世界快讯 2024-04-26 12:08

最重要的事情常常被完全忽视。

例如,他最后一次想到地球磁场是什么时候,如果他曾经想到过的话?

除了指引罗盘指针向北或帮助鸟类迁徙,地球磁场对我们的日常生活还有其他影响吗?

我们从a开始

扰流板

地球的磁场使每秒从太阳高速喷射出来的大约150万吨物质发生偏转。

如果没有它,大气层将遭受直接和持续的侵蚀,它将无法避免这些太阳粒子的直接影响,它们将拖着所有保护我们的东西。

因此,如果没有地球的磁场,我们所知道的生命就不会存在于我们的星球表面。

当然,我们的技术社会也不可能存在,因为磁场不仅保护我们的DNA,还保护我们的电子设备免受同样的轰击。

地球(像水星、木星、土星、海王星和天王星一样)被一个相对强烈的磁场所包围,这个磁场在很大程度上起源于地球内部。

据信,现在,在地球进化的这个阶段,它是由地核的冷却和结晶驱动的:这搅动了它周围的液态铁,产生了强大的电流,产生了延伸到太空的磁场。

这种类型的磁场被称为地球发电机,而使大部分太阳风偏转的力场结构,形成一个保护盾,被称为磁层。

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为了详细说明它是如何工作的,让我们现在在我们头顶上飞行80公里。

在离地面那么高的地方,发生了一些根本性的事情。

这个区域的气体中有很大一部分是电离的,也就是说,这些粒子是带电的,通常是因为它们在结构中失去了一些电子,这是由于我们恒星的高能辐射。

带电粒子以一种非常特殊的方式运动:它们沿着磁力线运动,因此,它们像在混凝土高速公路上一样运动,就好像它们在车道上一样。

在继续之前,让我们指出一些重要的事情:太阳,像所有的恒星一样,除了整个范围内的电磁能量(我们的眼睛只对可见光敏感,这是一个非常狭窄的范围),以带电粒子的形式高速喷射出大量的物质。

这就是所谓的恒星风;

或者是太阳风,以我们的恒星为例。

磁层和太阳风之间的联系是太空天气的核心。

如果我们能想象地球的磁场,我们会看到它是我们所知道的偶极磁场,力线从一个半球进入另一个半球。

在正常的惯例中,输出的磁力线是磁北,而输入的磁力线是磁南。

以地球为例,有时为了避免与地理上的北极混淆,惯例被颠倒过来,磁北极指向南,磁南极指向北。

在北方,磁力线指向内,与磁体相反。

它也相对于地球的旋转轴倾斜11.5度,这是地理上的北极和南极的定义。

一个迷人的结构

地球两极的磁场强度是赤道的两倍。

我们之所以知道这一点,是因为卫星上安装的仪器探测了地球磁场的强度和方向,并证实了它的偶极子形状。

它所采取的形式,除了复杂之外,是可变的。

它的一些组成部分是范艾伦辐射带,环电流,磁尾或磁层顶。

让我们给出一些关于环绕地球的磁场结构的有趣细节。

围绕这颗行星的是一个由冷而致密的等离子体组成的区域,它与地球一起旋转。

范艾伦带也在那里,那里的粒子以相对论能量运动(接近光速)。

在所谓的环电流中,高能离子的移动速度比范艾伦带慢得多,但它们的密度更高,并产生环绕地球的电流。

电子从黄昏区移动到黑夜区,带正电的离子则从黄昏区移动到黑夜区。

这种环电流产生的磁场指向与地球磁场相反的方向,当磁场增强时,会降低在地球表面测量到的磁场强度。

有更多的电流将环电流连接到电离层,并在北极光和太空天气中发挥重要作用。

为了了解粒子在太空环境中运动的整体结构,我们缺少了一个基本因素:太阳风,它也是磁性的。

一种简单地将这种相互作用形象化的方法是把太阳风想象成河流的水流,把地球和它的磁场想象成一块巨石。

由于太阳风是超音速的,所以我们有弓形激波,在障碍物后面我们有尾巴,一个磁尾巴。

我们将把磁暴及其起源的问题留到下次讨论。

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