Наша планета - огромный магнит - Физика в школе

Перейти к содержимому

Главное меню

Наша планета - огромный магнит

 

Поиски новых торговых путей в Индию и Китай привели в свое время к великим географическим открытиям. Так, Колумб открыл новые, неизвестные земли - Америку; экспедиция Магеллана совершила первое кругосветное путешествие; стремление отыскать наиболее удобные морские пути вынуждало снаряжать экспедиции и в далекую, суровую Арктику.
 Одну из многочисленных полярных экспедиций возглавил англичанин Джон Росс. Летом 1829 года хорошо оборудованный по тем временам корабль «Виктория» покинул Великобританию. На борту корабля был племянник капитана - Джеймс Кларк Росс. Именно благодаря ему экспедиция вернулась в Англию не с пустыми руками, хотя ей и не удалось, достичь цели - обогнуть Америку с севера.
 Осенью замерзающее море сковало судно. Во время вынужденной зимовки Джеймс Росс в сопровождении дружески расположенных эскимосов часто отправлялся вглубь материка. Он установил, что льды «заперли» экспедицию возле наиболее выдвинутого на север полуострова американского континента. В честь основателя экспедиции Феликса Бута полуостров получил позднее название Бутия.
 Но не это открытие прославило имя Джеймса Росса. В 1831 году во время очередной зимовки среди полярных льдов ему удалось найти магнитный полюс северного полушария. Этот пункт, на первый взгляд, не отличался ничем особенным. Он был расположен на огромной ледяной «пустыне» поблизости мыса Аделаиды в северно-западной части открытого полуострова. Астрономические измерения позволили определить его координаты: 70° северной широты и 96° восточной долготы. Но здесь, в этой географической точке, свободно подвешенная игла компаса устанавливалась вертикально.
 Северный магнитный полюс нанесли на карты. Необходимо заметить, что полярный исследователь открыл его вовсе не случайно. Намного раньше догадки относительно существования магнитного полюса высказывали некоторые путешественники, а кое-кто из ученых произвел необходимые расчеты.
Пожалуй, сейчас уместно напомнить, что первый компас был сделан в Китае около четырех тысяч лет назад, а европейские мореплаватели начали пользоваться им в XII веке. Они заметили, что намагниченная игла буссоли не всегда точно показывает северное направление, а ее отклонения от истинного географического меридиана в разных пунктах Земли неодинаковы. Кстати, это обнаружил и Колумб во время плавания через Атлантический океан. О таком явлении писали известные путешественники Парри, Франклин и другие. Причем они обратили внимание на то, что чем дальше на север, тем больше отклоняется игла компаса от северного направления. Намагниченная игла наклонялась одновременно и по вертикали. Наклонение вниз - так называемся инклинация - увеличивалось по мере удаления от экватора. Отсюда следовал один простой вывод: сама Земля - огромный магнит, а его полюса не совпадают с географическими полюсами. Английский географ Джон Барроу пытался даже определить положение магнитного полюса путем сложных математических вычислений. Но с подобным предположением согласны были далеко не все ученые. И вот открытие Джеймся Росса рассеяло все сомнения.
 Но ненадолго. Вскоре возникли новые проблемы. Дело в том, что в 1903 году Амундсен обнаружил перемещение магнитного полюса. Последующие экспедиции, в том числе советские и канадские, неопровержимо доказали постоянное перемещение магнитного полюса в разные стороны, причем нередко на несколько сотен километров.
Последние исследования привели к еще более интересным выводам. Оказывается, земные горные породы при определенных условиях подвергаются намагничиванию. Исследуя направление намагничивания пород, ученые открыли, что в далеком прошлом, независимо от перемещения континентов, магнитный полюс, расположенный в настоящее время в северном полушарии, несколько раз находился в южном полушарии.
 В последние годы благодаря запуску ракет и космических кораблей магнитные явления изучают не только на поверхности Земли. Сейчас приборы, регистрирующие и Измеряющие магнитное поле можно размещать в космосе и на других планетах. Косвенным путем установлено, что магнитные поля существуют вокруг Солнца и других Звезд, а также вокруг Юпитера. Полученные результаты, по всей вероятности, свидетельствуют о том, что магнитное поле вокруг данного космического тела тем сильнее, чем больших размеров само тело и чем быстрее оно вращается.
 Уже первые искусственные  спутники  Земли позволили  обнаружить  существование колец излучения вокруг нашей планеты. Они состоят из элементарных частиц - протонов и электронов. Если эти частицы, постоянно испускаемые Солнцем, окажутся в пределах магнитного поля Земли, то они попадут под его действие, и в результате движения по винтовым траекториям от полюса к полюсу во время очередных столкновений потеряют свою высокую энергию. Оказывается, если бы не сравнительно слабое магнитное поле нашей планеты, эти мчащиеся частицы беспрепятственно влетали бы в атмосферу, угрожая жизни на Земле.
 Исследования, проведенные на борту искусственных спутников, приоткрыли завесу над так называемыми магнитными бурями: наблюдаемыми время от времени сильными и внезапными помехами магнитного поля Земли. Доказано, что они вызваны происходящими на Солнце явлениями, которые непосредственно связаны с появлением на его поверхности темных пятен и исключительно интенсивным излучением частиц, снабженных электрическим зарядом. А везде там, где образуется электрическое поле, обязательно появляется и магнитное. Магнитное поле прилетающих с Солнца частиц влияет на магнитное поле Земли, способствуя его изменению.
  Магнитные бури вызывают помехи в телефонной и радиосвязи, оказывают влияние на земную погоду. Наблюдая за пятнами на Солнце, можно заранее, на несколько дней вперед, предсказать появление помех. С магнитными бурями неразрывно связано образование полярных сияний.
  Можно было бы долго перечислять прямые и косвенные связи магнитных бурь с другими атмосферными явлениями. Но, я думаю, вас больше заинтересует то, как ученые объясняют наличие магнитного поля Земли, его периодические изменения, перемещения полюсов.
  Эти вопросы, тесно связанные с внутренним строением земного шара, к сожалению, до сих пор еще полностью не выяснены. Раньше считали, что земное металлическое ядро состоит из железа и никеля и обладает постоянными магнитными свойствами. Однако сейсмографические исследования доказали, что ядро Земли находится в жидком состоянии, и для него характерны высокие температуры. Это опровергает существование постоянного магнита, поскольку тела при повышенной температуре теряют магнитные свойства.
  Образование магнитного поля нашей планеты может быть связано с прохождением внутри Земли электрических токов, которым обязательно сопутствует магнитное поле. Одна из таких теорий получила название «теории динамо». Согласно ей, магнитное поле Земли - результат вихревых электрических токов, проходящих на границе земной коры и горячего жидкого ядра, перемещающихся относительно друг друга. Эти токи не исчезают, так как постоянная конвекция жидких масс внутри ядра, вызванная разницей температур в его разных пунктах, поддерживает работу этой огромной динамо-машины. И хотя «теория динамо» требует практического подтверждения, сейчас она наиболее достоверно объясняет, почему наша планета представляет собой огромный магнит.


 
 
Назад к содержимому | Назад к главному меню