كوكبنا لديه مجال مغناطيسي. ومن المعروف باسم المجال المغنطيسي الأرضي. بين مختلف طبقات الغلاف الجوي وجدنا طبقة تحتوي على المجال المغناطيسي للأرض بأكمله. هذه الطبقة تسمى الغلاف المغناطيسي. هذا هو موضوع مقال اليوم. سوف نتحدث عن ماهية الغلاف المغناطيسي ، ولماذا هو وكيف يكون مفيدًا.
إذا كنت تريد معرفة المزيد عن الغلاف المغناطيسي ، فهذه هي رسالتك.
ما هو الغلاف المغناطيسي
كما لو كنا نتحدث عن مغناطيس يقع في مركز كوكبنا ، فإن المجال المغناطيسي للأرض يعمل من خلال التيارات الكهربائية. يتم إنتاج التيارات الكهربائية بواسطة ما يسمى بتيارات الحمل الحراري التي تحدث في اللب الخارجي للكوكب. في هذا اللب الخارجي ، نجد تركيزًا كبيرًا من الحديد الزهر يتحرك في جميع أنحاء الفضاء بسبب اختلاف الكثافة. تحدث تيارات الحمل هذه أيضًا في غطاء الأرض وهي مسؤولة عن حركة القارات.
على الرغم مما قد تعتقد ، توجد درجة حرارة أعلى في اللب الداخلي للأرض. إذا لم يكن لضغط المواد ، لكان الحديد منصهرًا تمامًا. ومع ذلك ، لا يرجع ذلك إلى الضغط الناتج عن قوة الجاذبية. لذلك ، في اللب الخارجي الموجود في طبقة بسماكة 2000 كيلومتر ، نعم يحتوي على الحديد المصهور والنيكل وتركيزات صغيرة أخرى من المعادن الأخرى في حالة سائلة. من خلال وجود ضغط أقل من المواد الأخرى يمكن العثور عليها مصهورة.
الاختلافات في درجة الحرارة والضغط وتركيب القلب هي ما يسبب تيارات الحمل الحراري. مع غرق المادة الأكثر برودة وبالتالي كثافة، ترتفع المادة الأكثر سخونة. وهناك أيضا ما يسمى قوة كوريوليس والتي هي نتيجة لدوران الأرض، مما يسبب دوامات في هذا الخليط من المعادن المنصهرة. وبسبب كل هذا، يتم إنتاج تيارات كهربائية داخل الكوكب والتي بدورها تنتج مجالات مغناطيسية.
إنها المعادن المشحونة التي تمر عبر هذه الحقول وتخلق التيارات الكهربائية الخاصة بها. تُعرف هذه الدورة ، التي تتمتع بالاكتفاء الذاتي ، بالدورة الجيوديناميكية.
الملامح الرئيسية
بمجرد أن نعرف كيف يتشكل المجال المغناطيسي للأرض، يمكننا أن نرى أن الغلاف المغناطيسي هو الذي يتحكم في المجال المغناطيسي للأرض. يعتمد شكل هذا الغلاف المغناطيسي على عمل الرياح الشمسية في أي وقت معين. وتتسبب الرياح الشمسية في تمدد الجانب المقابل إلى مسافات تبلغ حوالي ألف مرة نصف قطر المسافة بين الشمس والأرض. يُعرف هذا الامتداد الكبير للغلاف المغناطيسي بالذيل المغناطيسي.
شدة المجال المغناطيسي ليست هي نفسها في جميع خطوط العرض على الأرض. على سبيل المثال ، تكون الكثافة في أدنى مستوياتها عند خط الاستواء وتكون أعلى عند القطبين. يسمى الحد الخارجي للغلاف المغناطيسي ، كما هو الحال مع الطبقات الأخرى من الغلاف الجوي ، بالإيقاف المغناطيسي. يمكننا القول أن هيكل الغلاف المغناطيسي ديناميكي تمامًا. هذا لأنه يعتمد كثيرًا على نشاط الرياح الشمسية. الأقطاب المغناطيسية ليست مثل الأقطاب الجغرافية. يوجد فرق حوالي 11 درجة بينهما. هناك العديد من الدراسات التي اكتشفها العلماء حول تغيير الاتجاه الذي يمر به المجال المغناطيسي. الاتجاه الحالي للشمال المغناطيسي هو أكثر من 600 ميل من حيث كان في أوائل القرن التاسع عشر. تم العثور على سرعتهم أيضًا زادت بمقدار 40 ميلًا في السنة.
