Từ trường Trái Đất – Wikipedia tiếng Việt

[1]. Các biểu diễn [2]Mô phỏng máy tính của từ trường Trái Đất trong thời hạn phân cực thông thường giữa những lần hòn đảo cực địa từ. Các trình diễn đường sức màu xanh lam ứng với trường hướng về TT và màu vàng với ra xa. Trục quay của Trái Đất được căn giữa và thẳng đứng. Các cụm xum xê đường sức nằm trong lõi của Trái Đất Trường từ của Trái Đất, đường thẳng nối hai cực từ tạo thành một góc 11,3 ° so với trục quay của Trái Đất . Từ quyển dạng khiên trên bề mặt của Trái Đất từ các hạt bị tích điện của gió mặt trời. Nó bị nén vào ban ngày (mặt hứng ánh sáng Mặt Trời) do lực của các hạt bay đến và giãn nở vào ban đêm. (hình không theo tỷ lệ.)

Từ trường Trái Đất là trường từ của Trái Đất, xuất hiện do tính chất từ của vật chất Trái Đất hợp thành tạo ra. Từ trường Trái Đất tồn tại từ trong lòng Trái Đất đến không gian rộng lớn bao quanh Trái Đất. Nguyên nhân gây ra từ trường có thể được giải thích theo thuyết geodynamo.

Từ trường Trái Đất được coi như một lưỡng cực từ trường, với một cực gần cực bắc địa lý và cực kia gần cực nam địa lý. Một đường thăng tưởng tượng nối hai cực tạo thành một góc khoảng 11,3° so với trục quay của Trái Đất.

Trên mặt đất cường độ từ trường vào khoảng chừng từ 25 đến 65 micro tesla ( 0,25 đến 0,65 gauss ). [ 3 ]

Các từ trường có thể mở rộng vô hạn, tuy nhiên nếu xét các điểm càng ra xa nguồn thì chúng càng yếu dần. Từ trường Trái Đất có tác dụng đến hàng chục ngàn km trong vũ trụ và được gọi là Từ quyển. Từ quyển của Trái Đất cùng với khí quyển chặn các dòng hạt tích điện, bảo vệ sự sống trên Trái Đất.

Nghiên cứu từ trường Trái Đất là một lĩnh vực của địa vật lý. Kết quả của nghiên cứu cũng áp dụng để miêu tả từ trường tại các hành tinh, các thiên thể khác.

Tầm quan trọng[sửa|sửa mã nguồn]

Từ trường của Trái Đất có công dụng ngăn cản hầu hết gió Mặt Trời, vì nó chứa những hạt tích điện khi thổi đến làm tước đi tầng ozone mà giúp bảo vệ Trái Đất khỏi bức xạ cực tím có hại từ Mặt Trời. [ 4 ] Một chính sách tước là không khí bị bẫy trong những khủng hoảng bong bóng từ, và bị thổi tách ra bởi gió Mặt Trời. [ 5 ] Các thống kê giám sát về sự mất mát của cacbon dioxide từ bầu khí quyển của sao Hỏa, tác dụng từ tác động ảnh hưởng va chạm với những ion trong gió Mặt Trời, chỉ ra rằng sự tiêu tán của từ trường sao Hỏa đã làm mất gần hết bầu khí quyển của hành tinh này. [ 6 ] [ 7 ]Lĩnh vực nghiên cứu và điều tra quá khứ của từ trường Trái Đất được biết đến là cổ địa từ. [ 8 ] Lịch sử phân cực của từ trường Trái Đất được ghi lại trong đá mácma núi lửa, và sự đảo ngược cực từ do đó hoàn toàn có thể phát hiện được dựa trên những ” vằn từ ” tập trung chuyên sâu vào những sống núi giữa đại dương nơi mà quy trình tách giãn đáy đại dương đang lan rộng, trong khi sự không thay đổi của cực địa từ giữa những lần đảo ngược được cho phép những nhà nghiên cứu và phân tích cổ địa từ hoàn toàn có thể biết được hoạt động của những lục địa trong quá khứ. Sự đảo ngược cũng là cơ sở cho điều tra và nghiên cứu từ địa tầng ( magnetostratigraphy ), một cách để xác lập tuổi của đá và trầm tích. [ 9 ] Trường từ cũng làm từ hóa lớp vỏ Trái Đất, và những dị thường từ có ứng dụng để tìm kiếm những quặng sắt kẽm kim loại. [ 10 ]Con người đã sử dụng la bàn để xác lập phương hướng từ thế kỷ XI TCN và cho mục tiêu chuyển dời từ thế kỷ XII. [ 11 ] Mặc dù độ từ thiên biến hóa theo thời hạn, nhưng sự vận động và di chuyển này rất lừ đừ làm cho một la bàn đơn thuần vẫn có ích trong việc điều hướng. Khả năng cảm nhận từ ( magnetoreception ) ở những sinh vật khác nhau, từ 1 số ít loại vi trùng đến chim bồ câu, giúp chúng sử dụng từ trường của Trái Đất để xu thế và điều hướng .

Phát hiện từ trường[sửa|sửa mã nguồn]

Từ thượng cổ, con người đã biết đến từ trường Trái Đất và ý tưởng ra la bàn để định phương hướng .Vào năm 1600, nhà vật lý người Anh William Gilbert đã đưa ra giả thuyết Trái Đất là một nam châm hút khổng lồ. Ông đã làm một quả cầu lớn bằng sắt nhiễm từ, gọi nó là ” Trái Đất tí hon ” và đặt những từ cực của nó ở những địa cực. Đưa nam châm từ lại gần Trái Đất tí hon ông thấy ngoài hai cực, còn ở mọi điểm trên quả cầu, kim la bàn đều chỉ hướng Nam Bắc. Hiện nay vẫn chưa có sự lý giải chi tiết cụ thể và thỏa đáng về nguồn gốc từ tính của Trái Đất .

Năm 1940, một số nhà vật lý đã đưa ra thuyết geodynamo để giải thích nguồn gốc từ trường Trái Đất. Theo thuyết này thì từ trường Trái Đất chủ yếu được hình thành từ các dòng đối lưu trong chất lỏng của Trái Đất ở độ sâu trên 3000 km. Sự khác biệt về nhiệt độ trong chất lỏng của Trái Đất đã làm xuất hiện các dòng đối lưu. Nếu trong nhân của Trái Đất có một “từ trường nguyên thuỷ” thì các dòng đối lưu trên sẽ có vai trò như một cuộn dây trong máy phát điện. Dòng điện nhờ đó được hình thành và chính nó đã tạo ra từ trường cho Trái Đất. Tuy nhiên, thuyết vẫn còn một số điểm chưa rõ ràng. Trong quá trình hình thành từ trường Trái Đất, cần có “từ trường nguyên thuỷ”, nhưng từ trường này được hình thành từ bao giờ và bằng cách nào? Đây là một trong những tồn tại chưa giải quyết được của các ngành khoa học về Trái Đất.

Gần đây, những nhà khoa học cho rằng ngoài từ trường chính của Trái Đất hình thành từ lõi ngoài chiếm 98 %, còn có phần từ trường với nguồn gốc bên ngoài Trái Đất chiếm 2 %, phần từ trường này lại hay biến hóa, là phần quan trọng gây ra những ảnh hưởng tác động so với khung hình sống .

