تبلیغات
دختر زمین شناس
قالب وبلاگ

دختر زمین شناس
تنها جایی که برای زندگی کردن داریم زمین است...مواظبش باشیم 
خاصیت آهنربایی كره زمین (Earth's Magnetic) :

 

مقدمه :

   دانشمندان با پیدایش آهنربا پس از گذشت زمان كوتاهی پی بردند كه كره زمین نیز خاصیت آهنربایی دارد ، تا آنجا كه نام قطب‌های آهنربا را بر اساس نام قطب‌های زمین نام گذاری كردند. به دنبال آن برای اولین بار در سال 1600 میلادی ، توسط ویلیام گیلبرت (Willam Gilbert) ، زمین زمین : یك آهنربای عظیمبه عنوان یک آهنربای بزرگ معرفی شد. ویلیام گیلبرت فیزیکدان انگلیسی - در زمان الیزابت یكم - نخستین كسی بود كه ثابت كرد زمین خود دارای جاذبه مغناطیسی است و همانند یک آهنربای عظیم عمل می‌كند. او طی آزمایش‌هایی متوجه شد كه عقربه مغناطیسی علاوه بر حركت افقی دارای حركت عمودی نیز بوده و  نوک آن بر حسب دوری و نزدیكی از قطب شمال ، بالا یا پایین می‌رود. او بعد از 17 سال مطالعه رساله زمین یک آهنربای بزرگ را به رشته تحریر در آورد که امروزه این نظریه به طریق علمی ثابت شده و مورد تأیید قرار گرفته است. مغناطیس زمین دارای میدان نامنظمی است که نسبت به زمان تغییر می‌کند و شدت ثابت و پایانی ندارد ، به طوری که از یک قرن پیش تا به حال شدت میدان مغناطیس زمین 5 درصد کاهش یافته است. با توجه به اصول الکترومغناطیس می‌توان قبول کرد که باید رابطه‌ای میان نیروی الکتریسیته مورد بحث و میدان مغنـــاطیسی زمین موجود باشد؛ زیـــرا به موجب تئوری‌هــای الکتریســیته ، همواره پیرامون جریانهای الکتریکی را میدان مغناطیسی فرا گرفته است. در یک نیروگاه برقی یک موتور و یک دینام وجود دارد ، که موتور دینام را می‌چرخاند و دینام نیز با نیروی برقی که تولید می‌کند ، موتور را به حر کت وا می‌دارد؛ در زمین چنین سیستمی وجود ندارد و ناگزیر باید پذیرفت که یک نیروی دیگری محرک این سیستم باشد. می‌دانیم که اختلاف فراوانی میان توده مذاب مرکزی زمین و سیم پیچ یک دینام وجود دارد ، ولی در هر حال نیروی موثری لازم است تا فعل و انفعالات بالا را در مرکز زمین پدید آورد. تحقیقات این طور نشان می‌دهد که منبع انرژی احتمالا حرکت مداری میان لایه مذاب توده مرکزی و هسته توده مذبور است ، که محتملا به صورت جامد می‌باشد. براساس اصول گرمابرقی (ترموالکتریک) وقتی محل اتصال دو جسم را که از نظر ترکیب شیمیایی متفاوت هستند - مانند سیم آهنی و مس - متناوبا حرارت دهیم در آن نیروی الکتریسیته پدید می‌آید؛ بر اساس همین اصل احتمالا میان لایه توده مذاب مرکزی زمین و هسته جامد آن (که از دو جنس شیمیایی متفاوت هستند و هر دو تحت تأثیر گرمای درونی زمین قرار گرفته‌اند) جریان الکتریسیته پدید می‌آید و در پیرامون خود میدان مغناطیسی عظیمی ایجاد می‌کند و همین میدان است که نه تنها به پوسته سطحی کره زمین منتقل می گردد بلکه به شعاع هزاران کیلومتر در فضا گسترده شده و ماگنتوسفر یا مغناطیس‌كـُره زمین در فضا به وجود می‌آورد و همین مغناطیس‌کره است که نقش سپر محافظ زمین را ، در برابر تشعشعات کیهانی بر عهده دارد. برای دلیل وجود خاصیت مغناطیسی در کره زمین نظریه‌های متفاوتی از آغاز شناخت آن تاکنون ارائه شده است و حتی بعضی‌ها می‌گفتند خاصیت مغناطیسی کره زمین تحت تأثیر کره‌های دیگر است ، اما آخرین نظریه این خاصیت را به مواد مذاب داخل كره زمین مربو ط می‌داند.




