Zemes magnētiskais lauks

Kompass ir jauka mantiņa, kas rāda Zemes magnētiskā lauka virzienu un no tā mēs varam uzzināt ziemeļ-dienvid virzienu. Taču, jo tuvāk mēs esam ziemeļiem (vai dienvidiem), jo nepareizāki ir kompasa mērījumi (labi zināms jūras braucējiem un ziemeļzemju orientieristiem, taču mazāk zināms starp Latvijas ogotājiem). Kā tas tā?

Zemes magnētiskais lauks ir dipola veida, taču dipola ass nesakrīt ar Zemes rotācijas asi un piedevām tā ir nobīdīta attiecībā pret Zemes centru. Apskati zīmējumu. Vietas, kur magnētiskā dipola ass šķērso Zemes virsmu sauc par magnētiko dienvid- un ziemeļpolu. No zīmējuma var arī redzēt, ka magnētisko polu tuvumā magnētiskais lauks kļūst aizvien vairāk vertikāls.

Attēlā ir parādīte Zeme un tās magnētiskā laukalīnijas. Kompass vienmēr rāda magnētisko lauka līniju virzienā.

Par Zemes magnētiskā lauka eksistenci zināja jau senajā Ķīnā. Pirmās liecības par to, ka Zemes magnētiskais lauks ir dipolveida nāk no Galileja.

Attēls ir no Galileja ...

Zemes magnētiskais lauks mainās laikā. Šad un tad, apmēram reizi 50000 gados, magnētiskie poli mainās vietaām. Tas ir labi zināms no Atlantijas okeāna dibena pētījumiem. Amerika un Āfrika slīd prom viena no otras, tā rezultātā Atlantijas okeānā veidojas sprauga. Šeit nepārtraukti no Zemes dzīlām nāk augša magma (var teikt izkususi klints) un saskaroties ar ūdeni sastingst. Mazas magnētiskas daļiņas, kas atrodas magmā, pirms magmas sastingšanas orientējas Zemes magnētiskā lauka virzienā (kāds tas bija magmas sastingšanas brīdī). Tādējādi miljoniem gadu Atlantijas okēāna dibenā, kā tādā magnetofonā, tiek ierakstīts Zemes magnētiskā lauka virziens.

Izmaiņas Zemes magnētiskajā laukā notiek arī daudz išākā laika posmā nekā daudzi tūkstoši gadu. Tā piemēram, kā to var redzēt attēlā, Zemes magnētiskie poli katru gadu lēnām pārvietojas. Arī vēl īsākā laika posmā magnētiskais lauks var mainīties. Tā piemēram, magnētiskā lauka virziens var mainīties apmēram viena grāda robežās ar periodu tikai dažas minūtes. Šādas magnētiskā lauka svārstībās konstatēja arī Galilejs.

Zemes magnētiskā dienvidpola atrašanās vieta pēdējos simts gados. Lielāka mēroga karte.

Magnētiskais lauks ir apkārt arī pārējām Saules sistēmas planētām, to mēs zinām no pavadoņu mērījumiem (Pluto ir vienīgā planēta, kur vēl neviens pavadonis nav bijis). Ap Merkuriju, Marsu un Venēru? mangētiskais lauks gan ir ļoti niecīgs, Taču apkārt lielajām planētām - Jupiteru, Saturnu, Urānu un Neptūnu - tas ir spēcīgs, un tāpat kā uz Zemes, magnētiskā dipola ass nesakrīt ar rotācijas asi.

Zemes magnētiskais lauks galvenokārt rodas no strāvām, kas plūst Zemes iekšienē. Šīs strāvas savukārt veido izkusušās magmas kustība, ir svarīgi ka tas ir šķidrums kas vada strāvu. Viens no skaidrojumiem, kādēļ Merkurijam un Marsam nav stipra magnētiskā lauka, ir šādas izkusušas magmas trūkums. Savukārt lielo planētu ieksīenē plūst nevis izkususi magma, bet gan jonizēts šķidrs ūdeņradis.

Papildus informācija

• http://www-spof.gsfc.nasa.gov/earthmag/demagint.htm - ļoti informatīva lapa par William Gilbert magnētisma un elektrības pētījumiem darbā "De Magnete" (1600), kā arī par modernām problēmām magnētismā.

http://www.iclub.lv/kosmoss/zemes_b.htm, andris@mpe.mpg.de, pēdējās izmaiņas Mon Sep 25 09:45:06 2000, v.1246, edit