ZJAWISKO

2. ZJAWISKO ZORZY POLARNEJ

3. Jedno z najwspanialszych zjawisk optycznych w przyrodzie, to owiane tajemnicą przez wiele stuleci, świecenie górnych warstw atmosfery ziemskiej, charakterystyczne dla obszarów arktycznych (zorza północna) i antarktycznych (zorza południowa). Światło zorzy pulsuje, zmienia barwy i natężenie, przybiera kształt świetlistych smug, wstęg, promienistych koron, firanek czy też draperii.

4. Naukowcy rozwiązali zagadkę jej powstawania. To spektakularne zjawisko, występujące w okresie „burz magnetycznych” na dużych szerokościach geomagnetycznych. Zorza polarna pojawia się w tak zwanych „strefach zorzowych”, około 20-25 stopni od bieguna magnetycznego Ziemi i rozciąga się z zachodu na wschód, niemal prostopadle do kierunku wskazywanego przez igłę magnetyczną. Pozwala to wnioskować, że jest związana z ziemskim polem magnetycznym. To ono powoduje, że elektrony i protony wyrzucane przez Słońce z dużymi prędkościami są przechwytywane przez ziemskie pole i wnikają w atmosferę ziemską w pobliżu biegunów magnetycznych z prędkością 1000-2000 kilometrów na sekundę. W jonosferze pobudzają tlen, azot, a także wodór i hel w taki sposób, że dochodzi do zjawiska świecenia, emitowania charakterystycznego promieniowania, odbieranego przez obserwatora jako zorza polarna.

5. Uczeni stwierdzili, że istnieje związek między występowaniem zórz a 11-letnim okresem aktywności Słońca. Najbardziej widowiskowe zorze pojawiają się w dwa, trzy lata po okresie największej aktywności plam słonecznych.

11. BIEGUNY MAGNETYCZNE ZIEMI

12. Ziemskie pole magnetyczne pole magnetyczne występujące naturalnie wokół Ziemi. Odpowiada ono w przybliżeniu polu dipola magnetycznego z jednym biegunem magnetycznym w pobliżu geograficznego bieguna północnego i z drugim biegunem magnetycznym w pobliżu bieguna południowego. Linia łącząca bieguny magnetyczne tworzy z osią obrotu Ziemi kąt 11,3°. Pole magnetyczne rozciąga się na kilkadziesiąt tysięcy kilometrów od ziemi, a obszar w którym ono występuje nazywa się ziemską magnetosferą.

13. Ziemia ma dwa bieguny magnetyczne, które nie pokrywają się z biegunami geograficznymi. Magnetyczny biegun północny leży w pobliżu bieguna geograficznego południowego, a magnetyczny biegun południowy leży w pobliżu bieguna geograficznego północnego.Własności magnetyczne Ziemi wynikają z jej wewnętrznej budowy. Ziemia składa się z czterech podstawowych warstw: stałego jądra wewnętrznego z niemal czystego żelaza, z płynnego płaszcza zewnętrznego również składającego się głównie z żelaza, skalistego płaszcza i cienkiej skorupy obejmującej kontynenty i dna oceanów. Łączny ciężar płaszcza i skorupy wytwarza w jądrze ciśnienie średnio dwa miliony razy większe od tego jakie panuje na powierzchni planety. Temperatura jądra wynosi około 5000°C i wytworzyła się podczas formowania Ziemi na skutek kurczenia się materii.

15. Źródłem ziemskiego magnetyzmu są prądy, które płyną w stopionym jądrze naszej planety. Fizycy ustalili, że planeta może wytwarzać własne pole magnetyczne, gdy spełnione są trzy podstawowe warunki. Pierwszym jest obecność wewnątrz dużej ilości płynnego przewodnika, którym jest w przypadku Ziemi płynne żelazo znajdujące się w płaszczu zewnętrznym. Drugim jest zapewnienie dopływu energii niezbędnej do wprawienia płynu w ruch. Źródłem energii dymana ziemskiego są ciepło i reakcje chemiczne oraz krystalizacja żelaza na granicy jądra wewnętrznego. Powoduje to powstawanie prądów konwekcyjnych. W pobliżu jądra wewnętrznego temperatura jest znacznie wyższa niż wyżej i ciepłe warstwy wędrują ku górze. Gdy gorący strumień dociera do do granicy z płaszczem, oddaje mu część ciepła. Schłodzone żelazo staje się gęstsze od otoczenia i spływa z powrotem. Trzecim czynnikiem jest rotacja w wyniku ruchu

16. Natężenie pola magnetycznego • Natężenie pola magnetycznego jako pierwszy zmierzył Carl Friedrich Gauss w 1835 roku, od tego czasu pole magnetyczne było mierzone wielokrotnie, a od XX w. jest mierzone regularnie w wielu ośrodkach badawczych. Dane z tego okresu wykazują, że pole magnetyczne cały czas zmienia się. Przy czym wyróżnia się składową zmienną, oraz wartość uśrednioną zwaną stałe pole magnetyczne. Stałe pole magnetyczne ulega też powolnej zmianie, słabnie expotencjalnie z czasem połowicznego zaniku w przybliżeniu równym 1400 lat. Obecnie jest 10% - 15% słabsze niż 150 lat temu.

17. Pole magnetyczne w przeszłości • Na podstawie badań lawy wulkanicznej na Hawajach stwierdzono, że ziemskie pole magnetyczne zmienia cały czas swe natężenie, a co kilkadziesiąt tysięcy do milionów lat zmienia swój kierunek (przebiegunowanie Ziemi). Średni czas miedzy przebiegunowaniami wynosi 250000 lat, ostatnie wystąpiło około 780000 lat temu. • Nie ma obecnie jasnej teorii opisującej przyczyny przebiegunowania.

18. Powstawanie pola magnetycznego • Najstarsze poglądy mówiące, że pole magnetyczne jest wynikiem namagnesowana głębokich warstw Ziemi zostały skrytykowane na początku XX w. po odkryciu przez Piotra Curie granicznej temperatury powyżej której substancje przestają być ferromagnetykami. Temperatura wnętrza Ziemi jest znacznie większa od temperatury Curie znanych substancji.

19. Hipotezą uznawaną obecnie za najbardziej prawdopodobną jest hipoteza zaproponowana przez Edward Crisp Bullard (21 września, 1907 –3 kwietnia, 1980) mówiąca, że pole magnetyczne Ziemi wywołują wirowe prądy elektryczne płynące w płynnym jądrze Ziemi, teoria ta zwana ‘’samowzbudne dynamo’’ zwane też ‘’godynamo’’ znajduje poparcie w magnetohydrodynamice w której uzyskuje uzasadnienie matematyczne w modelu zwanym dynamo magnetohydrodynamiczne. Obecnie uważa się, że siłą napędową geodynama są

20. prądy konwekcyjne w płynnym jądrze Ziemi, w prądach tych w wyniku ruchu obrotowego Ziemi, które wywołuje efekt Coriolisa, powstają wiry, wiry te działają jak jednobiegunowy generator Faradaya, wytwarzając prąd elektryczny, który wytwarza pole magnetyczne.