyczne rzeczywistej Ziemi nie są antypodami ; to znaczy linia, na której leżą, nie przechodzi przez środek Ziemi.
Dzięki ruchowi płynu w zewnętrznym jądrze Ziemi , rzeczywiste bieguny magnetyczne są w ciągłym ruchu. Jednak na przestrzeni tysięcy lat ich kierunek zbliża się do osi obrotu Ziemi. Z rzędu raz na pół miliona lat bieguny odwracają się (tj. północ zamienia miejsce na południe), chociaż ramy czasowe tego przełączania mogą wynosić od co 10 tysięcy lat do co 50 milionów lat.
Definicja
Jako przybliżenie pierwszego rzędu , pole magnetyczne Ziemi można modelować jako prosty dipol (jak magnes sztabkowy), nachylony o około 9,6° względem osi obrotu Ziemi (która określa geograficzny biegun północny i geograficzny biegun południowy ) i wyśrodkowany na centrum Ziemi. Północny i Południowy Biegun Geomagnetyczny to antypody, w których oś tego teoretycznego dipola przecina powierzchnię Ziemi. Tak więc, w przeciwieństwie do rzeczywistych biegunów magnetycznych, bieguny geomagnetyczne zawsze mają odpowiednio równy stopień szerokości geograficznej i dodatkowe stopnie długości geograficznej (2017: szerokość 80,5° N, 80,5° S; długość 72,8° W, 107,2° E). Gdyby pole magnetyczne Ziemi było idealnym dipolem, linie pola byłyby pionowe do powierzchni na biegunach geomagnetycznych i zrównałyby się z północnym i południowym biegunem magnetycznym, z północnym biegunem magnetycznym na południowym końcu dipola. Jednak przybliżenie jest niedoskonałe, dlatego bieguny magnetyczne i geomagnetyczne leżą w pewnej odległości od siebie.
Lokalizacja
Podobnie jak Północny Biegun Magnetyczny , Północny Biegun Geomagnetyczny przyciąga północny biegun magnesu sztabkowego, a więc w sensie fizycznym jest faktycznie magnetycznym biegunem południowym . Jest to centrum z „otwartych” linii pola magnetycznego, które łączą się z polem magnetycznym międzyplanetarnej i zapewniają bezpośrednią drogę do wiatru słonecznego dotarcia do jonosfery . Począwszy od roku 2020, znajduje się on w 80,65 ° N 72.68 ° W , na Ellesmere wyspie , Nunavut , Kanadzie , w porównaniu z 2015 roku, kiedy to znajduje się w 80.37 ° N 72,62 ° W , także w Ellesmere Island. 80°39′N 72°41′W / 80°22′N 72°37′W /
Południowy biegun geomagnetyczny to punkt, w którym oś tego najlepiej dopasowanego nachylonego dipola przecina powierzchnię Ziemi na półkuli południowej. Od 2020 r. znajduje się na 80,65 ° S 107,32 ° E , podczas gdy w 2005 r. obliczono, że znajduje się na 79,74 ° S 108,22 ° E , w pobliżu stacji Wostok . 80°39′S 107°19′E / 79°44′S 108°13′E /
Ponieważ rzeczywiste pole magnetyczne Ziemi nie jest dokładnym dipolem, (obliczone) Północny i Południowy Biegun Geomagnetyczny nie pokrywają się z Północnym i Południowym Biegunem Magnetycznym. Gdyby pola magnetyczne Ziemi były dokładnie dipolarne, północny biegun igły kompasu magnetycznego wskazywałby bezpośrednio na północny biegun geomagnetyczny. W praktyce tak nie jest, ponieważ pole geomagnetyczne powstające w jądrze ma bardziej złożoną część niedipolarną, a anomalie magnetyczne w skorupie ziemskiej również przyczyniają się do lokalnego pola.
Lokalizacje biegunów geomagnetycznych są obliczane przez Międzynarodowe Geomagnetyczne Pole Odniesienia , statystycznie dopasowane do pomiarów pola Ziemi za pomocą satelitów i obserwatoriów geomagnetycznych.
Ruch
Bieguny geomagnetyczne przesuwają się w czasie, ponieważ pole geomagnetyczne jest wytwarzane przez ruch stopionego żelaza w zewnętrznym jądrze Ziemi . (Patrz geodynamo .) W ciągu ostatnich 150 lat bieguny przesuwały się na zachód w tempie 0,05° do 0,1° rocznie i bliżej prawdziwych biegunów o 0,01° rocznie.
W ciągu kilku tysięcy lat przeciętne położenie biegunów geomagnetycznych pokrywa się z biegunami geograficznymi. Paleomagnetycy od dawna polegają na hipotezie geocentrycznego osiowego dipola (GAD) , która stwierdza, że – poza odwróceniem geomagnetycznym – uśrednione w czasie położenie biegunów geomagnetycznych zawsze pokrywało się z biegunami geograficznymi. Istnieje wiele dowodów paleomagnetycznych wspierających tę hipotezę.
Odwrócenie geomagnetyczne
W ciągu życia Ziemi, orientacja pola magnetycznego Ziemi wielokrotnie się odwracała, przy czym północ geomagnetyczna stała się geomagnetyczną południem i vice versa – zdarzenie znane jako odwrócenie geomagnetyczne . Dowody na odwrócenie geomagnetyczne można zobaczyć na grzbietach śródoceanicznych, gdzie płyty tektoniczne oddalają się. Gdy magma wycieka z płaszcza i krzepnie, by stać się nowym dnem oceanu, zawarte w nim minerały magnetyczne są namagnesowane zgodnie z kierunkiem pola magnetycznego. Badanie tej remanencji nazywa się paleomagnetyzmem . Tak więc, zaczynając od ostatnio uformowanego dna oceanicznego, można odczytać kierunek pola magnetycznego w poprzednich czasach, gdy oddalamy się od starszego dna oceanicznego.
Zobacz też
Uwagi
Bibliografia
- McElhinny, Michael W.; McFadden, Phillip L. (2000). Paleomagnetyzm: kontynenty i oceany . Prasa akademicka . Numer ISBN 0-12-483355-1.
- Merrill, Ronald T. (2010). Nasza magnetyczna ziemia: nauka o geomagnetyzmie . Wydawnictwo Uniwersytetu Chicago . Numer ISBN 0-226-52050-1.
- Merrill, Ronald T.; McElhinny, Michael W.; McFadden, Phillip L. (1996). Pole magnetyczne ziemi: paleomagnetyzm, rdzeń i głęboki płaszcz . Prasa akademicka . Numer ISBN 978-0-12-491246-5.