Jordens magnetfält
Från Rilpedia
Jordens magnetfält är approximativt en magnetisk dipol med ena polen nära den geografiska nordpolen och den andra polen nära den geografiska sydpolen. En tänkt linje mellan de båda magnetiska polerna skulle luta med ungefär 11,3° mot jordens rotationsaxel.
Rent fysikaliskt är den magnetiska pol som finns nära nordpolen en magnetisk sydpol, eftersom en magnetisk nordpol dras mot den. Av samma anledning finns i fysikalisk mening jordens magnetiska nordpol vid sydpolen. I dagligt tal menar man dock magnetpolen vid nordpolen om man säger "magnetiska nordpolen" och tvärtom.
Fältets existens kan troligen förklaras med dynamoteori. Det magnetiska fältet sträcker sig tiotusentals kilometer ut i rymden och bildar där magnetosfären.
Innehåll |
Fältets karaktär
Jordens magnetfält liknar fältet från en magnetisk dipol (exempelvis en stavmagnet), men denna likhet är bara ytlig. Magnetfältet hos en stavmagnet, eller någon annan typ av permanentmagnet, skapas av ordnade spinn hos järnatomerna. Jordens kärna, däremot, är varmare än 1043 K, vilket är curietemperaturen då spinnet hos järnatomerna blir slumpmässiga, och materialet saknar permanent magnetfält. Jordens magnetfält orsakas därför inte av magnetiserat järn utan istället av elektriska strömmar i den flytande yttre delen av kärnan.
Ett annat fenomen som skiljer jordens magnetfält från en stavmagnets fält är magnetosfären. På stora avstånd (flera gånger jordens diameter) blir effekter av magnetfältets växelverkan med solvinden viktiga, med resultat att magnetfältet stängs in i en sorts bubbla, magnetosfären, som är hoptryckt på dagsidan (sidan mot solen) och utdraget till en lång svans på nattsidan. Elektriska strömmar som induceras i jonosfären genererar också magnetfält. Sådana fält genereras olika på dagsidan och nattsidan, vilket orsakar dagliga variationer som kan avlänka ytans magnetfält med så mycket som en grad.
Variationer i magnetfältet
Styrkan hos magnetfältet vid jordytan varierar mellan mindre är 30 μTesla (0,3 gauss) i bland annat Sydamerika och Sydafrika till mer än 60 μT (0,6 G) i närheten av polerna, till exempel i norra Kanada, södra Australien och i delar av Sibirien.
Genom att använda magnetiska instrument, som utvecklade under andra världskriget för att upptäcka ubåtar, har magnetfältet på botten av världens oceaner kartlagts. Basaltet, den järnrika, vulkaniska berggrund som utgör havsbotten, innehåller ett starkt magnetiskt material (magnetit) och kan lokalt störa kompasser. Denna störning upptäcktes redan under sent 1700-tal av isländska sjömän. Viktigare är dock att närvaron av magnetit ger basaltet mätbara magnetiska egenskaper, som ger ett nytt sätt att studera havsbotten. När nybildad basalt svalnar kan de magnetiska egenskaperna hos jorden mätas.
Omkastning av de magnetiska polerna
Baserat på studier av lavaformationer på Hawaii, har man föreslagit att jordens magnetfält kastas om i intervaller. Dessa intervall kan vara mellan tio tusen och flera miljoner år, med ett medelintervall på ungefär 250 000 år. Den senaste omkastningen ägde rum för cirka 780 000 år sedan. Mätningarna har utförts på skiktad järnrik lava som visar vilken håll magnetfältet pekade åt när de svalnade. Mätningarna har visat att magnetfältet har kastats om ett fleratal gånger i historien.
Det finns ingen teori som förklarar hur omkastningar har gått till. Några forskare har skapat modeller för jordens kärna, där magnetfältet bara är kvasistabilt och polerna kan spontant ändra orientering över en period på några hundra eller några tusen år. Dynamon drivs av konvektion som sannolikt har radioaktivt sönderfall som värmekälla, så att kärnreaktioner skulle vara orsaken till förändringen av magnetfältet.
Magnetfältets avtagande
Styrkan hos jordens magnetfält mättes för första gången 1835 av Carl Friedrich Gauss och har mätts många gånger sedan dess, och man har sett att dipolfältets styrka har klingat av med ungefär 15 % sedan dess. Men avtagandet är inte jämnt. Det finns "magnetic jerks" "magnetiska stötar", där takten av magnetfältets förändringer ändrar sig, till exempel i 1969 och 1991. Man kan också se längre tillbaka i historisk tid genom att studera termomagnetiska egenskaper av gammal keramik. Dessa arkeomagnetiska data verkar visa relativt snabba fluktuationer i lokala magnetfält.
Polarsken
Jordens magnetfält skyddar från strålningen från solen. Strålningen avlänkas mot polerna och ger upphov till norrskenet i närheten av nordpolen och sydsken vid sydpolen.
Källor
Wikimedia Commons har media som rör Jordens magnetfält
- Denna artikel är helt eller delvis baserad på material från engelskspråkiga Wikipedia
