Геомагнітне поле (ГП) генерується джерелами, розташованими а також у магнітосфері та іоносфері. Воно захищає планету і життя на ній від згубного впливу. Його присутність спостерігав кожен, хто тримав компас і бачив, як один кінець стрілки вказує на південь, а інший на північ. Завдяки магнітосфері було здійснено великі відкриття у фізиці, і досі її наявність використовується для морської, підводної, авіаційної та космічної навігації.
Загальна характеристика
Наша планета – це величезний магніт. Північний його полюс знаходиться у "верхній" частині Землі, неподалік географічного полюса, а південний - поряд з відповідним географічним полюсом. З цих точок на багато тисяч кілометрів у космос простягаються силові магнітні лінії, що складають власне магнітосферу.
Магнітні та географічні полюси досить віддалені один від одного. Якщо провести чітку грань між магнітними полюсами, можна отримати магнітну вісь з кутом нахилу в 11,3° до осі обертання. Ця величина є непостійною, а все тому, що магнітні полюси переміщуються щодо поверхні планети, щорічно змінюючи своє місцезнаходження.
Природа геомагнітного поля
Магнітний екран генерується електричними струмами (зарядами, що рухаються), які народжуються в зовнішньому рідкому ядрі, розташованому всередині Землі на дуже пристойній глибині. Це текучий метал, і він рухається. Цей процес називається конвекцією. Двигуна ядра утворює струми і, як наслідок, магнітні поля.
Магнітний екран надійно захищає Землю від Основне її джерело - сонячний вітер - рух іонізованих частинок, що витікають з Магнітосфери, відхиляє цей безперервний потік, перенаправляючи його навколо Землі, завдяки чому жорстка радіація не надає згубного впливу на все живе блакитну планету.
Якби Земля не мала геомагнітного поля, то сонячний вітер позбавив би її атмосфери. За однією з гіпотез саме це й трапилося на Марсі. Сонячний вітер - далеко не єдина загроза, оскільки Сонце також вивільняє велику кількість речовини та енергії у вигляді корональних викидів, що супроводжуються сильним потоком радіоактивних частинок. Проте й у випадках магнітне полі Землі захищає її, відхиляючи ці течії від планети.
Магнітний екран змінює свої полюси приблизно раз на 250 000 років. Північний магнітний полюс стає місце північного, і навпаки. Вчені не мають чіткого пояснення, чому таке відбувається.
Історія дослідження
Знайомство людей із дивовижними властивостями земного магнетизму відбулося ще на зорі цивілізації. Вже за часів античності людству був відомий магнітний залізняк - магнетит. Однак хто і коли виявив, що природні магніти однаково орієнтуються у просторі стосовно географічних полюсів планети, невідомо. За однією з версій, китайці були знайомі з цим явищем вже в 1100 році, проте використовувати його практично почали лише через два століття. У Західній Європі магнітний компас почали використовувати у навігації у 1187 році.
Будова та характеристики
Магнітне поле Землі можна поділити на:
- головне магнітне поле (95%), джерела якого знаходяться у зовнішньому, що проводить електрострум ядрі планети;
- аномальне магнітне поле (4%), створюване гірськими породами у верхньому шарі Землі з гарною магнітною сприйнятливістю (одна з найпотужніших – Курська магнітна аномалія);
- зовнішнє магнітне поле (також зване змінним, 1%), пов'язане із сонячно-земними взаємодіями.
Регулярні геомагнітні варіації
Зміни геомагнітного поля у часі під впливом як внутрішніх, і зовнішніх (стосовно поверхні планети) джерел називають магнітними варіаціями. Вони характеризуються відхиленням складових ГП від середнього значення у місці спостереження. Магнітні варіації мають безперервну перебудову в часі, причому такі зміни мають періодичний характер.
Регулярні варіації, що повторюються щодобово, - це зміни магнітного поля, пов'язані із сонячно- та місячно-добовими змінами напруженості ГП. Варіації досягають максимуму вдень та при місячному протистоянні.
Нерегулярні геомагнітні варіації
Дані зміни виникають внаслідок впливу сонячного вітру на земну магнітосферу, змін усередині самої магнітосфери та її взаємодії з іонізованим верхнім шаром атмосфери.
