magnetyzm ziemski
 
Encyklopedia PWN
magnetyzm ziemski, geomagnetyzm,
zespół zjawisk magnetycznych związanych z Ziemią, także dział geofizyki obejmujący zagadnienia związane z ziemskim polem magnetycznym (polem geomagnetycznym).
Pole to jest przedstawiane w każdym punkcie przestrzeni za pomocą całkowitego wektora pola, określonego (w zależności od układu współrzędnych) przez różne składowe: całkowite natężenie , składową poziomą i pionową , deklinację D (kąt między południkiem geograficznym i magnetycznym w miejscu obserwacji), inklinację I (kąt między wektorem w miejscu obserwacji a rzutem tego wektora na płaszczyznę poziomą). Rozkład pola geomagnetycznego na powierzchni Ziemi przedstawia się na mapach w formie izolinii łączących punkty jednakowego natężenia , lub (izodynamy), jednakowej deklinacji (izogony) i inklinacji (izokliny).
Około 99% całkowitego pola magnetycznego Ziemi to pole stałe (zwane też głównym), mające źródło we wnętrzu Ziemi. W pierwszym przybliżeniu jest to pole dipola, znajdującego się w środku Ziemi, którego oś tworzy z osią obrotu Ziemi kąt ok. 11,5°. Punkty przecięcia osi dipola z powierzchnią Ziemi to bieguny geomagnetyczne północny i południowy; punkty, w których inklinacja magnetyczna wynosi odpowiednio +90 i –90, to bieguny magnetyczne Ziemi. Pole dipolowe stanowi ok. 90% stałego pola magnetycznego; pozostała część to pole niedipolowe, odpowiedzialne za występowanie na powierzchni Ziemi anomalii magnetycznych, czyli obszarów o natężeniu pola większym (anomalia dodatnia) lub mniejszym (anomalia ujemna) od natężenia pola dipolowego. Stałe pole magnetyczne, wbrew nazwie, ulega powolnym, długookresowym zmianom, zwanym zmianami wiekowymi, o okresach rzędu kilku tysięcy, kilkuset i kilkudziesięciu lat. Obecnie przyjmuje się, że pole stałe jest wywołane przez prądy konwekcyjne zachodzące w ciekłym, przewodzącym materiale zewnętrznym jądra Ziemi w polu elektromagnetycznym przestrzeni okołoziemskiej, co tworzy układ działający na zasadzie podwójnego samowzbudnego dynama geomagnetycznego. Badaniem stałego pola magnetycznego Ziemi w jej przeszłości historycznej zajmuje się archeomagnetyzm, natomiast w przeszłości geologicznej paleomagnetyzm.
Pole magnetyczne zmienne obejmujące ok. 1% całego pola geomagnetycznego Ziemi jest wywołane przez zachodzące w przestrzeni okołoziemskiej zjawiska elektromagnetyczne (np. prądy elektryczne płynące w jonosferze, związane z działaniem na nią Słońca i Księżyca); pole zmienne jest rejestrowane w formie magnetogramów w wielu obserwatoriach magnetycznych; rozróżnia się kilka typów zmian tego pola; zmiany wolne (gładkie), zwane spokojnymi lub niezaburzonymi i zmiany szybkie i gwałtowne, zwane zaburzonymi; wśród zmian spokojnych można wyróżnić zmiany o okresach: dobowym, sezonowym, rocznym, jedenastoletnim. Zmiany zaburzone dzielą się na periodyczne, czyli zaburzone dobowe zmiany słoneczne i pulsacje, których okres wynosi kilka minut, zmiany zatokowe, które na magnetogramie przyjmują kształt zatoki, oraz zmiany aperiodyczne, które występują podczas burz magnetycznych (w czasie burz amplituda zmian natężenia pola może sięgać kilku tysięcy nT); główną część zaburzeń stanowią nieprawidłowe fluktuacje, które składają się z szeregu następujących po sobie zmian o różnych okresach i amplitudach.
Pomiary pola magnetycznego Ziemi są prowadzone ze statków wodnych oraz powietrznych i z satelitów na różnych wysokościch nad powierzchnią Ziemi, jak również przez sieć obserwatoriów magnetycznych; należą do nich również obserwatoria znajdujące się na terenie Polski (wzorcowe polskie obserwatorium znajduje się w Belsku Dużym koło Grójca).
Przeglądaj encyklopedię
Przeglądaj tabele i zestawienia
Przeglądaj ilustracje i multimedia