Магнитное поле Земли
Туристам и путешественникам, живущим на Земле, крупно повезло, так как Земля обладает достаточно сильным магнитным полем, полюса которого к тому же расположены близко к географическим полюсам. Далеко не все планеты Солнечной системы обладают такими свойствами. Кроме Земли, лишь у Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна имеются магнитные поля.
По сравнению с магнитными полями, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни (сердечники акустических колонок, магнитные импульсы переменного тока в бытовых приборах, лампы, линии электропередач и др.), магнитное поле Земли относится к разряду очень слабых полей. Так, к примеру, магнитный элемент защелки книжного шкафа создает магнитное поле, магнитная индукция которого в 10 раз превосходит индукцию магнитного поля Земли. Тем не менее, это так называемое главное геомагнитное поле, имеющее планетарную природу, существует на 3емле повсеместно.
Компьютерная модель магнитного поля Земли.
Голубым цветом показаны линии, направленные внутрь, желтым – наружу.
Почему у Земли есть магнитное поле? На вопрос о том, чем это вызвано, до настоящего времени нет точного ответа. Более того, достоверно известно, что так было не всегда. За счет проводимости расплавленной плазмы в земном ядре магнитное поле Земли должно было исчезнуть за несколько тысяч лет. Однако у нашей Земли, возраст которой пять миллиардов лет, все еще существует сильное магнитное поле. Эта загадка до сих пор не раскрыта, но в последнее время считают, что магнитное поле объясняется движениями во внешней жидкой оболочке ядра Земли: по мере того как внешняя оболочка ядра охлаждается, и части ее падают внутрь, океаны магмы, богатой железом, поднимаются вверх под действием вращения Земли. Геологи полагают, что именно это движение поддерживает земной магнетизм.
  Современное местонахождение Северного и Южного магнитных полюсов |
Точки Земли, в которых индукция магнитного поля имеет вертикальное направление, называют магнитными полюсами. Таких точек на Земле две: северный магнитный полюс (в южном полушарии) и южный магнитный полюс (в северном полушарии). Магнитные полюса Земли не остаются на месте. Они перемещаются, а иногда меняются местами. В настоящее время Северный магнитный полюс находится в точке с координатами 79°19' северной широты и 105°26' западной долготы у полуострова Исаксен острова Эллеф-Рингнес на севере Канады, Южный – на 67°2' южной широты и 142° восточной долготы. В районе полюсов силовые линии магнитного поля практически вертикально входят в землю, вследствие чего не могут повернуть магнитную стрелку компаса, и ориентирование становится невозможным. Индукция магнитного поля в точках магнитного экватора имеет горизонтальное направление. Линии магнитной индукции, идущие от одного магнитного полюса до другого, образуют так называемые магнитные меридианы. Магнитная стрелка устанавливается вдоль этих линий.
Средняя индукция поля на поверхности Земли составляет около 50 мкТл и сильно зависит от географического положения. Индукция магнитного поля на магнитном экваторе примерно в 2 раза меньше, чем у магнитных полюсов. В некоторых районах (в так называемых районах магнитных аномалий, например, Курская магнитная аномалия) индукция магнитного поля резко возрастает.
Знакомство человека с удивительными свойствами земного магнетизма состоялось еще на заре исторического времени. Уже в античную эпоху людям был известен магнитный железняк – магнетит. А вот кто и когда определил, что природные магниты всегда ориентируются одинаково в пространстве по отношению к географическим полюсам Земли, точно неизвестно. В китайских трактатах, датированных XII в. до н.э., встречаются фрагменты, которые можно истолковать как свидетельства применения компаса для целей навигации. Первые из известных описаний компаса появились в Китае лишь спустя 23 столетия – в XI, а в Европе еще позже – в XII в. Первым же достоверным сообщением о магнитном компасе, появившемся в Европе, мы обязаны английскому монаху Александру Некэму. Он около 1187 г. описал устройство, состоящее из стрелки, указывающей направление, причем в его компасе стрелка плавала, а не была подвешена на нити. Еще одной важной вехой в истории геомагнетизма является письмо, написанное в 1269 г. Пьером де Мерикуром. В этом послании, в частности, говорилось, что природный магнит имеет два полюса, и что полюсы эти стремятся установиться вдоль географического меридиана, указывая на полюса 3емли – северный и южный.