- Двадцятисемиденні варіації існують як закономірність до повторного зростання магнітної збуреності через кожні 27 діб, що відповідають періоду обертання головного небесного світила щодо земного спостереження. Ця тенденція зумовлена існуванням активних областей-довгожителів на нашій рідній зірці, які спостерігаються протягом кількох її оборотів. Виявляється вона у вигляді 27-добової повторюваності геомагнітної збуреності та
- Одинадцятирічні варіації пов'язані з періодичністю освітою плям Сонця. Виявлено, що в роки найбільшого скупчення темних областей на сонячному диску магнітна активність також досягає свого максимуму, проте зростання геомагнітної активності відстає від сонячної сонячної в середньому - на рік.
- Сезонні варіації мають два максимуми і два мінімуми, що відповідають періодам рівнодення та часу сонцевороту.
- Вікові, на відміну від перерахованих вище, - зовнішнього походження, утворюються в результаті руху речовини і хвильових процесів в рідкому електропровідному ядрі планети і є головним джерелом інформації про електричну провідність нижньої мантії і ядра, про фізичні процеси, що призводять до конвекції речовини, а також про механізм генерації геомагнітного поля Землі Це найповільніші варіації – з періодами від кількох років до року.
Вплив магнітного поля на живий світ
Незважаючи на те, що магнітний екран не можна побачити, мешканці планети чудово його відчувають. Наприклад, перелітні птахи будують свій маршрут, орієнтуючись саме на нього. Вчені висувають кілька гіпотез щодо цього явища. Одна з них припускає, що пернаті сприймають його візуально. В очах перелітних птахів є спеціальні білки (криптохроми), які здатні змінювати своє становище під впливом геомагнітного поля. Автори цієї гіпотези впевнені, що криптохроми можуть виконувати роль компасу. Однак не тільки птахи, а й морські черепахи використовують магнітний екран як GPS-навігатор.
Вплив магнітного екрану на людину
Вплив геомагнітного поля на людину принципово відрізняється від будь-якого іншого, чи це радіація чи небезпечний струм, оскільки воно впливає на людський організм повністю.
Вчені вважають, що геомагнітне поле діє в ультранизькому діапазоні частот, внаслідок чого відповідає основним фізіологічним ритмам: дихальному, серцевому та мозковому. Людина може і не відчувати нічого, але організм при цьому все ж таки реагує на нього функціональними змінами нервової, серцево-судинної систем і діяльності мозку. Психіатри вже багато років відстежують взаємозв'язок між сплесками інтенсивності геомагнітного поля та загостренням психічних недуг, що часто призводять до суїциду.
"Індексування" геомагнітної активності
Обурення магнітного поля, пов'язані із змінами магнітосферно-іоносферної струмової системи, називаються геомагнітною активністю (ГА). Для визначення її рівня використовуються два індекси – А та К. Останній показує величину ГА. Він вираховується на основі вимірювань магнітного екрану, що здійснюються щодня з тригодинним інтервалом, починаючи з 00:00 UTC (світовий координований час). Найбільші показники магнітного обурення зіставляються зі значеннями геомагнітного поля спокійного дня для певної наукової установи, при цьому до уваги беруться максимальні величини зі спостережуваних відхилень.
На основі отриманих даних обчислюється індекс К. Через те, що він є квазілогарифмічною величиною (тобто збільшується на одиницю зі збільшенням обурення приблизно в 2 рази), його не можна усереднювати з метою отримання довгострокової історичної картини стану геомагнітного поля планети. Для цього є індекс А, що є денним середнім значенням. Визначається він досить просто - кожен вимір індексу перетворюється на еквівалентний індекс. Значення До, отримані протягом усього дня, усереднюються, завдяки чому вдається отримати індекс А, значення якого у звичайні дні не перевищує поріг у 100, а в період серйозних магнітних бур може перевалювати за 200.
Оскільки обурення геомагнітного поля у різних точках планети виявляються неоднаково, значення індексу А з різних наукових джерел можуть помітно відрізнятися. Щоб не було такого розбігу, індекси А, отримані обсерваторіями, зводяться до середнього і з'являється глобальний індекс А р. Те саме і з індексом К р, який являє собою дробову величину в інтервалі 0-9. Його значення від 0 до 1 говорить про те, що геомагнітне поле в нормі, отже, зберігаються оптимальні умови для проходження на короткохвильових діапазонах. Звісно, за умови досить інтенсивного потоку сонячного випромінювання. Геомагнітне поле 2 бали характеризується як помірне магнітне обурення, що трохи ускладнює проходження дециметрових хвиль. Значення від 5 до 7 говорять про наявність геомагнітних бур, що створюють серйозні перешкоди згаданому діапазону, а при сильному штормі (8-9 балів) роблять проходження коротких хвиль неможливим.
