Campul magnetic al Pamantului

Câmpul magnetic al Pământului

Terra

Scris de Scientia.ro

Marţi, 27 Ianuarie 2009 21:12

Aşa cum se poate observa privind acul unei busole, câmpul magnetic al Pământului  este aliniat pe direcţia nord-sud. Câmpul magnetic poate fi înţeles ca "emanând" din polul sud, traversând suprafaţa planetei aproape paralel cu suprafaţa terestră, pentru a se arcui deasupra polului nord. Pământul seamănă cu un magnet imens. Câmpul magnetic al Pământului este similar cu cel al unui magnet şi este înclinat cu 110 faţă de axa nord-sud a planetei. Aşa cum oricine poate observa dacă priveşte acul unei busole, câmpul magnetic al planetei noastre este aliniat pe direcţia nord-sud. Câmpul magnetic terestru poate fi vizualizat ca "emanând" din polul sud, traversând suprafaţa planetei aproape paralel cu suprafaţa terestră, pentru a reveni pentru a reintra în scoarţa terestră la polul nord. Pământul ca un imens magnet. Polii magnetici ai Terrei sunt plasaţi invers faţă de cei ai unui magnet obişnuit Indică busolele cu adevărat nordul? Atunci când o busolă se roteşte liber, câmpul magnetic terestru exercită un cuplu de forţe asupra acului acesteia care, în consecinţă, se roteşte pentru a indica nordul. Când privim o busolă spunem că acul acesteia, de fapt capătul acestuia marcat ca fiind nordul, ne indică în ce direcţie este acest punct cardinal. Ştim însă că magneţii funcţionează după principiul "polii opuşi se atrag". Asta înseamnă că ceea noi numim polul nord, zonele arctice, se comportă de fapt ca polul sud al unui magnet imens. Cu alte cuvinte, "polul nord" arctic este de fapt polul sud, iar polul sud pe care îl asociem cu toţii Antarcticii este de fapt polul nord al acestui magnet imens care este Pământul. Deşi dacă am judeca Pământul doar din punct de vedere al magnetismului său l-am putea privi ca pe un magnet imens cu polii magnetici dispuşi invers faţă de cele reprezentate în figura de mai sus, practica curentă este de a desemna polul nord magnetic ca fiind punctul de pe suprafaţa Pământului unde liniile câmpului magnetic sunt dispuse vertical în jos, deci exact invers faţă de cazul unor magneţi obişnuiţi. Ce a descoperit Cristofor Columb când a traversat Atlanticul, în 1492? Columb a observat la acea vreme faptul că atunci când folosea busola, nordul indicat de aceasta diferea puţin de ceea ce calcula el ţinând cont de poziţia stelelor. Columb a remarcat că busola îşi schimba orientarea pe măsură ce corăbiile sale se depărtau de continentul european, apropiindu-se de cel american. Columb descoperea pe atunci declinaţia magnetică. Declinaţia magnetică este diferenţa unghiulară dintre polii magnetici şi polii geografici ai Terrei. Nordul geografic este plasat pe axa de rotaţie a Pământului, în timp ce nordul magnetic, cel indicat de busole, nu este fix, şi de aceea nu este localizat în acelaşi loc cu nordul geografic. Acest detaliu nu fusese remarcat până atunci din cauza distanţelor relativ mici, la scară planetară, dintre oricare două puncte ale Europei, dar a devenit evident pe parcursul unei călătorii aşa de lungi cum a fost traversarea Atlanticului. Este interesant de menţionat faptul că navigatorul italiano-spaniol nu a pomenit acest lucru echipajului său, pentru a nu genera panică în rândul marinarilor ce s-ar fi putut răzgândi şi decide să se întoarcă acasă. Declinaţia magnetică (wikimedia.org) Declinaţia magnetică a oricărui punct de pe suprafaţa Pământului este deci unghiul dintre câmpul magnetic al Terrei în acel punct - deci direcţia nord indicată de o busolă în acel loc - şi nordul geografic. Declinaţia este pozitivă atunci când nordul magnetic este la est de nordul geografic. Declinaţia magnetică variază în timp şi spaţiu. De ce este Pământul magnetizat? Care este originea câmpului magnetic terestru? Nimeni nu ştie cu precizie răspunsul la această întrebare. Există doar ipoteze. Unii oameni de ştiinţă consideră că miezul lichid al planetei, care are în componenţă metale