Cũng như nam châm, Trái Đất có 2 cực địa từ, không trùng với 2 cực địa lý. Cực Bắc từ có toạ độ 70° Vĩ Bắc Và 96° Kinh Tây, trên lãnh thổ Canada, cách cực Bắc địa lý 800 km. Cực Nam từ có toạ độ 73° Vĩ Nam và 156° Kinh Đông ở vùng Nam cực, cách cực Nam địa lý 1000 km. Trục từ trường tạo với trục Trái Đất một góc 11°. Các từ cực thường có vị trí không ổn định và có thể đảo ngược theo chu kỳ. Do đó bản đồ địa từ cũng phải thường xuyên điều chỉnh (5 năm một lần). Việc thu nhập các thông tin từ vệ tinh đã phát hiện các vành đai bức xạ bao quanh Trái Đất ở môi trường khí quyển trên cao từ 500–600 km dến 60.000- 80.000 km: đó là từ quyển (tầng điện ly trở lên).

Các hệ tọa độ thông dụng dùng để diễn đạt Trường từ Trái Đất .Ở bất kể vị trí nào, từ trường của Trái Đất hoàn toàn có thể được đại diện thay mặt bởi một vector ba chiều. Một phuơng pháp điển hình để đo hướng của nó là sử dụng la bàn để xác lập hướng Bắc từ. Góc của nó tương quan đến Bắc thật là độ lệch ( D ) hoặc biến thể. Đối diện Bắc từ trường, góc trường tạo ra theo chiều ngang là độ từ khuynh ( I ) hoặc từ nhúng. Cường độ ( F ) của trường tương ứng với lực tác động ảnh hưởng lên nam châm hút. Một cách trình diễn thường thấy là tọa độ X ( Bắc ), Y ( Đông ) và Z ( Xuống ). [ 12 ]
Cường độ của từ trường thường được đo bằng gauss ( G ), nhưng thường thì được báo cáo giải trình bằng nanotesla ( nT ), với 1 G = 100.000 nT. Một nanotesla còn được gọi là gamma ( γ ). [ 13 ] Tesla là đơn vị chức năng SI của trường từ B. Từ trường Trái Đất nằm trong khoanh vùng phạm vi từ 25.000 đến 65.000 nT ( 0,25 – 0,65 G ). Để so sánh, một nam châm hút tủ lạnh mạnh có cường độ từ khoảng chừng 10.000.000 nanotesla ( 100 G ). [ 14 ]Bản đồ những đường đồng mức cường độ được gọi là ” biểu đồ đẳng động lực học “. Như Mô hình Từ trường Thế giới cho thấy, cường độ có khuynh hướng giảm từ cực đến xích đạo. Một cường độ tối thiểu xảy ra ở Dị thường Nam Đại Tây Dương phía trên Nam Mỹ trong khi có cực lớn ở miền bắc Canada, Siberia và bờ biển Nam Cực phía nam Úc. [ 15 ]

Độ từ khuynh[sửa|sửa mã nguồn]

Độ từ khuynh được cho bởi một góc hoàn toàn có thể giả định những giá trị từ – 90 ° ( lên ) đến 90 ° ( xuống ). Ở bán cầu bắc, trường trỏ xuống. Nó trỏ thẳng xuống tại cực Bắc từ và quay ngược trở lên khi vĩ độ giảm cho đến khi nó nằm ngang ( 0 ° ) tại xích đạo từ. Nó liên tục quay lên cho đến khi nó trỏ thẳng lên ở cực Nam từ. Độ từ khuynh hoàn toàn có thể được đo bằng cái vòng tròn đo góc từ khuynh .Một biểu đồ đẳng khuynh ( map những đường đồng mức từ khuynh ) cho từ trường của Trái Đất được hiển thị bên dưới .

Độ từ thiên[sửa|sửa mã nguồn]

Độ từ thiên là dương so với độ lệch về phía đông của trường so với hướng Bắc thật. Nó hoàn toàn có thể được ước tính bằng cách so sánh hướng bắc từ / nam từ của la bàn với hướng của thiên cực. Bản đồ thường gồm có thông tin về độ từ thiên dưới dạng một góc hoặc một sơ đồ nhỏ cho thấy mối quan hệ giữa hướng bắc từ và hướng bắc thật. Thông tin về độ từ thiên cho một vùng hoàn toàn có thể được màn biểu diễn bằng biểu đồ có những đường đẳng từ thiên ( những đường đồng mức với mỗi đường trình diễn một độ từ thiên cố định và thắt chặt ) .

Biến động theo địa lý[sửa|sửa mã nguồn]

Thành phần của từ trường Trái Đất tại mặt phẳng được diễn đạt từ Mô hình Từ trường Thế giới năm năm ngoái. [ 15 ]

• Cường độ
• Độ từ khuynh
• Độ từ thiên

Sự gần đúng lưỡng cực[sửa|sửa mã nguồn]

m) và hướng bắc “thật sự” (Ng)Sự khác nhau giữa hướng bắc từ ( N ) và hướng bắc ” thật sự ” ( NGần mặt phẳng Trái Đất, từ trường của nó hoàn toàn có thể được giao động gần đúng bằng trường của một lưỡng cực từ đặt ở TT Trái Đất và nghiêng một góc khoảng chừng 11 ° so với trục tự quay của Trái Đất. [ 13 ] Tương đương với thanh nam châm hút mạnh, với cực nam hướng về cực Bắc Địa từ. Điều này có vẻ như đáng kinh ngạc, nhưng cực bắc của nam châm từ được định nghĩa như vậy vì, nếu được phép quay tự do, nó trỏ gần đúng về phía bắc ( theo ý nghĩa địa lý ) .. [ 16 ] Vì cực bắc của nam châm hút hút những cực nam của những nam châm từ khác và đẩy những cực bắc, nên nó phải bị hút về cực nam của nam châm hút của Trái Đất. Trường lưỡng cực chiếm 80-90 % từ trường ở hầu hết những khu vực. [ 12 ]

Cực từ trường[sửa|sửa mã nguồn]

Sự hoạt động của cực Bắc từ xuyên qua vùng Bắc cực thuộc Canada .Các vị trí của cực từ hoàn toàn có thể được định nghĩa theo tối thiểu là hai cách : cục bộ hoặc toàn thế giới. [ 17 ]

Một cách để xác định một cực là như là một điểm mà từ trường là thẳng đứng.[18] Điều này có thể được xác định bằng cách đo độ từ khuynh, như mô tả ở trên. Độ từ khuynh của trường Trái Đất là 90° (trỏ thẳng xuống) tại cực Bắc và -90° (trỏ thẳng lên) ở cực Nam. Hai cực di chuyển độc lập và không đối trực tiếp với nhau trên địa cầu. Chúng có thể di chuyển nhanh: các chuyển động lên đến 40 km (25 dặm) mỗi năm đã được quan sát thấy cho Cực Bắc từ. Trong 180 năm qua, cực Bắc từ đã di chuyển về phía tây bắc, từ mũi Adelaide ở bán đảo Boothia trong năm 1831 đến 600 km (370 dặm) từ vịnh Resolute năm 2001.[19] Đường xích đạo từ là đường mà độ từ khuynh bằng 0, từ trường nằm ngang).

