Biegun (geomagnetyzm)
W przeciwieństwie do rzeczywiście zmierzone magnetycznych północnych i południowych biegunów, że geomagnetyczne biegunów Ziemi są teoretyczne bieguny w polu magnetycznym Ziemi . Są one obliczane ze średniego przebiegu linii pola.
Modele teoretyczne
Oryginalne obliczenia opierają się na założeniu, że teoretycznie w środku Ziemi znajduje się teoretycznie nieskończenie mały magnes sztabkowy (a dokładniej: dipol ). Bieguny geomagnetyczne są zdefiniowane jako przecięcie osi tego przypuszczalnego magnesu sztabkowego z powierzchnią ziemi. Taki magnes generowałby pole dipolowe, którego linie pola są w przybliżeniu okrągłe, a oś magnesu sztabkowego jest styczna. Oś tego modelu magnetycznego porusza się na przestrzeni wieków; W tej chwili znajduje się on pod kątem około 11 ° do (obrotowej) osi ziemi, zwanej także osią geograficzną Ziemi. Tutaj magnetyczny biegun południowy znajduje się blisko geograficznego bieguna północnego.
Rzeczywiste, precyzyjnie mierzalne pole magnetyczne Ziemi odpowiada jednak tylko z grubsza polowi dipola. W dipolowym modelu geomagnetyzmu faktycznie mierzalne odchylenie pola geomagnetycznego od pola dipolowego tłumaczy się tym, że substancje ferromagnetyczne są nierównomiernie rozmieszczone w ziemi i mają różne właściwości magnetyczne. Pole dipolowe indukuje pola magnetyczne w magnesowalnych materiałach. Ponadto materiał magnetyczny może mieć odchylenie od wcześniejszych czasów. Indukowane i istniejące pola magnetyczne materiału magnetycznego sumują się do pola dipolowego, tak że linie pola w pobliżu magnesowalnego materiału są lekko zagięte w stosunku do pola dipolowego. Na powierzchni ziemi można zatem znaleźć lokalne odchylenia natężenia i kierunku pola w porównaniu z polem dipolowym. Trudno jednak wytłumaczyć masywne odchylenia od pola dipolowego stosunkowo niewielkim występowaniem materiałów ferromagnetycznych w płaszczu ziemskim .
W praktyce obecnie brane są pod uwagę również wyższe multipole. Siła i położenie wielobiegunów są określane w regularnych odstępach czasu poprzez pomiar pola ziemskiego i modelowanie, które pod wpływem mierzonych współczynników interferencji generowałoby istniejące na ziemi pole magnetyczne tak dokładnie, jak to możliwe. Wykorzystywane jest aktualne Międzynarodowe Geomagnetyczne Pole Referencyjne (IGRF), które jest publikowane od różnych czasów. Model ten symuluje pole magnetyczne, rozwijając je zgodnie z sferycznymi funkcjami powierzchni .
Pochodzenie struktury pola magnetycznego
Założenie, że jeden lub więcej magnesów sztabkowych wykonanych z materiału magnetycznego w środku ziemi nie odpowiada faktycznym warunkom. Rdzeń ziemi składa się głównie z żelaza, ale nie jest to ferromagnetyczne , ponieważ wysoka temperatura jądra ziemi jest znacznie wyższa niż temperatura Curie stopów żelazowo-niklowych. Obecne modele ziemskiego pola magnetycznego zakładają, że generujące dipole lub multipole są generowane przez prądy konwekcyjne w zewnętrznym rdzeniu ziemi .
Różnica między fizycznym i geograficznym oznaczeniem bieguna magnetycznego
Początkowo koniec igły magnetytowej skierowany w kierunku prawdziwej północy nazywano biegunem północnym igły. W tamtym czasie nikt nie miał żadnej wiedzy na temat mechanizmu, który za tym stoi. Dopiero znacznie później okazało się, że ta nazwa, która została przejęta z fizyki, spowodowała, że Ziemia miała magnetyczny biegun południowy w kierunku geograficznego bieguna północnego i magnetyczny biegun północny w kierunku geograficznego bieguna południowego. . Punkt na powierzchni ziemi, w którym linie pola fizycznie magnetycznego bieguna południowego Ziemi wchodzą pionowo, jest również geograficznie nazywany magnetycznym biegunem północnym. Dzieje się tak, ponieważ dotyczy bieguna północnego, który jest wynikiem pola magnetycznego Ziemi, a nie fizycznej polaryzacji bieguna.
Aby uniknąć nieporozumień, można by użyć terminów „Arktyczny biegun magnetyczny” i „Antarktyczny biegun magnetyczny”, co byłoby jaśniejsze, biorąc pod uwagę zmianę biegunowości w okresach geologicznych, ale jest praktycznie rzadkie. Z reguły „magnetyczny biegun północny” w kontekście geograficznym zawsze odnosi się do bieguna magnetycznego w pobliżu geograficznego bieguna północnego.
Zobacz też
literatura
- Frank Press, Raymond Siever: General Geology. Wydawnictwo Akademickie Spectrum w Elsevier, Heidelberg [i in.], 5. wydanie 2008. ISBN 978-3-8274-1959-0
Indywidualne dowody
- ^ Susan Macmillan, Stefan Maus: Modele pola magnetycznego: współczynniki modelu IGRF10 na lata 1945-2010. W: COSPAR International Reference Atmosphere . Źródło 5 marca 2019 r .
- ↑ Przegląd pola magnetycznego Ziemi. British Geological Survey , dostęp 21 lutego 2010 .