IMG4UP


بقیه را در ادامه مطلب بخوانید...
خاصیت مغناطیسی زمین :

   یکی از ویژگی‌های مهم  سیاره زمین زمین خاصیت آهنربایی دارد.وجود خاصیت آهنربایی آن می‌باشد و درست مانند این است که درون کره زمین آهنربایی قرار داده شده باشد. تاکنون نظریه‌های گوناگونی برای علت آن ارائه شده است. آخرین نظریه این است که درون کره‌ زمین مواد مذاب در حال حرکت وجود دارد و بیشتر این مواد از جنس آهن و نیکل هستند. هنگامی که این مواد حرکت می‌کنند ، دراطراف خود جریان‌های الکتریکی ضعیفی به وجود می‌آورند که در مجموع باعث می‌شود کره زمین خاصیت آهنربایی كرده و در اطراف آن میدان مغناطیسی به وجود آید. در واقع ما روی آهنربای بزرگی به نام زمین زندگی می‌کنیم.

   چندین سیاره دیگر از سیاره‌های منظومه شمسی نیز میدان مغناطیسی دارند ، که از جمله آنها می‌توان از عطارد و مشتری نام برد. این خاصیت در خورشید و بسیاری از ستارگان دیگر نیز دیده می‌شود.

   خاصیت مغناطیسی کره زمین ، نقش بسیار مهمی در جهت‌یابی کشتی‌ها و هواپیماها دارد. شمال و جنوب مغناطیسی زمین ثابت نیست و در فاصله‌های زمانی به میزان قابل ملاحظه‌ای تغییر می‌کند.


IMG4UP
 

چرا میدان مغناطیسی زمین عوض می‌شود؟

   میدان مغناطیسی یا آهنربایی کره زمین در حال ضعیف شدن است. اگر این کاهش در شدت میدان با همین آهنگ به پیش رود ، ظرف 1200 سال آینده قطب‌نماهای سراسر دنیا از کار خواهند افتاد؛ تا مدتی به طرف همه جا - ولی در واقع به هیچ جا - منحرف خواهند شد و سپس به آهستگی پس از گذشت دهها و یا صدها سال بار دیگر هم راستا خواهند شد (اما این بار به سمت جنوب).

 

وارونگی میدان مغناطیسی :

   میدان مغناطیسی زمین وارونه خواهد شد! این اتفاق پیش از این نیز بارها روی داده است. زمین‌شناسان در سنگ‌های مغناطیسی چندین میلیون ساله ، قراینی یافته‌اند که این گفته را تأیید می‌کنند. روشن است که این پدیده بیانگر مطلب بسیار مهمی درباره هسته درونی زمین است. اما پرسش این جاست که این مطلب مهم چیست؟

   هسته زمین از آهن و نیکل تشکیل شده است که بخش عمده‌ای از آنها به حالت گداخته وجود دارد. این مایع فلزی پیوسته در جنبش است و این جنبش به نحوی جریانهای الکتریکی به وجود می‌آورند که میدان مغناطیسی زمین را ایجاد می‌کنند. جزئیات این فعالیت فلز گداخته و تغییراتی که در میدان مغناطیسی زمین به وجود می‌آورند ، هنوز روشن نشده است. برخی از سرنخ‌هایی که درباره رویدادهای درون زمین در اختیار داریم ، از بررسی ساختار بیرونی این میدان بسیار گسترده به دست آمده‌اند. این میدان مغناطیسی ، زمین را در محاصره خود دارد و تا صدها هزار کیلومتر در فضا ادامه دارد. میدان مغناطیسی را می‌توان به صورت مجموعه‌ای از خطهای فرضی تصور کرد که در فضا از قطب جنوب در جنوبگان تا قطب شمال در کانادا قوس می‌زند و سپس در درون هسته زمین ادامه دارد ، تا بار دیگر از قطب جنوب سر درآورد. میدان مغناطیسی زمین همواره نابسامان است. قطب‌های مغناطیسی زمین 1۱ درجه با قطب‌های جغرافیایی زمین فاصله دارند. در این میدان پیچ‌ها و خمیدگی‌هایی وجود دارد که در آن نواحی ممکن است جهت عقربه قطب‌نما حتی تا 20 درجه از شمال حقیقی فاصله داشته باشد. دریانوردان این نواحی را از قرن ۱۱ هجری تاکنون نقشه‌برداری کرده‌اند ، تا مبادا قطب‌نماهایشان آنان را از مسیر واقعی منحرف کند. از روی نوشته‌های آنان در می‌یابیم که شدت میدان مغناطیسی زمین اُفت و خیز بسیار زیادی دارد.

