§ 54. Магнитное поле Земли

собственное планетарное силовое поле, создаваемое конвекционными электрическими токами в жидком металлическом внешнем ядре Земли (эффект геодинамо) и простирающееся в космическое пространство на десятки тысяч километров, образуя защитную магнитосферу:

• 1. Защитная функция магнитосферы — отклоняет губительные потоки высокоэнергетических заряженных частиц космических лучей и солнечного ветра, предохраняя атмосферу и биосферу Земли от радиационной гибели.
• 2. Ориентирующее действие — свободно вращающаяся магнитная стрелка компаса в любой точке Земли устанавливается вдоль геомагнитных линий по касательной к ним.

точки земной поверхности, в которых линии геомагнитного поля направлены строго вертикально (перпендикулярно поверхности Земли):

• 1. Северный магнитный полюс Земли — физически является южным полюсом магнита, но исторически расположен вблизи Северного географического полюса (в Канадском арктическом архипелаге, в настоящее время дрейфует в сторону Сибири). К нему притягивается северный конец стрелки компаса.
• 2. Южный магнитный полюс Земли — физически является северным полюсом магнита, расположен вблизи Южного географического полюса (у побережья Антарктиды).
• 3. Несовпадение полюсов — магнитные и географические полюсы Земли не совпадают, поэтому стрелка компаса указывает на географический север лишь приближенно (угол между ними называется магнитным склонением).

непрерывное медленное естественное перемещение координат магнитных полюсов по поверхности планеты:

• 1. Причина дрейфа — динамические изменения циркуляции и турбулентных течений расплавленного железа и никеля во внешнем жидком ядре Земли.
• 2. Наблюдаемая скорость — северный магнитный полюс в XXI веке смещается со скоростью порядка 50–60 км в год в сторону побережья Евразии.

область на земной поверхности, в которой показания магнитного компаса резко и регулярно отклоняются от нормы для данной географической широты:

• 1. Причина аномалий — залегание на небольшой глубине колоссальных массивов железосодержащих пород (магнитного железняка).
• 2. Курская магнитная аномалия (КМА) — крупнейший в мире железорудный бассейн на территории Курской, Белгородской и Орловской областей России, где стрелка компаса теряет правильную ориентацию и может указывать даже в противоположную сторону.

кратковременное резкое возмущение геомагнитного поля Земли, длящееся от нескольких часов до нескольких суток, вызванное ударом мощных потоков солнечной плазмы после мощных вспышек на Солнце:

• 1. Последствия магнитных бурь — нарушение дальней радиосвязи, сбои в спутниковой навигации GPS/ГЛОНАСС, аварийные наведенные токи в линиях электропередач, а также возникновение грандиозных полярных сияний в высоких широтах.

Это объясняется тем, что планета Земля сама по себе представляет собой гигантский постоянный магнит, вокруг которого существует собственное магнитное поле.

Магнитная стрелка компаса, будучи маленьким подвижным магнитом, под действием сил геомагнитного поля поворачивается и устанавливается вдоль магнитных линий поля Земли в данном регионе, ориентируясь своими полюсами в направлении магнитных полюсов планеты.

Магнитные полюсы Земли расположены вблизи ее географических полюсов, однако их полярность противоположна названиям географических полюсов:

• Южный магнитный полюс Земли находится в Северном полушарии — вблизи Северного географического полюса (в районе островов Северной Канады);
• Северный магнитный полюс Земли находится в Южном полушарии — вблизи Южного географического полюса (у ледяных берегов Антарктиды).

Именно поэтому северный конец стрелки компаса ($N$) притягивается к Южному магнитному полюсу Земли, безошибочно указывая путешественникам путь на север.

Нет, положения магнитных полюсов Земли не остаются неизменными — они непрерывно перемещаются (дрейфуют).

Многолетние научные наблюдения показали, что скорости и траектории движения полюсов со временем меняются. Например, северный магнитный полюс Земли за последние десятилетия значительно увеличил скорость своего дрейфа из арктической зоны Канады через Северный Ледовитый океан по направлению к полуострову Таймыр (Россия).

Магнитная аномалия — это область на поверхности Земли, где значения элементов земного магнетизма (направление стрелки компаса, угол магнитного наклонения и сила поля) резко и устойчиво отклоняются от нормальных средних значений, характерных для данной географической широты.

• Причина: залегание на сравнительно небольшой глубине в земной коре гигантских масс магнитных железных руд.
• Примеры в России: знаменитая Курская магнитная аномалия (КМА) — мощнейший железорудный бассейн мира, охватывающий Курскую и Белгородскую области, а также Восточно-Сибирская магнитная аномалия и аномалии в районе горы Магнитной на Урале.

Появление магнитных бурь объясняется вспышечной активностью Солнца:

• Во время мощных хромосферных вспышек Солнце выбрасывает в космическое пространство гигантские сгустки высокоскоростной плазмы — потоки протонов и электронов (солнечный ветер).
• Спустя 1–2 суток этот поток заряженных частиц достигает окрестностей Земли и сталкивается с ее магнитосферой.
• Движение колоссальных масс зарядов порождает сильные переменные магнитные поля, которые резко деформируют и раскачивают геомагнитное поле Земли. Это возмущение и называют магнитной бурей. Оно сопровождается яркими полярными сияниями, сбоями радиосвязи и индуцированными токами в энергосетях.