precum fierul şi nichelul, dă naştere câmpului magnetic datorită dispunerii şi mişcării sarcinilor electrice din compoziţia atomilor acestor elemente chimice. Efectul este cunoscut sub numele de efect de dinam şi s-ar produce datorită mişcării în convecţie a sarcinilor electrice prezente în structura nucleului exterior al Pământului. Această teorie a dinamului încearcă să descrie procesele prin care un fluid bun conductor din punct de vedere electric aflat în mişcare de rotaţie şi de convecţie poate genera şi întreţine un asemenea câmp magnetic. Rotaţia Pământului în jurul axei sale joacă un rol foarte important  în generarea şi întreţinerea câmpului magnetic terestru. Sonda spaţială Mariner 2 nu a putut detecta un câmp magnetic similar celui terestru în cazul planetei Venus, deşi observaţiile astronomice indică faptul că Venus are o structură geologică similară planetei albastre. "Vinovatul" pare a fi perioada foarte mare de rotaţie a lui Venus în jurul propriei axe, egală cu 243 de zile terestre. Mişcarea de rotaţie a lui Venus în jurul axei sale este prea lentă pentru a produce efectul de dinam, consideră mulţi specialişti în domeniu. Ce posibilităţi de confirmare a acestor teorii există? Cum aceste procese şi interacţiuni au loc foarte adânc în interiorul Pământului, măsurarea şi observarea lor directă sunt practic imposibile. Există modele simulate recent pe computere foarte performante, de ultimă generaţie, care încearcă reproducerea cât mai fidelă a proceselor care se petrec în miezul lichid al planetei. S-au obţinut cu ajutorul unor asemenea modele computerizate confirmări ale faptului că mişcările turbulente de rotaţie ale unor fluide conductive din punct de vedere electric pot produce şi auto-întreţine câmpuri magnetice. Este câmpul magnetic al Pământului staţionar? Folosind observaţii cu privire la depozitele de minereu de fier de la nivelul scoarţei terestre şi la sedimentele de pe fundul oceanelor, geologii au speculat pe tema inversării de-a lungul istoriei geologice a planetei a polilor săi magnetici. S-au impus concepţii conform cărora câmpul magnetic al Pământului nu este constant în timp, iar intensitatea câmpului magnetic la poli, dar şi dispunerea acestora, variază. Mai mult, polii magnetici se inversează periodic, dar la intervale aleatorii de timp, în cadrul unui proces  care a fost denumit inversiune geomagnetică (intervalele de timp sunt totuşi de aproximativ 100000 de ani, conform celor mai recente teorii). Se estimează că, de-a lungul erelor geologice, cei doi poli magnetici s-au inversat de foarte multe ori, iar poziţia lor şi intensitatea câmpului în zona acestora se vor modifica probabil din nou în următoarele câteva sute de ani. Au fost găsite dovezi care atestă inversiunea polilor magnetici de 171 de ori pe parcursul ultimilor 71 de milioane de ani. Ce s-a întâmplat cu nordul magnetic în ultimul secol? Cert este că nordul magnetic se deplasează în direcţia nord-vest, pe parcursul secolului XX s-a deplasat cu aproximativ 1100 de kilometri, iar începând cu anul 1970 rata sa de deplasare a crescut de la 9 km/an la 41 km/an. Dacă tendinţa prezentă se menţine, ar trebui ca locaţia polului nord magnetic să ajungă peste 50 de ani undeva în Siberia, dar estimările indică faptul că actuala tendinţă de accelerare a vitezei de deplasare va fi înlocuită cu o alta, de încetinire, însoţită de o schimbare a direcţiei de deplasare. Când, unde şi de către cine a fost localizat pentru prima dată nordul magnetic? Prima expediţie care a atins polul nord magnetic a fost condusă de James Clark Ross, care l-a localizat lângă Capul Adelaide, în peninsula Boothia, la data de 1 iunie 1831. La rândul său, Roald Amundsen a stabilit în 1903 că polul nord magnetic se deplasase puţin faţă de locaţia stabilită în 1831. Au urmat observaţile efectuate de oameni de ştiinţă angajaţi de guvernul canadian, care au stabilit a treia locaţie a polului nord magnetic pe lacul Allen de pe insula Prinţul de Wales