 

جابه‌جایی قطب‌های مغناطیسی :

تابش تله‌ای و تله مغناطیسی حاصل از آشوب میدان مغناطیسی   قطب‌های مغناطیسی سالانه در حدود 20 کیلومتر به طرف غرب جابه‌جا می‌شوند. در نظر دانشمندان امروزی این بدان معناست که مایع گداخته هسته زمین با سرعتی در حدود نیم میلیمتر در ثانیه در حرکت است (یعنی در روز تقریبا مسافتی برابر نصف طول زمین فوتبال را می‌پیماید). زمین فیزیکدانان در مقیاس گسترده‌تر با بررسی مغناطیسی‌هایی که در گدازه‌های منجمد باستانی محبوس شده‌اند ، رد پای میدان مغناطیسی زمین را 30 تا 50 میلیون سال گذشته دنبال کرده‌اند. همچنان که سنگ‌ها گداخته می‌شوند ، اتمهـای آهن موجود در آنها تمایل می‌یابند با راستای میدان مغناطیسی آن دوره ، هم راستا شوند. این مدارک نشان می‌دهد که در گذشته میدان مغناطیسی زمین در فاصله‌های زمانی نامعین (از 30 هزار سال گذشته تا 1 میلیون سال) وارونه شده است. تحقیقات چنین نشان داده است كه میدان مغناطیسی زمین در مدت نزدیک به 100 هزار سال ضعیف می‌شود و سپس در جهت دیگر افزایش می‌یابد.


IMG4UP

علت وارونه شدن زمین :

   بسیاری از زمین شناسان که درباره علت وارونه شدن‌ها تحقیق و بررسی می‌کنند ، اکنون معتقدند که میـدان مغناطیسی ضعیفی که بر سطح زمین می‌سنجیدند آنقدر ضعیـــف است که حتی آهنـــربای تشكیل خطوط شار مغناطیسی دور هستهنعلی شکل اسباب‌بازی هم 100 برابر از آن نیرومندتر است. بخش عمده از فعالیت مغناطیسی زمین در هسته آهنی و نیکلی آن صورت می‌گیرد. برابر مقبول‌ترین توضیحی که برای این مسأله ارائه شده و به نظریه دینامو معروف است ، بخشی از میدان که در هسته زمین کشیده می‌شود ، به طور مستقیم از هسته نمی‌گذرد ، بلکه بارها دور هسته پیچیده می‌شود تا مانند دسته‌ای از کش‌های محکم تشکیل خطوط شار نیرومندی را بدهد؛ بنابراین نظریه جریان همرفتی فلز گداخته (که از اعماق هسته بالا می‌آید) حلقه‌های کوچکی از این ماده مغناطیسی دور پیچیده را به سطح می‌راند ، که از اینجا به فضا امتداد یافته و تشکیل میدان آشنایی را می‌دهد (میدان مغناطیسی زمین)؛ سپس یک بار دیگر به درون هسته زمین شیرجه رفته و سخت دور هسته پیچیده می‌شوند و بدین ترتیب میدان خود را نگه می‌دارند. در این فرضیه درباره اینکه چه چیزی ممکن است باعث وارونه شدن میدان شود ، چنین استدلال می‌شود که : « طبیعت غیرقابل پیش‌بینی جریان همرفتی » نقش اصلی را در این زمینه ایفا می‌كند.

   اگر در یک نقطه چند حلقه بیشتر از نقطه دیگر جمع شود ، ذره‌های میدانی که به سطح می‌رانند در جهت مخالف حلقه می‌زنند. احتمال دیگر این است که این وارونه شدن‌ها به هیچ وجه تصادفی نیست و اگر اطلاعات کافی داشتیم می‌توانستیم آنها را پیشگویی کنیم و شاید بر هم کنش‌های الکترومغناطیسی مایع جوشان درون زمین چندان پیچیده‌اند که وارونگی تصادفی به نظر نمی‌رسد. اگر چنین باشد شاید روزی دانشمندان بتوانند به ما بگویند که وارونگی بعدی چه هنگام رخ می‌دهد؛ اما اکنون تنها کاری که می‌توانیم بکنیم این است که قطب‌نماهایمان را تماشا کنیم و حدس بزنیم در دل گداخته زمین چه می‌گذرد!

