Энциклопедия

Переменное магнитное поле Земли

Часть изменений магнитного поля Земли обусловлена внешними причинами. Эти изменения, или вариации, переменного геомагнитного поля различаются по источнику и по продолжительности действия. Выделяют регулярные вариации с определенной продолжительностью, например солнечно-суточные и лунно-суточные, период которых равен соответственно солнечным и лунным суткам; магнитные бури, продолжительность которых меняется от нескольких десятков минут до нескольких часов; правильные и неправильные короткопериодические колебания с периодами от десятых долей секунды до нескольких минут. Одни из них являются регулярными. К ним относятся солнечно- и лунно-суточные вариации и правильные короткопериодические колебания. Другие появляются внезапно, а потом долгое время могут отсутствовать — , это бури и некоторые типы короткопериодических колебаний. И у регулярных и у нерегулярных вариаций есть одна общая черта — все они связаны с солнечной деятельностью.

Связь эта проявляется по-разному. Например, солнечно-суточные вариации усиливаются в том, месте земного шара, где освещенность солнцем в данное время больше, т. е. днем и летом. Некоторые правильные короткопериодические вариации обнаруживают связь с расположением магнитной оси по отношению к Солнцу, а магнитные бури и другие неправильные колебания возникают тогда, когда усиливается деятельность Солнца: они связаны с появлением солнечных пятен, вспышек на поверхности Солнца и т. д.

В общем, от Солнца к Земле как бы непрерывно. дует «солнечный ветер» — летит поток заряженных: частиц. Подлетая к Земле, частицы вступают в сложное взаимодействие с магнитным полем Земли : ведь летящая заряженная частица — это электрический ток, а проводник с током отклоняется магнитным полем. Под напором летящих частиц силовые линии геомагнитного поля деформируются, прогибаются, как прогнулись бы под напором настоящего ветра упругие стальные полоски, имеющие форму силовых линий магнитного поля. Со стороны Солнца магнитное поле оказывается сдавленным, с ночной стороны образуется шлейф из вытянутых силовых линий, при этом сами силовые линии начинают вибрировать. Эти вибрации мы и воспринимаем как правильную часть короткопериодических вариаций магнитного поля Земли.

Большое количество частиц, причем наиболее быстрых, или, как обычно говорят, наиболее жестких, улавливается силовыми линиями, т. е. начинает двигаться вдоль них от одного магнитного полюса к другому. Над Землей образуются слои, где собирается большое количество прилетевших от Солнца частиц. Эти слои (радиационные пояса магнитосферы), как железные щиты, загораживают Землю от новых потоков солнечных частиц, экранируют ее от солнечного излучения. Однако некоторая доля частиц проходит сквозь магнитосферу в ионосферу, т. е. в тот слой атмосферы, где много ионизированных, а значит, заряженных частиц.

Участвуя в перемещениях атмосферных масс, т. е. перемещаясь в магнитном поле Земли, заряженные частицы образуют электрические токи определенного направления. Связанные с этими токами магнитные поля и создают солнечно-суточные вариации.

Когда излучение Солнца усиливается, поток поступающих от него частиц становится более концентрированным и в нем увеличивается доля жестких частиц, тогда большее количество этих частиц начинает проходить в атмосферу. Они прорываются нерегулярно, отдельными группами и вызывают резкие кратковременные изменения магнитного поля земного шара — магнитные возмущения, магнитные бури.