Định nghĩa toàn cầu về từ trường Trái Đất dựa trên mô hình toán học. Nếu một đường thẳng được vẽ qua tâm Trái Đất, song song với mô men của lưỡng cực từ phù hợp nhất, hai vị trí mà nó giao cắt với bề mặt Trái Đất được gọi là cực địa từ Bắc và cực địa từ Nam. Nếu từ trường Trái Đất là lưỡng cực hoàn ảo, các cực địa từ và các cực từ sẽ trùng với nhau và la bàn sẽ hướng về phía chúng. Tuy nhiên, từ trường Trái Đất có một phần đóng góp không-lưỡng cực đáng kể, vì vậy các cực không trùng khớp và la bàn thường không chỉ vào một trong hai.

Bản vẽ của một nghệ sĩ về cấu trúc của từ quyển. 1 ) Sốc cung. 2 ) Đường dẫn từ tính. 3 ) Từ tính. 4 ) Từ quyển. 5 ) Thùy đuôi phương Bắc. 6 ) Thùy đuôi phương Nam. 7 ) Plasmasphere .Từ trường của Trái Đất, hầu hết là lưỡng cực ở mặt phẳng của nó, bị gió mặt trời bóp méo thêm nữa ở phía ngoài. Đây là một dòng những hạt tích điện tích rời khỏi vành nhật hoa của Mặt trời và tăng cường từ 200 đến 1.000 km / s. Chúng mang theo một từ trường, từ trường liên hành tinh ( IMF ). [ 20 ]Gió mặt trời gây ra một áp suất, và nếu nó hoàn toàn có thể chạm tới bầu khí quyển của Trái Đất, nó sẽ làm cho bầu khí quyển bị xói mòn. Tuy nhiên, nó bị đẩy ra xa bởi áp suất từ trường Trái Đất. Từ đính ( đỉnh từ ), nơi mà những áp suất cân đối, là ranh giới của từ quyển. Mặc cho tên gọi của nó, từ quyển là không đối xứng, với phía về hướng mặt trời là khoảng chừng 10 lần nửa đường kính Trái Đất nhưng phía kia trải dài ra thành một từ vĩ ( đuôi từ ) tới hơn 200 lần nửa đường kính Trái Đất. [ 21 ] Hướng về phía Mặt trời của từ đính là sóng xung kích hình cung ( sóng xung kích phía trước ), khu vực mà gió mặt trời chậm lại bất thần. [ 20 ]Bên trong từ quyển là plasma quyển ( quyển plasma ), một vùng hình bánh rán có chứa những hạt tích điện nguồn năng lượng thấp hoặc plasma. Vùng này khởi đầu ở độ cao 60 km, lan rộng ra lên đến 3 hoặc 4 nửa đường kính Trái Đất, và gồm có cả tầng điện ly. Vùng này xoay cùng Trái Đất. [ 21 ] Ngoài ra còn có hai vùng hình lốp đồng tâm, được gọi là vành đai bức xạ Van Allen, với những ion nguồn năng lượng cao ( nguồn năng lượng từ 0,1 đến 10 triệu electron volt ( MeV ) ). Vành đai bên trong là 1-2 nửa đường kính Trái Đất tính ra phía ngoài trong khi vành đai ngoài là 4-7 nửa đường kính Trái Đất. Quyển plasma và vành đai bức xạ Van Allen chồng lấn lên nhau một phần, với mức độ chồng lấn giao động nhiều theo mức độ hoạt động giải trí của Mặt Trời. [ 22 ]Cũng như làm lệch gió Mặt Trời, từ trường Trái Đất làm lệch những tia ngoài hành tinh, là những hạt tích điện nguồn năng lượng cao đa phần đến từ bên ngoài hệ Mặt Trời. ( Nhiều tia thiên hà bị đẩy ra khỏi hệ Mặt Trời bởi từ quyển của Mặt Trời, hoặc nhật quyển [ 23 ] ). Ngược lại, những phi hành gia trên Mặt Trăng có rủi ro tiềm ẩn phơi nhiễm bức xạ. Bất cứ ai trên mặt phẳng Mặt Trăng trong vụ phun trào nguồn năng lượng mặt trời đặc biệt quan trọng mãnh liệt năm 2005 sẽ nhận được một liều gây chết người. [ 20 ]Một số hạt mang điện tích đi vào từ quyển. Chúng hoạt động xoắn ốc xung quanh những đường từ, nảy tới lui giữa những cực vài lần mỗi giây. Ngoài ra, những ion dương trôi dạt chậm về phía tây và những ion âm trôi dạt về phía đông, làm tăng dòng điện tròn. Dòng điện này làm giảm từ trường tại mặt phẳng Trái Đất. [ 20 ] Các hạt xâm nhập vào tầng điện ly và va chạm với những nguyên tử ở đó làm phát ra ánh sáng của cực quang và tia X. [ 21 ]Các điều kiện kèm theo biến hóa trong từ quyển, được gọi là thời tiết khoảng trống, hầu hết là do hoạt động giải trí của Mặt Trời. Nếu gió mặt trời yếu, từ quyển sẽ lan rộng ra ; trong khi nếu nó mạnh, nó nén từ quyển lại và nhiều gió mặt trời hơn nữa được xâm nhập vào. Các tiến trình của hoạt động giải trí mạnh đặc biệt quan trọng, được gọi là bão địa từ, hoàn toàn có thể xảy ra khi phun trào vật chất nhật hoa nổ ra trên mặt trời và truyền sóng xung kích xuyên qua hệ Mặt Trời. Một sóng như vậy hoàn toàn có thể chỉ mất hai ngày để đến Trái Đất. Bão địa từ hoàn toàn có thể gây ra nhiều sự gián đoạn ; cơn bão ” Halloween ” năm 2003 đã làm hỏng hơn 1/3 vệ tinh của NASA. Cơn bão lớn nhất đã ghi nhận được xảy ra năm 1859. Nó gây ra những dòng điện đủ mạnh để làm đoản mạch những đường dây điện tín, và những cực quang được thông tin là xa về phía nam tới Hawaii. [ 20 ] [ 24 ]

Các biến thiên và nhiễu của từ trường Trái Đất[sửa|sửa mã nguồn]

Do ảnh hưởng tác động của nhiều hiện tượng kỳ lạ trong lòng Trái Đất và trong ngoài hành tinh mà từ trường Trái Đất luôn luôn đổi khác. Ngày nay đã xác lập những biến hóa này gồm có :

1. Biến thiên thế kỷ, là sự thay đổi cực chậm do thay đổi ở lõi ngoài Trái Đất gây ra. Biến đổi tuy chậm nhưng sau hàng chục ngàn năm thường dẫn đến đảo cực địa từ.
2. Biến thiên ngắn hạn, còn gọi là biến đổi trong ngày, có dạng gần tuần hoàn theo giờ, và độ lớn có thể đến 30 nT, do tác động của mặt trời lên tầng điện ly gây ra.
3. Nhiễu ngẫu nhiên, đặc biệt là khi có Bão từ, độ lớn từ chục nT đến 1000 nT.