 
IMG4UP

نقش میدان مغناطیسی در حفاظت از کره زمین :

   میدان مغناطیسی زمین ، همانند پوست پیاز ، کره خاکی ما را در بر گرفته است. طوفان‌های خورشیدی آن را مورد حمله قرار داده و موجب بروز طوفان‌های الکتریکی می‌شود. این طوفان‌ها نیز متعاقبا برسیستمهای الکتریکی زمین اثر می‌گذارد. گرچه میدان مغناطیسی زمین ، کره خاکی ما را از طوفان‌های خورشیدی و تشعشعات فضایی حفظ می‌کند ، ولی متأسفانه این میدان به تدریج در حال ضعیف شدن بوده و عواقب حاصل از آن مایه نگرانی کارشناسان امر است.


IMG4UP


نخستین خبری که ماهیت میدان مغناطیسی زمین را آشکار ساخت :

   در دهه 80 میلادی رسانه‌های گروهی از وقوع انفجارات شدید در خورشید (در منظومه شمسی) خبر داده و متذکر شدند در اثر این انفجارات ، تشعشعات خطرناکی وارد جو زمین شده و ذرات الکتریکی باردار آن برای همگان مضر خواهد بود. در این گزارش‌ها از قطع ارتباطات رادیویی در سراسر جهان ، از کار افتادن ماهواره‌ها و سیستم های برق‌رسانی سخن می‌رفت. این نکرانی‌ها همه به حق بودند؛ پس از انفجارات شدید خورشیدی که 14 سال پیش صورت گرفتند ، ابری از ذرات باردار پر انرژی (این ذرات باردار در زبان فیزیکدانان پلاسما نامیده می‌شود) با قدرتی 1700 بار بیشتر از روزهای معمولی به سوی سیاره ما وزیدن گرفت. در آن زمان دانشمندان از این بیم داشته‌اند که اگر طو فان حاصل از این ذرات پر انرژی به میدان مغناطیسی زمین برسند ، در میدان مغناطیسی ، شدت جریان الکتریکی آن چنان زیاد خواهد بود که تقریبا تمام فیوزهای سیستم های الکتریکی از کار خواهند افتاد. خوشبختانه این فاجعه عظیم به وقوع نپیوست؛ تنها برخی از فرکانس‌های رادیویی دچار اشکال پخش شدند و کار بعضی از ماهواره‌ها به صورت موقت و از روی احتیاط متوقف شد.

 

میدان مغناطیسی = سپر دفاعی نامرئی :

   کارشناسان به این نتیجه رسیدند که میدان مغناطیسی زمین ، یک سپر دفاعی نا مرئی در برابر طوفان‌های خورشیدی و تشعشعات فضایی بوده است. با این وجود نقش پروتون‌ها و ذرات آنها در این تشعشعات و همچنین نقش میدان مغناطیسی زمین هنوز هم معماهای بسیاری در خود نهفته دارند.


IMG4UP


IMG4UP



تئوری منشأ میدان مغناطیسی :

   جالب است بدانید که حتی تا قرن 16 میلادی هم بسیاری از مردم معتقد بودند که یک کوه عظیم مغناطیسی در شمال زمین وجود دارد. متخصصان رشته‌های فیزیک و زمین‌شناسی تنها چند دهه پیش بود که تئوری دیگری را ارئه کردند؛ این تئوری تازه در انیستیتو تحقیقاتی شهر کارلسروهه مورد تأیید قرار گرفت. طبق این تئوری تقریبا 95 درصد از میدان مغناطیسی زمین از طریق یک ماشین دینام (یا در حقیقت یک ژنراتوری که به کمک میدان مغناطیسی انرژی الکتریکی تولید می‌کند) در ماده مذاب قشر خارجی هسته زمین - که کلا از آهن تشکیل شده است - تولید می‌شود. در این قشر جریانهایی به وجود می‌آیند که بر اثر چرخش کره زمین ، شکلی مارپیچ به خود می‌گیرند. آزمایشات انجام گرفته نشانگر آنند که این جریانهای مارپیچ واقعا یک میدان مغناطیسی را به وجود می‌آورند. میدان مغناطیسی درونی زمین به جریانهای الکتریکی خارجی در یونسفر جو زمین اثر گذاشته و به این ترتیب در برابر طوفان‌های خورشیدی ، تشعشعات زیان آور و ذرات الکتریکی نقش محافظ را بازی می‌کنند. البته این میدان مغناطیسی همانند میدان مغناطیسی زمین که دائما تضعیف می‌شود ، از یک ثبات دائمی بر خوردار نیست؛ علاوه براین بررسی سنگ‌های كره زمین نشان می‌دهد که پس از بروز یک چنین ضعفی در میدان مغناطیسی زمین ، هر 75 هزار سال یک بار محل قطب‌های شمال و جنوب مغناطیسی تغییر می‌کند ، اما بر اساس محاسبات کنونی این تغییر محل قطب‌های مغناطیسی زمین حدودا 500 سال دیگر انجام خواهد گرفت. این که علت این پدیده چیست و آیا به این خاطر است که آب و هوای کره زمین تغییر خواهد کرد ، و یا اینکه اصولا بقای حیات بر روی کره خاکی ما با خطر مواجه می‌شود ، هنوز مشخص نیست.