هناك العديد من السجلات الجيولوجية، وخاصة تلك الخاصة بتوجيه الصخور، والتي تظهر أن هذا المجال المغناطيسي قد انعكس بشكل كامل عدة مئات من المرات على مدى الخمسمائة مليون سنة الماضية. في كل انعكاس، تقع الأقطاب المغناطيسية عادة في طرفي متقابلين من الكوكب. سيؤدي هذا إلى توجيه البوصلة التقليدية نحو القطب الجنوبي بدلاً من القطب الشمالي. علاوة على ذلك، لفهم ظاهرة الغلاف المغناطيسي بشكل أفضل، من المثير للاهتمام معرفة كيفية ارتباطها بـ الرياح الشمسية.
أهمية الغلاف المغناطيسي
كما ذكرنا سابقًا، هناك نشاط للشمس يُسمى بالرياح الشمسية. هذه الرياح الشمسية ليست أكثر من تيار من الجسيمات المشحونة بالطاقة المشعة القادمة من الشمس. بفضل وجود الغلاف المغناطيسي، يمكننا أن نستشعر هذه الرياح الشمسية دون أن تؤثر على حياتنا. نحن عادة نرى هذه الرياح الشمسية على شكل أضواء شمالية وعواصف جيومغناطيسية. ولولا هذه الطبقة، فمن الممكن أن تتسبب في إتلاف جميع أنظمة الاتصالات لدينا، مثل الأقمار الصناعية وأنظمة الموجات الراديوية. إذا لم يكن لدينا غلاف جوي في المجال المغناطيسي للأرض، فإن درجات حرارة الأرض سوف تختلف بطريقة مماثلة لتلك الموجودة على سطح القمر. وهذا يعني، في درجات حرارة تتراوح من 123 إلى 153 درجة.
هناك العديد من الحيوانات، مثل الطيور والسلاحف، التي تستطيع اكتشاف المجال المغناطيسي للأرض واستخدامه للتنقل خلال مواسم الهجرة. ومن المفيد جدًا والمهم أيضًا للجيولوجيين التحقيق في بنية الصخور تحت الأرض. المساحون هم من يقومون بالبحث عن رواسب النفط أو الغاز أو المعادن، وبفضل هذا المجال المغناطيسي، يمكنهم العثور عليها بسهولة أكبر، حتى فيما يتعلق بتكوين الغلاف الجوي. وبما أن هذه الوقود تشكل أساس طاقة الأرض للبشر، فإننا نستطيع أن نرى أهمية الغلاف المغناطيسي.
باختصار، يمكننا القول أن المجال المغناطيسي ضروري لاستمرار الحياة على الكوكب. ولهذه الأسباب يرى العديد من الباحثين أنه من الضروري دراسة مناخ الفضاء وعلاقتها بالمجال المغناطيسي.
تباين المجال المغناطيسي للأرض
هذا المجال المغناطيسي لديه تغير طفيف على مدى فترة 24 ساعة. يؤثر الاختلاف بشكل أساسي على الاتجاه الذي تشير إليه البوصلة. لا يُلاحظ هذا الاختلاف إلا في عُشر الكبد، كما أن الشدة العامة مُضطربة في 0,1% فقط.
على الرغم من أنها لا تعمل دائمًا بنفس الطريقة، فإن الاختلافات المغناطيسية لها أنماط معينة. النمط الرئيسي هو الارتباط الموجود مع واقي الشمس ويستمر في المتوسط لمدة أحد عشر عامًا.
آمل أن تساعدك هذه المعلومات على معرفة المزيد عن الغلاف المغناطيسي وأهميته للحياة على الكوكب.