میدان مغناطیسی زمین

میدان مغناطیسی زمین که به آن میدان ژئومغناطیس هم گفته می‌شود، یک میدان مغناطیسی است که از عمق کره زمین تا فضا گسترش می‌یابد. این میدان از حرکت مخلوط آهن و نیکل مذاب ناشی می‌شود که در اطراف هسته داغ زمین، دائم در حال حرکت هستند. حرکت مواد مذاب به دلیل انتقال حرارت از هسته زمین اتفاق می‌افتد و باعث به وجود آمدن جریان‌های الکتریکی می‌شود. این جریان‌های الکتریکی نیز میدان مغناطیسی کره زمین را به وجود می‌آورند. شدت این میدان مغناطیسی در سطح زمین بین 25 تا 65 میکروتسلا است.

به صورت تقریبی می‌توان یک آهنربای میله‌ای بزرگ را در مرکز کره زمین تصور کرد که با زاویه 11 درجه نسبت به محور دوران زمین قرار گرفته است. قطب شمال مغناطیسی زمین در حقیقت قطب جنوب این آهنربای عظیم است و قطب جنوب مغناطیسی زمین، قطب شمال این آهنربا.

اهمیت میدان مغناطیسی زمین

میدان مغناطیسی زمین بر روی ذرات بارداری که از بادهای خورشیدی می‌آیند اثر کرده و مانع رسیدن بخش عمده‌ای از این ذرات، به سطح زمین می‌شود. در صورتی که این میدان از بین برود مقدار زیادی ذرات باردار از طرف خورشید وارد زمین شده و می‌توانند تهدیدی بزرگ برای حیات بر روی زمین، باشند. همچنین بدون میدان مغناطیسی محافظ زمین، بادهای خورشیدی بسیاری از تجهیزات الکترونیک و ماهواره‌ها را نابود خواهند کرد.

از بین رفتن میدان مغناطیسی مریخ باعث شده است تا این سیاره تقریبا تمام اتمسفر خود را از دست بدهد.

همچنین میدان مغناطیسی زمین از قرن 12 میلادی به کمک قطب نما برای جهت یابی به کار می‌رود، درست است که قطب‌ها مغناطیسی زمین ثابت نیستند و جابجا می‌شوند، ولی این جابجایی در حدی کند است که می‌توان از قطب نما برای جهت یابی استفاده کرد.

میدان مغناطیسی زمین و بادهای خورشیدی

قطب‌های مغناطیسی زمین

چون یکی از اولین کاربردهای آهنرباها قطب نما بوده است، قطب‌های آهنربا توسط میدان مغناطیسی زمین تعریف می‌شود. قطب شمال آهنربا قطبی است که به سمت قطب شمال مغناطیسی زمین می‌چرخد (برای آشنایی با روش‌های تعیین قطب‌های آهنربا این مقاله را مطالعه کنید). چون قطب‌های ناهمنام مغناطیسیروبروی هم قرار می‌گیرند، قطب شمال مغناطیسی زمین در حقیقت قطب جنوب میدان مغناطیسی زمین است و قطب جنوب مغناطیسی زمین در حقیقت قطب شمال میدان مغناطیسی آن.

با اندازه‌گیری زاویه میدان مغناطیسی زمین، می‌توان محل قطب‌های مغناطیسی زمین را بدست آورد. محلی که زاویه میدان 90 درجه و به سمت داخل زمین است محل قطب شمال مغناطیسی زمین و محلی که زاویه میدان 90 درجه و به سمت بیرون زمین است، محل قطب جنوب مغناطیسی زمین است.

قطب‌های شمال و جنوب مغناطیسی زمین به صورت مستقل جابجا شده و دقیقا در روبروی هم بر روی کره زمین قرار ندارند. قطب شمال مغناطیسی زمین هر سال تا حدود 40 کیلومتر جابجا می‌شود.

منابع

Pappas, S. (2019, September 29). What If Earth’s Magnetic Field Disappeared? Retrieved September 18, 2020, from https://www.livescience.com/earth-magnetic-field.html.

Further Understanding of Geomagnetism. (n.d.). Retrieved September 18, 2020, from https://www.ngdc.noaa.gov/geomag/geomaginfo.shtml.

Earth’s magnetic field. (2020, September 16). Retrieved September 18, 2020, from https://en.wikipedia.org/wiki/Earth’s_magnetic_field.

Luhmann, J. G., Johnson, R. E., & Zhang, M. H. G. (1992). Evolutionary impact of sputtering of the Martian atmosphere by O+ pickup ions. Geophysical research letters, 19(21), 2151-2154.