 

زاویه میل مغناطیسی :

   مطالعه میدان مغناطیسی زمین نشان می‌دهد که خطهای میدان مغناطیسی زمین افقی نیست و با سطح زمین زاویه‌ای می‌سازد. همچنین می‌دانیم خاصیت مغناطیسی یک آهنربا در نقاط مختلف آن متفاوت است و در دو قطب آن این خاصیت بیشتر است و به همین ترتیب خاصیت آهنربایی کره زمین در دو قطب بیشتر است؛ پس اگر یک عقربه مغناطیسی آزاد باشد تا بتواند در راستای عمودی نیز حرکت کند ، نوک این عقربه در نزدیک قطب‌ها به زمین متمایل می‌شود و در خط استوای مغناطیسی عقربه افقی قرار می‌گیرد. در قطب‌ها - به عنوان مثال قطب شمال - نوک عقربه قطب‌نما عمود بر سطح افقی خواهد شد و سپس محور مغناطیسی عقربه‌های مغناطیسی در مکان‌های مختلف استوا تا قطب نسبت به سطح افقی تغییر کرده و زاویه‌ای با افق می‌سازد. این زاویه را زاویه میل مغناطیسی می‌گویند. پس زاویه میل مغناطیسی زاویه‌ای است که عقربه مغناطیسی با سطح افق می‌سازد ، که در جهت‌یابی هواپیماها و کشتی‌ها نقش بسیار مهمی دارد؛ در جغرافیا به این زاویه عرض جغرافیایی می‌گویند.

 

مشخصه‌های میدان مغناطیسی :

   میدان مغناطیسی با دو عامل مشخص می‌شود : انحراف مغناطیسی و شیب مغناطیسی .

زاویه انحراف و شیب میدان مغناطیسی زمین   انحراف مغناطیسی

   عبارت است از : « زاویه‌ی انحراف عقربه‌ی مغناطیسی از نصف النهـــار جغرافیایی مورد نظر » . خطـــوط واصـــل نقاط دارای انحراف مغناطیسی مســاوی (که خطوط هم گوشه نام دارند) در جنوب و شمال قطبین مغناطیسی (که مخالف قطبین جغرافیایی است) همگرا می‌شوند. برخی از محققان ، عدم تطابق قطبهای مغناطیسی و جغرافیایی را به توزیع غیر یکنواخت خشکی و آب در زمین توجیه می‌كنند.


IMG4UP

منابع و مآخذ :

 (http://hiwa66.blogfa.com)

http://daneshnameh.roshd.ir

   - پیدایش و مرگ خورشید   (نویسنده : گاموف ژرژ  -  ترجمه : احمد آرام )

   - یک ، دو ، سه ، بینهایت  (نویسنده : گاموف ژرژ  -  ترجمه : احمد بیر شک)

   - کتاب زمین   (نویسنده : آرتور بیسه  -  ترجمه : عباس جعفری)



طبقه بندی: عمومی،
[ یکشنبه 21 خرداد 1391 ] [ 01:40 بعد از ظهر ] [ راحله مظلومی ] [ نظرات ]
.: Weblog Themes By WeblogSkin :.
درباره وبلاگ

من راحله مظلومی، فارغ التحصیل رشته زمین شناسی محض هستم...زمین را خیلی خیلی دوست دارم...
این وبلاگ برای همه زمینی هاست...

مشاور پایان نامه های تخصصی کارشناسی زمین شناسی
بررسی های زمین شناسی
کار با gps و نرم افزار mapsurce و آموزش آن
رسم نقشه ( زمین شناسی، توپوگرافی، ...)
آموزش نرم افزار های زمین شناسی: ... gis , rockwork, surfer 8 & 9 , dips
rmazloomi.zamin@yahoo.com

نویسندگان
آخرین مطالب
لینک دوستان
نظر سنجی
نظر شما در مورد وبلاگ دختر زمین شناس چیست؟






ابر برچسب ها
آمار سایت
بازدیدهای امروز : نفر
بازدیدهای دیروز : نفر
كل بازدیدها : نفر
بازدید این ماه : نفر
بازدید ماه قبل : نفر
تعداد نویسندگان : عدد
كل مطالب : عدد
آخرین بروز رسانی :
امکانات وب