Quan trắc biến thiên là chủ đề của các đài Quan trắc từ trường Trái Đất thuộc các viện Vật lý Địa cầu của các nước trên thế giới, phục vụ nghiên cứu các biến động trong lòng hay xung quanh Trái Đất.

Tác động của hiện tượng kỳ lạ biến thiên dẫn đến việc lập ” map từ trường Trái Đất ” được chia thành hai nhánh :

• Bản đồ từ trường khái quát cho Trái Đất, là đối tượng của nghiên cứu vật lý Địa cầu, lược đi những dị thường từ do các đối tượng đất đá ở phần vỏ, khử tất cả các biến thiên ngắn hạn và ngẫu nhiên, được gọi là “Bản đồ từ trường bình thường”. Nó còn chứa biến thiên thế kỷ, nên được lập cho một năm xác định nào đó, và phải được chỉnh sửa sau một thời gian nhất định.
• Bản đồ dị thường từ, loại bỏ trường bình thường và các biến thiên ngắn hạn, các nhiễu ra khỏi giá trị quan sát được. Nó là tổng hợp từ trường của các vật thể từ nông đến sâu ở vỏ Trái Đất gây ra. Bản đồ phục vụ các nghiên cứu vật lý Địa cầu cho phần vỏ Trái Đất (Crust), và trong địa vật lý thăm dò phục vụ điều tra địa chất khoáng sản ở ngoài cùng vỏ Trái Đất.

Các biến thiên ngắn[sửa|sửa mã nguồn]

Nền : một tập hợp những tín hiệu từ những đài quan sát từ cho thấy một cơn bão từ năm 2000. Quả cầu : map hiển thị vị trí của những đài quan sát và những đường đồng mức cường độ từ trường ngang tính bằng μT .Trường địa từ biến hóa theo thời hạn từ mili giây đến hàng triệu năm. Các thang thời hạn ngắn hơn hầu hết phát sinh từ những dòng điện trong tầng điện ly ( ionospheric dynamo region ) và từ quyển, và 1 số ít biến hóa hoàn toàn có thể được truy nguyên từ những cơn bão địa từ hoặc dịch chuyển hàng ngày trong những dòng điện. Thay đổi theo thang thời hạn từ một năm trở lên hầu hết phản ánh những đổi khác bên trong Trái Đất, đặc biệt quan trọng là phần giàu lõi sắt. [ 12 ]Thông thường, từ quyển của Trái Đất bị ảnh hưởng tác động bởi lóe mặt trời gây ra những cơn bão địa từ, gây ra hiện tượng kỳ lạ cực quang. Sự không không thay đổi thời gian ngắn của từ trường được đo bằng chỉ số K. [ 25 ]Dữ liệu từ THEMIS cho thấy từ trường, tương tác với gió mặt trời, giảm khi hướng từ tính được căn giữa Mặt trời và Trái Đất – ngược với giả thuyết trước. Trong những cơn bão mặt trời sắp tới, điều này hoàn toàn có thể dẫn đến mất điện và gián đoạn trong vệ tinh nhân tạo. [ 26 ]

Biến thiên thế kỷ[sửa|sửa mã nguồn]

Độ mạnh của thành phần lưỡng cực trục của từ trường Trái Đất từ năm 1600 đến năm 2020 .Sự biến hóa từ trường Trái Đất trên một khoảng chừng thời hạn từ một năm trở lên được gọi là biến thiên thế kỷ. Qua hàng trăm năm, Độ từ thiên được quan sát thấy biến hóa qua hàng chục độ. [ 12 ] Đoạn phim ở bên phải cho thấy Độ từ thiên toàn thế giới đã biến hóa trong vài thế kỷ qua như thế nào. [ 27 ]Hướng và cường độ đổi khác lưỡng cực theo thời hạn. Trong hai thế kỷ qua, cường độ lưỡng cực đã giảm với vận tốc khoảng chừng 6,3 % mỗi thế kỷ. [ 12 ] Với vận tốc giảm này, trường này sẽ không đáng kể trong khoảng chừng 1600 năm. [ 28 ] Tuy nhiên, cường độ này là trung bình trong 7000 năm qua, và tỷ suất biến hóa lúc bấy giờ không phải là không bình thường. [ 29 ]Một điểm điển hình nổi bật trong phần không lưỡng cực của biến thiên thế kỷ là sự trôi dạt về phía tây với vận tốc khoảng chừng 0,2 độ mỗi năm. [ 28 ] Sự trôi dạt không giống nhau ở mọi nơi và đã đổi khác theo thời hạn. Trôi dạt trung bình trên toàn thế giới đã về phía tây kể từ khoảng chừng năm 1400 Công Nguyên nhưng về phía đông giữa khoảng chừng 1000 CN và 1400 CN. [ 30 ]Những đổi khác từ trường cổ xưa được ghi lại trong những khoáng vật từ tính trong những vật mẫu khảo cổ học và địa chất. Những đổi khác như vậy được gọi là biến thiên thế kỷ cổ xưa hoặc biến thiên paleo ( ECV ). Các hồ sơ thường gồm có thời hạn dài biến hóa nhỏ với những đổi khác lớn tiếp tục phản ánh những chuyến du ngoạn của cực địa từ và sự đảo ngược. [ 31 ]

Đảo cực địa từ trường[sửa|sửa mã nguồn]

Cực địa từ trong suốt cuối Đại Tân sinh. Các vùng tối là nơi có cực từ trường giống ngày này, trong khi những vùng sáng là cực địa từ bị đảo ngược .Mặc dù trường của Trái Đất nói chung là lưỡng cực, với một trục gần như căng thẳng mệt mỏi với trục tự quay, nhưng đôi lúc những cực địa từ Bắc và Nam đổi chỗ. Bằng chứng cho sự đảo ngược địa từ này hoàn toàn có thể tìm thấy trong bazan, lõi trầm tích thu được từ những tầng đại dương và những dị thường từ dưới đáy biển. [ 32 ] Sự đảo ngược xảy ra gần như ngẫu nhiên theo thời hạn, với khoảng chừng thời hạn giữa những lần hòn đảo chiều từ dưới 0,1 triệu năm đến khoảng chừng 50 triệu năm. Sự đảo ngược địa từ gần đây nhất, được gọi là đảo ngược Brunhes-Matuyama, xảy ra khoảng chừng 780.000 năm trước. [ 19 ] [ 33 ] Một hiện tượng kỳ lạ tương quan, một sự trệch khỏi trục địa từ, là một sự hòn đảo chiều không hoàn hảo, không đổi khác cực tính. [ 34 ] [ 35 ] Sự kiện Laschamp là một ví dụ về sự trệch khỏi trục, nó đã xảy ra trong thời kỳ băng hà ở đầu cuối ( cách đây 41.000 năm ) .