Вплив магнітних бур на людське здоров'я
Негативний вплив магнітних бур схильні до 50-70% населення всього світу. При цьому початок стресової реакції в одних людей відзначається за 1-2 дні до магнітного збурення, коли спостерігаються спалахи на сонці. В інших – у самий пік або через деякий час після надмірної геомагнітної активності.
Метозалежним людям, а також тим, хто страждає на хронічні хвороби, необхідно відстежувати інформацію про геомагнітне поле на тиждень, щоб при можливому наближенні магнітних бур виключити фізичні та емоційні навантаження, а також будь-які дії та події, здатні призвести до стресу.
Синдром дефіциту магнітного поля
Ослаблення геомагнітного поля в приміщеннях (гіпогеомагнітне поле) виникає через конструктивні особливості різних будов, матеріалів стін, а також намагнічених конструкцій. При знаходженні в приміщенні з ослабленим ДП порушується кровообіг, постачання кисню та поживних речовин до тканин та органів. Послаблення магнітного екрану також впливає на нервову, серцево-судинну, ендокринну, дихальну, кісткову та м'язову системи.
Японський лікар Накагава «обізвав» це явище «синдромом дефіциту магнітного поля людини». За своєю значимістю це поняття цілком може конкурувати з дефіцитом вітамінів та мінералів.
Основними симптомами, що вказують на наявність даного синдрому, є:
- підвищена стомлюваність;
- зниження працездатності;
- безсоння;
- головний та суглобові болі;
- гіпо-і гіпертонія;
- збої у травній системі;
- порушення у роботі серцево-судинної системи.
Прогноз магнітних бур на Сонці онлайн
Схема утворення магнітної бурі
На графіку нижче представлений індекс геомагнітної збуреності. Цей індекс визначає рівень магнітних бур.
Чим він більший, тим обурення сильніше. Графік автоматично оновлюється раз на 15 хвилин. Час вказано Московський
Kp< 2 - спокойное;
Kp = 2, 3 - слабообурене;
Kp = 4 – обурене;
Kp = 5, 6 – магнітна буря;
Магнітна буря рівня G1 (слабка) з 06:00 до 09:00 МСК
Магнітна буря рівня G1 (слабка) з 09:00 до 12:00 МСК
Магнітна буря – це обурення магнітного поля нашої планети. Це природне явище зазвичай продовжуються від кількох годин до доби і більше.
Карта залежності широт видимості сяйв від Kp індексу
Де зараз видно полярне сяйво?
Подивитися на полярне сяйво онлайн можна тут
Прогноз магнітних бур на 27 днів
C 28 Березень 2017 по 23 Квітень 2017 можливі наступні магнітні бурі та обурення магнітосфери:
Planetary K-index
Now: Kp= 5 storm
24-hr max: Kp= 5 storm
Auroras Taken by Sacha Layos on March 26, 2017 @ Fairbanks, AK
SUNSPOT GENESIS: Великий сніданок зростає в сонце з північним hemisphere. Лише 24 години тому ніщо не існує, зараз в природному регіоні катухи більше, ніж 70,000 кілометрів від природних "територій" і залишаються на ліжку t як Earth. Watch this movie of sunspot genesis. http://spaceweather.com/images2017/26mar17/genesis...SID=15h6i0skvioc83feg5delj5a45
speed: 535.4 km/sec
density: 25.2 protons/cm3
POTENT CORONAL HOLE FACES EARTH !!!
За швидким рухом stream solar wind flowing from the indicated coronal hole could reach Earth as early as March 27th (although the 28th is more likely).
Це "корональна битва" (CH) - в величезному регіоні, де сонце з'єднується з magnetic field opens up and allows solar wind to escape. March 27th і мабуть spark moderately-strong G2-class geomagnetic bouts around the poles on March 28th or 29th.
We"ve seen this coronal hole before. In early March, it lashed Earth"s magnetic field with a fast-moving stream that sparked several consecutive days intense auroras around the poles. Королівський шпилька є сильним тому, що це стріляючий solar wind threaded з "negative polarity" magnetic fields. Такі поля в хороший спосіб connecting до Earth's magnetosphere and energizing geomagnetic storms.
Багатообіцяючий початок, правда? Милуйтеся!
Auroras Taken by B.Art Braafhart on March 27, 2017 @ Salla, Finnish Lapland
Aurora Taken by John Dean on March 27, 2017 @ Nome, Alaska