Ingadozó, de örök vonzerővel bír a Föld mágneses tere

Ingadozó, de örök vonzerővel bír a Föld mágneses tere

A Föld mágneses tere, más néven geomágneses mező a Föld belsejéből a világűr felé terjeszkedik, ahol kölcsönhatásba lép a napszéllel, a Napból kiáramló töltött részecskék halmazával. Ez a mágneses mező védőpajzsként szolgál a napsugárzás ellen, nélküle a napszél kisöpörné az űrbe a légkör nagy részét. A Föld mágneses mezeje ténylegesen több tízezer kilométerre terjed ki az űrbe – ezt a térséget nevezzük magnetoszférának.

A 16. században William Gilbert angol fizikus azt állította, a Föld egy nagy mágnes, de  Johannes Kepler vetette fel először, hogy a bolygók mozgása mágneses erőkre vezethető vissza. Newton finomította a felvetést, gravitációs erővel magyarázta a jelenséget.

A Föld mágneses tere elsősorban a külső magnak nevezett régióból származik, amely egy olvadt vasból és nikkelből álló réteg körülbelül 2890 kilométerre a Föld felszíne alatt. A teret a mélyben fortyogó, áramló mágnesezhető folyadék hozza létre. Az állandó áramlás okozza a mágneses pólus vándorlását is, ez a geodinamó jelensége.  A Föld forgása és a mélyebb belső magból kisugárzó hő által vezérelt konvekciós áramok kombinációja hozza létre a mozgó, elektromosan vezető folyadék mágneses mezejét.

A külső magra ható erők elektromos áramköre generálja és fenntartja a mágneses teret, ami dipoláris szerkezetű, északi és déli pólusa is van. Olyan erővonalak jellemzik, amelyek az egyik pólusból, a déliből kilépnek, és belépnek a másik, északi pólusba. De a mezőben apró eltérések léteznek, a térvonalakat eltorzítja a napszél.

A dipoláris mágneses térben a tér erőssége a forrástól való távolság növekedésével csökken.

A belső folyadékmozgások nem tökéletesen kiegyensúlyozottak, ingadozóak, és ez tökéletlen, nem statikus mágneses térhez vezet. Erőssége és iránya lassan módosul az idő múlásával, ez a változás a külső magon belüli változó körülmények és áramlási minták miatt történik. A navigációs rendszereknek figyelembe kell venniük ezt az eltolódást a pontos adatok miatt. De a naptevékenység változásai is befolyásolhatják a Föld mágneses terét, mikor részecskék hullámai lökődnek a Föld felé, torzítva a mágneses teret, és átmeneti zavarokat, geomágneses viharokat okoznak.

Nem statikus

Azt, hogy a Föld mágneses tere nem fix, a 19. század elején ismerték fel, amikor észrevették, hogy az iránytű mágnestűje az idő múlásával lassan eltolódik. Ezek a változások a világ minden táján megtörténnek. A Föld különböző régióiban és különböző időpontokban nagyon eltérő lehet a mágnesesség, egyes helyeken nőhet, máshol csökkenhet. A mező erősebb a sarkok közelében, és gyengébb az Egyenlítőnél. Vannak azonban regionális eltérések is, ahol magas a bazaltkoncentráció, a mágnesben gazdag kőzet, erősebb lehet a mágneses tér, de a vulkáni tevékenység vagy tektonikus jellemzők is befolyásolhatják.

A Föld mágneses tere kicserélődhet, ez a geomágneses megfordulás, amikor az északi és déli pólus helyet cserél. Az utolsó ilyen fordulat körülbelül 780 000 évvel ezelőtt történt, összetett dinamikai folyamatok eredményeként. A meggyengült mágneses tér több napsugárzást okozhat a Földön, erősen hathat a légkörre.

Kérdés, minket befolyásol-e a mágneses mező. Egy korábbi vizsgálatból az derült ki, tudattalanul érzékeljük a mágneses hullámokat: EEG-vel mérték önkéntes résztvevők agyhullámait mágneses tér hatására, és néhányuknál az alfa-hullámok megváltoztak az inger hatásásra. Akkor azzal magyarázták a dolgot, hogy speciális érzékelősejtekben kis mágneses kristályok vannak, és ezek reagálnak a mágnesességre.

Újabb a Tokiói Egyetem tanulmánya, ami analizálta, hogy az ember hogyan érzékeli a Föld mágneses terét. Kiderült, hogy a sejtjeinkben meglévő kriptokróm fotoreceptor a felelős a mágneses érzékelésért. Ez magyarázza azt is, hogy tájékozódnak az állatok, például a madarak a mágneses térhez igazodva.