Từ trường trong quá khứ được ghi lại chủ yếu bằng các khoáng vật từ tính mạnh, cụ thể là các oxit sắt như magnetit, có thể mang một mô men từ vĩnh cửu. Từ hóa dư này, hay cảm ứng từ dư, có thể thu được bằng nhiều cách. Trong các dòng dung nham, hướng của từ trường bị “đóng băng” trong các khoáng vật nhỏ khi chúng nguội đi, dẫn đến nhiệt từ hóa dư. Trong các trầm tích, sự định hướng của các hạt từ tính thu được sự lệch nhẹ về phía từ trường khi chúng lắng đọng trên đáy đại dương hoặc đáy của hồ. Đây được gọi là sự từ hóa dư mảnh vụn.[8]

Từ hoá dư nhiệt là nguồn chính của các dị thường từ xung quanh các sống núi giữa đại dương. Khi đáy biển lan ra, magma trào ra từ lớp phủ, nguội đi để tạo ra lớp vỏ bazan mới ở cả hai bên sống núi, và bị đẩy ra khỏi nó bằng sự tách giãn đáy biển. Khi nó nguội, nó ghi lại hướng của từ trường Trái Đất. Khi từ trường Trái Đất đảo chiều, đá bazan mới ghi lại hướng đảo ngược. Kết quả là một loạt các dải đối xứng xung quanh sống núi. Một chiếc tàu kéo một từ kế trên bề mặt đại dương có thể phát hiện ra các dải này và suy ra độ tuổi của đáy biển phía dưới. Điều này cung cấp thông tin về tốc độ mà đáy biển đã tách giãn trong quá khứ.[8]

Nguyên nhân khiến từ trường Trái Đất hòn đảo cực là nằm ở trong nhân Trái Đất. Ở đó có dòng sắt kẽm kim loại nóng chảy chảy xoay vòng quanh nhân. Bằng hoạt động cắt ngang từ trường, nó tạo ra dòng điện và dòng điện này tạo ra từ trường. Gia sử hướng hoạt động này giữ nguyên thì sẽ không có gì xảy ra cả nhưng do dòng sắt kẽm kim loại nóng chảy liên tục biến hóa nên từ trường tạo ra cũng liên tục biến hóa và làm giảm từ trường hiện tại của Trái ĐấtĐịnh tuổi phóng xạ của dòng dung nham đã được sử dụng để thiết lập thang thời hạn phân cực địa từ, một phần trong đó được hiển thị trong hình ảnh. Điều này tạo thành nền tảng của từ địa tầng, một kỹ thuật đối sánh tương quan địa vật lý hoàn toàn có thể được sử dụng cho đến nay cho cả những chuỗi trầm tích lẫn núi lửa cũng như dị thường từ dưới đáy biển. [ 8 ]Các nghiên cứu và điều tra về dòng dung nham trên núi Steens, Oregon, chỉ ra rằng từ trường hoàn toàn có thể đã di dời ở vận tốc lên đến 6 độ mỗi ngày vào thời gian nào đó trong lịch sử vẻ vang Trái Đất, điều này thử thách đáng kể sự hiểu biết phổ cập về việc từ trường Trái Đất hoạt động giải trí như thế nào. [ 36 ] Phát hiện này sau đó được cho là do đặc thù từ đá không bình thường của dòng dung nham được điều tra và nghiên cứu, chứ không phải sự biến hóa trường nhanh, bởi một trong những nhà khoa học khởi đầu của nghiên cứu và điều tra năm 1995. [ 37 ]Các biến hóa độ nghiêng lưỡng cực trong thời điểm tạm thời lấy trục lưỡng cực qua đường xích đạo và sau đó trở lại cực tính gốc được gọi là những trệch khỏi trục. [ 35 ]

Xuất hiện sớm nhất[sửa|sửa mã nguồn]

Các nghiên cứu và điều tra cổ từ của dung nham Cổ Thái Cổ ( Paleoarchea ) ở Úc và cuội kết ở Nam Phi đã Tóm lại rằng từ trường đã xuất hiện từ tối thiểu khoảng chừng 3.450 triệu năm trước. [ 38 ] [ 39 ] [ 40 ]
Những dịch chuyển moment dọc trục lưỡng cực tưởng tượng kể từ lần hòn đảo cực gần đây nhất .Hiện tại, địa từ trường tổng thể và toàn diện đang trở nên yếu đi ; sự sụt giảm mạnh lúc bấy giờ tương ứng với sự suy giảm 10-15 % trong vòng 150 năm qua và đã tăng cường trong vài năm qua ; cường độ địa từ đã giảm gần như là liên tục từ mức tối đa 35 % trên mức giá trị tân tiến đạt được khoảng chừng 2000 năm trước. Tốc độ sụt giảm và cường độ hiện tại nằm trong khoảng chừng biến thiên thông thường, như biểu lộ bằng những từ trường từ quá khứ được ghi lại trong đá .Bản chất của từ trường Trái Đất là một trong những giao động dị phương sai. Một phép đo tức thời của nó, hoặc một số ít phép đo của nó qua vài thập kỷ hoặc vài thế kỷ, là không đủ để ngoại suy ra xu thế tổng thể và toàn diện trong cường độ từ trường. Nó đã lên và xuống trong quá khứ vì những nguyên do không rõ. Ngoài ra, cần quan tâm rằng ghi nhận cường độ địa phương của trường lưỡng cực ( hoặc dịch chuyển của nó ) là không đủ để diễn đạt từ trường Trái Đất như một khối toàn diện và tổng thể, vì nó không phải là trường lưỡng cực tuyệt đối. Thành phần lưỡng cực của trường Trái Đất hoàn toàn có thể giảm xuống thậm chí còn khi hàng loạt từ trường vẫn giữ nguyên hoặc tăng lên .Cực bắc từ Trái Đất đang trôi từ phía bắc Canada tới Siberia với vận tốc tăng cường hiện tại – 10 km ( 6,2 mi ) mỗi năm vào đầu thế kỷ XX, lên đến 40 km ( 25 dặm ) mỗi năm vào năm 2003, [ 19 ] và kể từ đó chỉ tăng cường. [ 41 ]
Từ trường Trái Đất được cho là sinh ra bởi những dòng diện trong vật tư dẫn điện của lõi, tạo ra bởi những dòng đối lưu do nhiệt thoát ra khỏi lõi. Tuy nhiên, đây là một quy trình phức tạp, và những quy mô máy tính hoàn toàn có thể dựng lại một vài đặc thù của nó chỉ được tăng trưởng trong vài thập niên gần đây .

Lõi Trái Đất và thuyết địa động lực[sửa|sửa mã nguồn]

[42]Hình minh hoạt mối đối sánh tương quan giữa hoạt động của chất lưu dẫn điện, được điều khiển và tinh chỉnh bởi lực Coriolis, và từ trường do hoạt động sinh ra .Trái Đất và hầu hết những hành tinh trong Hệ Mặt Trời, cũng như Mặt Trời và những sao khác, tổng thể đều có từ trường do quy trình hoạt động của những chất lưu dẫn điện. [ 43 ] Từ trường Trái Đất sinh ra từ lõi của nó. Đây là khu vực chứa những kim loại tổng hợp sắt có nửa đường kính khoảng chừng 3.400 km ( nửa đường kính Trái Đất là 6.370 km ). Phần lõi này chia thành lõi trong rắn với nửa đường kính 1.220 km, và lõi ngoài lỏng. [ 44 ] Sự hoạt động của chất lưu ở lõi ngoài được tinh chỉnh và điều khiển bởi dòng nhiệt thoát ra từ lõi trong, dòng nhiệt này khoảng chừng 6.000 K ( 5.730 °C ; 10.340 °F ), đến ranh giới lõi-manti nhiệt độ đạt 3.800 K ( 3.530 °C ; 6.380 °F ). [ 45 ] Mô hình dòng chảy được thiết lập bởi sự tự quay của Trái Đất và sự xuất hiện của lõi trong rắn. [ 46 ]

Cơ chế Trái Đất sinh ra từ trường được nêu trong thuyết dynamo.[43] Từ trường được tạo ra bởi mạch hồi tiếp: các mạch điện tạo ra các từ trường (Định luật Ampère); khi từ trường thay đổi tạo ra một điện trường (Định luật Faraday); và các trường điện và từ tác động một lực lên các điện tích chuyển động thành dòng ở dạng dòng điện (Lực Lorentz).[47] Những tác động này có thể được kết hợp ở dạng phương trình vi phân từng phần cho từ trường được gọi là “phương trình cảm ứng từ”:

∂ B ∂ t = η ∇ 2 B + ∇ × ( u × B ) { \ displaystyle { \ frac { \ partial \ mathbf { B } } { \ partial t } } = \ eta \ nabla ^ { 2 } \ mathbf { B } + \ nabla \ times ( \ mathbf { u } \ times \ mathbf { B } ) }

…với u là vận tốc của chất lưu; B là trường từ B; và η=1/σμ là độ khuếch tán từ, tỉ lệ nghịch với độ dẫn điện σ và độ từ thẩm μ.[48] Thuật ngữ ∂B/∂t là đạo hàm theo thời gian của từ trường; ∇2 là Toán tử Laplace và ∇× là rot.

Số hạng tiên phong phía bên phải của phương trình cảm ứng từ là số hạng khuếch tán. Trong chất lưu tĩnh, từ trường giảm và bất kể điểm nào của từ trường lan tỏa ra ngoài. Nếu dynamo của Trái Đất ngừng hoạt động giải trí, phần lưỡng cực sẽ biến mất trong vài chục ngàn năm. [ 48 ]Trong một dây dẫn tuyệt vời và hoàn hảo nhất ( σ = ∞ ), sẽ không có sự khuếch tán. Theo định luật của Lenz, bất kể biến hóa nào trong từ trường sẽ bị phản đối ngay lập tức bởi những dòng điện, do đó dòng chảy qua một thể tích chất lỏng nhất định không hề biến hóa. Khi chất lỏng vận động và di chuyển, từ trường sẽ đi cùng với nó. Định lý miêu tả hiệu ứng này được gọi là định lý ngừng hoạt động trong trường. Ngay cả trong một chất lỏng có độ dẫn hữu hạn, trường mới được tạo ra bằng cách lê dài những đường trường khi chất lỏng chuyển dời theo cách làm biến dạng nó. Quá trình này hoàn toàn có thể liên tục tạo ra trường mới vô thời hạn, phải không khi từ trường tăng cường mức độ, nó chống lại hoạt động của chất lỏng .Chuyển động của chất lỏng được duy trì bởi sự đối lưu, hoạt động được điều khiển và tinh chỉnh bởi độ nổi. Nhiệt độ tăng dần về phía TT Trái Đất và nhiệt độ cao hơn của chất lỏng xuống thấp hơn khiến nó nổi lên. Độ nổi này được tăng cường bằng cách tách hóa học : Khi lõi nguội đi, một số ít sắt nóng chảy đông cứng lại và được mạ vào lõi bên trong. Trong quy trình, những yếu tố nhẹ hơn bị bỏ lại trong chất lỏng, làm cho nó nhẹ hơn. Điều này được gọi là đối lưu thành phần. Hiệu ứng Coriolis, gây ra bởi vòng xoay hành tinh toàn diện và tổng thể, có khuynh hướng tổ chức triển khai dòng chảy thành những cuộn thẳng hàng dọc theo trục cực bắc-nam .Một máy phát điện hoàn toàn có thể khuếch đại từ trường, nhưng nó cần một trường ” hạt giống ” để khởi đầu. Đối với Trái Đất, đây hoàn toàn có thể là một từ trường bên ngoài. Đầu tiên trong lịch sử vẻ vang, Mặt trời đã trải qua quy trình tiến độ T-Tauri, trong đó gió mặt trời sẽ có một từ trường có cường độ từ trường lớn hơn gió mặt trời hiện tại. Tuy nhiên, phần nhiều trường hoàn toàn có thể đã được sàng lọc bởi lớp phủ của Trái Đất. Một nguồn thay thế sửa chữa là dòng điện trong ranh giới lõi-lớp phủ được tinh chỉnh và điều khiển bởi những phản ứng hóa học hoặc sự biến hóa độ dẫn nhiệt hoặc điện. Những hiệu ứng như vậy vẫn hoàn toàn có thể cung ứng một rơi lệch nhỏ là một phần của những điều kiện kèm theo biên cho geodynamo .Từ trường trung bình trong lõi ngoài của Trái Đất được tính là 25 gauss, mạnh hơn 50 lần so với từ trường ở mặt phẳng .

Các quy mô số[sửa|sửa mã nguồn]

Mô phỏng địa động lực học đòi hỏi phải xử lý một cách số lượng một tập hợp những phương trình vi phân một phần phi tuyến cho từ trường nam châm từ ( MHD ) của bên trong Trái Đất. Mô phỏng những phương trình MHD được triển khai trên lưới điểm 3D và độ mịn của lưới, phần nào xác lập tính trong thực tiễn của những giải pháp, bị số lượng giới hạn đa phần bởi sức mạnh của máy tính. Trong nhiều thập kỷ, những nhà kim chỉ nan đã số lượng giới hạn để tạo ra những quy mô máy tính động học trong đó hoạt động của chất lỏng được chọn trước và ảnh hưởng tác động đến từ trường được đo lường và thống kê. Lý thuyết động lực học hầu hết là yếu tố thử những dạng hình học dòng chảy khác nhau và kiểm tra xem những dạng hình học đó hoàn toàn có thể duy trì một động lực học hay không. [ 52 ]Các quy mô máy phát điện tự không thay đổi tiên phong, quy mô xác lập cả hoạt động của chất lỏng và từ trường, được tăng trưởng bởi hai nhóm vào năm 1995, một ở Nhật Bản [ 53 ] và một ở Hoa Kỳ. [ 1 ] [ 54 ] Loại thứ hai nhận được sự chú ý quan tâm vì nó tái tạo thành công xuất sắc 1 số ít đặc thù của trường Trái Đất, gồm có cả đảo ngược địa từ. [ 52 ]

Dòng điện trong tầng điện ly và từ quyển[sửa|sửa mã nguồn]

Dòng điện gây ra trong tầng điện ly tạo ra từ trường ( vùng động lực tầng điện ly ). Một trường như vậy luôn được tạo ra gần nơi khí quyển gần Mặt trời nhất, gây ra những biến hóa hàng ngày hoàn toàn có thể làm chệch hướng từ trường mặt phẳng tới một độ. Các biến thể nổi bật hàng ngày của cường độ trường là khoảng chừng 25 nanoteslas ( nT ) ( một phần vào năm 2000 ), với những biến thể trong vài giây thường là khoảng chừng 1 nT ( một phần trong 50.000 ) .

Đo lường và nghiên cứu và phân tích[sửa|sửa mã nguồn]

Cường độ từ trường của Trái Đất đã được Carl Friedrich Gauss đo vào năm 1832 [ 49 ] và đã được đo đạc lặp lại nhiều lần từ đó, tác dụng cho thấy cường độ suy giảm tương đối khoảng chừng 10 % trong vòng 150 năm qua. [ 50 ] Vệ tinh Magsat và những vệ tinh sau đó đã sử dụng từ kế vector 3 trục để thăm dò cấu trúc 3 chiều của từ trường Trái Đất. So sánh với vệ tinh Ørsted sau này cho thấy hoạt động giải trí địa động lực ( dynamic geodynamo ) có vẻ như đang dần tạo ra một cực khác bên dưới Đại Tây Dương ở phía tây của phía nam Châu Phi. [ 51 ]
Cường độ từ tính vẽ bởi tài liệu vệ tinh. Dị thường Kursk là vùng dị thường có cường độ cao ( màu đỏ ) ở phía bắc trong khi dị thường Bangui nằm ở TT châu Phi .nhà nước ở một số ít nước xây dựng những cơ quan chuyên về đo lường và thống kê trường từ của Trái Đất. Đây là những điểm nghiên cứu và điều tra địa từ trường, nổi bật là thuộc một phần trong những cuộc khảo sát địa chất vương quốc, ví dụ như cuộc khảo sát viện nghiên cứu và điều tra Eskdalemuir của Cục Địa chất Anh. Các viện điều tra và nghiên cứu này hoàn toàn có thể đo và dự báo những điều kiện kèm theo từ tính như những cơn bão từ gây ảnh hưởng tác động đến thông tin liên lạc, điện năng và những hoạt động giải trí khác của con người .Mạng lưới quốc tế những viện điều tra và nghiên cứu từ trường ( International Real-time Magnetic Observatory Network ), với hơn 100 điểm quan sát địa từ link với nhau trên toàn quốc tế, đã ghi lại từ trường Trái Đất từ năm 1991 .Quân đội dựa trên những đặc tính trường địa từ đo ở khoanh vùng phạm vi địa phương, để phát hiện dị thường trong nền tự nhiên hoàn toàn có thể là do một vật sắt kẽm kim loại khối lượng đáng kể như tàu ngầm lặn gây ra. Thông thường, những thiết bị phát hiện dị thường từ tính này được gắn trên máy bay như Nimrod của Anh hoặc được kéo như một dụng cụ hoặc một loạt những dụng cụ bằng những tàu trên mặt nước .Các công ty tìm hiểu về địa vật lý ( geophysical prospecting companies ) cũng sử dụng thiết bị dò từ tính để xác lập những dị thường Open trong tự nhiên từ thân quặng, ví dụ như Dị thường từ Kursk ( Kursk Magnetic Anomaly ) .

Dị thường từ trường ở vỏ Trái Đất[sửa|sửa mã nguồn]

[52]Mô hình dị thường từ trường thạch quyển Trái Đất với sự góp mặt của những đặc thù vỏ dựa trên bước sóng ngắn .Máy đo từ tính hoàn toàn có thể phát hiện độ lệch nhỏ trong từ trường của Trái Đất do những hiện vật bằng sắt, đồ tạo tác, 1 số ít loại cấu trúc bằng đá, và thậm chí còn khe và những mỏm đá trong khảo cổ học địa vật lý. Sử dụng những dụng cụ từ lấy ở những máy dò dị thường từ gắn trên máy bay được tăng trưởng trong Chiến tranh quốc tế II nhằm mục đích phát hiện tàu ngầm, [ 53 ] những biến thiên từ trường trên toàn đáy đại dương đã được lập thành map. Bazan – đá núi lửa giàu chất sắt tạo thành đáy đại dương [ 54 ] – có chứa khoáng vật với từ trường mạnh ( magnetit, Fe3O4 ) và gây tác động ảnh hưởng tới trị số đọc trên la bàn đo ở khoanh vùng phạm vi địa phương. Sự lệch này đã được những ngư dân ở Iceland nhận thấy vào khoảng chừng cuối thế kỷ XVIII. [ 55 ] Quan trọng hơn, do tại sự xuất hiện của magnetite mang lại đặc thù từ tính đo được của đá bazan, những biến hóa từ tính này đã phân phối một phương tiện đi lại khác để nghiên cứu và điều tra đáy biển sâu. Khi đá mácma mới hình thành và dần nguội đi, những vật tư từ như vậy đã ghi lại lịch sử vẻ vang từ trường của Trái Đất. [ 55 ]

Mô hình thống kê[sửa|sửa mã nguồn]

Mỗi phép đo từ trường phải được đo ở một vị trí và thời hạn đơn cử. Nếu cần ước tính đúng mực trường tại 1 số ít nơi và thời hạn khác thì phép đo phải được quy đổi sang quy mô và quy mô được sử dụng để đưa ra Dự kiến .

Hàm điều hòa cầu[sửa|sửa mã nguồn]

Pℓ m is equal to 0 along m ℓ-m circles of equal latitude. The function changes sign each ℓtime it crosses one of these lines.Schematic representation of spherical harmonics on a sphere and their nodal lines.is equal to 0 along great circles passing through the poles, and alongcircles of equal latitude. The function changes sign each ℓtime it crosses one of these lines . Ví dụ về trường tứ cực. Điều này cũng hoàn toàn có thể được thiết kế xây dựng bằng cách chuyển dời hai lưỡng cực lại với nhau .Cách thông dụng nhất để nghiên cứu và phân tích những biến thể toàn thế giới trong từ trường của Trái Đất là để tương thích với những phép đo cho một tập hợp những sóng hài cầu. Điều này lần tiên phong được thực thi bởi Carl Friedrich Gauss. [ 56 ] Các sóng hài cầu là những tính năng giao động trên mặt phẳng của một quả cầu. Chúng là mẫu sản phẩm của hai công dụng, một loại nhờ vào vào vĩ độ và một trên kinh độ. Chức năng của kinh độ là 0 dọc theo không hoặc nhiều vòng tròn lớn đi qua Bắc và Nam cực ; Số những đường nút như vậy là giá trị tuyệt đối của biến m. Chức năng của vĩ độ là số không cùng không hoặc nhiều vòng tròn vĩ độ ; Điều này cộng với thứ tự bằng với mức độ ℓ. Mỗi hài hòa tương tự với một sự sắp xếp đặc biệt quan trọng của những điện tích từ ở TT của Trái Đất. Một monopole là một điện tích từ riêng, mà chưa khi nào được quan sát. Một lưỡng cực tương tự với hai ngân sách trái chiều mang lại gần nhau và một quadrupole đến hai lưỡng cực thu lại với nhau. Một trường quadrupole được hiển thị trong hình dưới bên phải. [ 12 ]Các sóng hài hình cầu hoàn toàn có thể đại diện thay mặt cho bất kể trường vô hướng nào ( tính năng của vị trí ) cung ứng một số ít đặc thù nhất định. Một từ trường là một trường vector, nhưng nếu nó được trình diễn trong những thành phần Cartes X, Y, Z, mỗi thành phần là dẫn xuất của cùng một hàm vô hướng được gọi là tiềm năng từ tính. Các nghiên cứu và phân tích của từ trường Trái Đất sử dụng một phiên bản sửa đổi của sóng hài hình cầu thường thì khác nhau bởi một tác nhân nhân. Một bình phương nhỏ nhất tương thích với những phép đo từ trường cho trường Trái Đất là tổng những sóng hài cầu, mỗi nhân với thông số Gauss gmℓ hoặc hm the tương thích nhất. [ 12 ]Hệ số Gauss thấp nhất, g00, cho góp phần của một điện tích từ bị cô lập, vì thế nó là số không. Ba thông số sau đó – g10, g11, và h11 – xác lập hướng và cường độ của sự góp phần dipole. Lưỡng cực lắp tốt nhất được nghiêng ở góc 10 ° so với trục quay, như được miêu tả ở trên. [ 12 ]

Sự phụ thuộc xuyên suốt

Phân tích sự giao động của hình cầu hoàn toàn có thể được sử dụng để phân biệt nội bộ từ những nguồn bên ngoài nếu những phép đo có sẵn ở nhiều hơn một chiều cao ( ví dụ như những đài quan sát mặt đất và vệ tinh ). Trong trường hợp đó, mỗi thuật ngữ với thông số gmℓ hoặc hmℓ hoàn toàn có thể được chia thành hai thuật ngữ : một trong đó giảm với nửa đường kính là 1 / rℓ + 1 và một bán tăng với nửa đường kính như rℓ. Các thuật ngữ ngày càng tương thích hơn với những nguồn bên ngoài ( dòng trong tầng điện ly và quyển từ ). Tuy nhiên, trung bình trong một vài năm những khoản góp phần trung bình từ bên ngoài là không. [ 12 ]Các quá trình còn lại Dự kiến rằng tiềm năng của một nguồn lưỡng cực ( ℓ = 1 ) giảm xuống là 1 / r2. Từ trường, là một dẫn xuất của động năng, giảm xuống là 1 / r3. Các quy trình tiến độ của Quadrupole giảm xuống là 1 / r4 và những bậc cao hơn sẽ giảm nhanh gọn hơn với nửa đường kính. Bán kính của lõi ngoài là khoảng chừng 50% nửa đường kính của Trái Đất. Nếu trường ở ranh giới lớp vỏ lõi – tương thích với sóng hài cầu, phần lưỡng cực nhỏ hơn khoảng chừng 8 ở mặt phẳng, phần tứ cực bằng 16, v.v. Do đó, chỉ có những thành phần có bước sóng lớn hoàn toàn có thể được quan tâm ở mặt phẳng. Từ nhiều đối số, thường giả định rằng chỉ những thuật ngữ lên đến độ 14 hoặc ít hơn có nguồn gốc của chúng trong lõi. Chúng có bước sóng khoảng chừng 2000 km ( 1.200 dặm ) hoặc nhỏ hơn. Các tính năng nhỏ hơn được cho là do dị thường vỏ Trái Đất. [ 12 ]

Các mô hình toàn cầu

Thương Hội Địa lý Quốc tế và khí tượng duy trì một quy mô tiêu chuẩn toàn thế giới được gọi là Trường Tham chiếu Quốc tế. Nó được update 5 năm một lần. Mô hình thế hệ 11, IGRF11, được tăng trưởng bằng cách sử dụng tài liệu từ những vệ tinh ( Ørsted, CHAMP và SAC-C ) và mạng lưới những đài quan sát địa từ quốc tế. [ 57 ] Việc lan rộng ra hòa giải hình cầu được cắt ngắn ở mức 10, với 120 thông số, cho đến năm 2000. Các quy mô tiếp theo được cắt ngắn ở mức độ 13 ( 195 thông số ). [ 58 ]Một quy mô nghành nghề dịch vụ toàn thế giới khác gọi là World Magnetic Model được sản xuất bởi Trung tâm tin tức Môi trường Hoa Kỳ ( trước kia là Trung tâm Dữ liệu Địa Vật lý Quốc gia Hoa Kỳ ) và Cục Khảo sát Địa chất Anh. Mô hình này cắt ngắn ở mức 12 ( 168 thông số ) với độ phân giải khoảng trống gần 3.000 km. Đây là quy mô được sử dụng bởi Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ, Bộ Quốc phòng ( United Kingdom ), Cục Hàng không Liên bang Hoa Kỳ ( FAA ), Tổ chức Hiệp ước Bắc Đại Tây Dương và Văn phòng Thủy văn Quốc tế cũng như trong nhiều mạng lưới hệ thống dẫn đường gia dụng. [ 59 ]Một quy mô thứ ba được sản xuất bởi Trung tâm Không gian Goddard ( NASA và GSFC ) và Viện Nghiên cứu Vũ trụ Đan Mạch đã sử dụng giải pháp ” quy mô tổng lực ” nhằm mục đích kiểm soát và điều chỉnh tài liệu với độ phân giải thời hạn và khoảng trống khác nhau từ những nguồn mặt đất và vệ tinh. [ 60 ]Trung tâm tin tức Môi trường Quốc gia Hoa Kỳ đã tăng trưởng quy mô Từ trường Cao cấp ( EMM ), lan rộng ra đến mức độ và mức độ 720 và xử lý những dị thường từ tính xuống đến bước sóng 56 km. Nó được biên soạn từ những cuộc khảo sát từ vệ tinh, hàng hải, từ trường và mặt đất. Phiên bản mới nhất, EMM2015, gồm có tài liệu từ sứ mệnh Swarm của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu. [ 61 ]

Từ tính sinh học[sửa|sửa mã nguồn]

Động vật gồm có chim và rùa hoàn toàn có thể phát hiện từ trường của Trái Đất và sử dụng trường để điều hướng trong quy trình chuyển dời. [ 62 ] Bò và hươu hoang dã có khuynh hướng quay khung hình của chúng về phía bắc-nam trong khi thư giãn giải trí, nhưng không phải khi động vật hoang dã thuộc dòng điện cao thế, những nhà nghiên cứu số 1 tin rằng từ tính là có nghĩa vụ và trách nhiệm. [ 63 ] [ 64 ] Trong năm 2011, những nhà nghiên cứu báo cáo giải trình nỗ lực của họ không thành công xuất sắc để lặp lại việc tìm kiếm bằng cách sử dụng những hình ảnh Google Earth khác nhau. [ 65 ]Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng những trường điện từ rất yếu làm gián đoạn la bàn từ được sử dụng bởi những robins châu Âu và những loài chim biết bay khác hướng của chúng được tinh chỉnh và điều khiển bởi trường của Trái Đất. Theo điều tra và nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature số ra ngày 8 tháng 5 năm 2008, cả đường dây điện và điện thoại di động đều không đổ lỗi cho hiệu ứng trường điện từ lên chim. Thay vào đó, thủ phạm gồm có những tần số từ 2 kHz đến 5 MHz, ví dụ điển hình như tín hiệu vô tuyến AM và những thiết bị điện tử thường thì hoàn toàn có thể tìm thấy trong những doanh nghiệp hoặc nhà riêng. [ 66 ]

Liên kết ngoài[sửa|sửa mã nguồn]

Source: https://vh2.com.vn
Category: Trái Đất