خاصيت آهنربايي  زمين :

دانشمندان با پيدايش آهنربا پس از گذشت زمان كوتاهي پي بردند كه كره زمين نيز خاصيت آهنربايي دارد تا آنجا كه نام قطب هاي آهنربا را بر اساس نام قطب هاي زمين نام گذاري كردند به دنبال آن براي اولين بار در سال 1600 ميلادي توسط گيلبرت ؛زمين به عنوان يك آهنرباي بزرگ معرفي شدويليام گيلبرت فيزيك دان انگليسي در زمان اليزابت يكم نخستين كسي بود كه ثابت كرد زمين خود داراي جاذبه مغناطيسي است و همانند يك آهنرباي عظيم عمل مي كند او طي آزمايش هايي متوجه شد كه عقربه  مغناطيسي  علاوه بر حركت افقي داراي حركت عمودي نيز بوده و  نوك آن  بر حسب دوري و نزديكي از قطب شمال بالا يا پايين مي رود او بعد از 17 سال مطالعه؛ رساله زمين يك آهنرباي بزرگ  رابه رشته تحرير در آورد كه امروز اين نظريه به طريق علمي ثابت شده و مورد تائيد قرار گرفته است مغناطيس زمين داراي ميدان نامنظمي است كه نسبت به زمان تغيير مي كند و شدت ثابت و پاياني ندارد به طوريكه از يك قرن پيش تا به حال شدت ميدان مغناطيس زمين 5 در صد كاهش يافته است . با توجه به اصول الكترو مغناطيس مي توان قبول كرد كه رابطه اي ميان نيروي الكتريسيته مورد بحث و ميدان مغناطيسي زمين موجود باشد زيرا به موجب تئوري هاي الكتريسيته  همواره پيرامون جريانهاي الكتريكي  راميدان مغناطيسي فرا گرفته است در يك نيرو گاه برقي يك موتور و يك دينام وجود دارد كه موتور دينام را مي چر خاند و دينام نيز نيروي برقي كه توليد مي كندموتور را به حر كت وا مي دارد در زمين چنين سيستمي وجود ندارد و ناگزير بايد پذيرفت كه يك نيروي ديگري محرك اين سيستم باشد مي دانيم كه اختلاف فراواني ميان توده مذاب مر كزي زمين و سيم پيچ يك دينام وجود دارد ولي در هر حال نيروي موثري لازم است  تا فعل و انفعالات بالا را درمركز زمين پديد آورد تحقيقات اين طور نشان مي دهد كه منبع انرژي احتمالا حركت مداري ميا ن لايه مذاب توده مركزي و  هسته توده مذبور است   كه محتملا به صورت جامد مي باشد براساس اصول گرما برقي (ترموالكتريك  وقتي محل اتصال دو جسم را كه از نظر تركيب شيميايي متفاوت هستند مانند سيم آهني و مس متناوبا حرارت دهيم در آن نيروي الكتريسيته پديد مي آيد  بر اساس همين اصل احتمالا ميان  لايه توده مذاب مر كزي زمين و هسته جامد آن كه از دو جنس شيميايي متفاوت هستند و هر دوتحت تاثير گرماي دروني زمين قرار گرفته اند جريان الكتريسيته پديد مي ايد ودر پيرامون خود ميدان  مغناطيسي عظيمي ايجاد مي كند و همين ميدان است كه نه تنها به پوسته سطحي كره زمين منتقل مي گرددبلكه به شعاع هزاران كيلومتر در فضا گسترده شده و ماگنتوسفر يا كره مغناطيس زمين در فضا به وجود مي آورد و همين كره است كه نقش سپر محافظ زمين را در برابرتشعشعات كيهاني بر عهده دارد . براي دليل وجود خاصيت مغناطيسي در كره  زمين نظريه هاي متفاوتي از آغاز شناخت آن تاكنون ارائه شده است و حتي بعضي ها مي گفتند خاصيت مغناطيسي كره  زمين  تحت تاثير كره هاي ديگر است اما آخرين نظريه اين خاصيت را به مواد مذاب داخل كره  زمين  مربو ط مي داند .

خاصيت مغناطيسي زمين :

يكي از ويژگي هاي مهم كره  زمين  وجود خاصيت آهنربايي   آن است و مانند اين است كه درون كره زمين آهنربايي قرار داده شده است و تاكنون نظريه هاي گو ناگوني براي علت ان ارائه شده است  .اخرين نظريه اين است كه درون كره ي زمين مواد مذاب در حال حركت وجود دارد وبيشتر اين مواد از جنس اهن و نيكل هستند .  هنگامي كه اين مواد حركت ميكنند دراطراف ؛جريان هاي الكتريكي ضعيفي به وجود مي اورند كه در مجموع باعث مي شود كره ي زمين خاصيت اهن ربايي پيدا  كندو در اطراف  كره  زمين  ميدان مغناطيسي به وجود مي آيد در واقع ما روي آهنرباي بزرگي به نام  (زمين ) زندگي مي كنيم  چندين سياره ديگر از سياره هاي منظومه شمسي نيز ميدان مغناطيسي دارند كه از جمله آنها مي توان از عطارد و مشتري نام برد . اين خاصيت در خورشيد و بسياري از ستارگان ديگر نيز ديده مي شود

خاصيت مغناطيسي كره زمين  نقش بسيار مهمي در جهت يابي كشتي ها و هواپيما ها دارد .شمال و جنوب مغناطيسي زمين ثابت نيست و در فاصله هاي زماني به ميزان قابل ملاحظه هاي تغيير ميكند

 چرا ميدان  مغناطيسي زمين  عوض مي شود :

ميدان  مغناطيسي يا  آهنربايي  كره  زمين  در حال ضعيف شدن است .اگر اين كاهش در شدت ميدان با همين آهنگ به پيش رود  ظرف 1200 سال آينده قطب نماهاي سراسر دنيا از كار خواهند افتاد تا مدتي به طرف همه جا ولي در واقع به هيچ جا منحرف خواهند شد سپس به آهستگي پس از گذشت دهها و يا صدها سال بار ديگر هم راستا خواهند شد . اما اين بار به سمت جنوب  .

وارونگي  ميدان  مغناطيسي:

ميدان  مغناطيسي  زمين وارونه خواهد شد اين اتفاق پيشتر نيز بارها روي داده است .زمين شناسان در سنگ هاي مغناطيسي   چندين ميليون ساله قرايني  يافته اند كه اين را تائيد مي كنند

 رون است كه اين پديده بيانگر مطلب بسيار مهمي در باره هسته دروني زمين است . اما پرسش اين جاست كه اين مطلب مهم چيست . ؟

هسته زمين از آهن و نيكل تشكيل دا ده است كه بخش عمده اي از آنها به حالت  گداخته  وجود دارد . اين مايع فلزي پيوسته  در جنبش است  و اين جنبش به نحوي جريانهاي الكتريكي به وجود مي آورند  كه ميدان  مغناطيسي  زمين را ايجاد ميكنند . جزئيات اين فعاليت فلز گداخته و تغييراتي كه در ميدان  مغناطيسي  زمين به وجود مي آورند هنوز روشن نشده است برخي از سر نخ هايي كه در باره رويدادهاي درون زمين در اختيار داريم از بر رسي ساختار بيروني اين ميدان بسيار گسترده به دست آمده اند .اين ميدان  مغناطيسي  زمين را در محاصره خود دارد و تا صدها هزار كيلو متر در فضا ادامه دارد. ميدان  مغناطيسي را مي توان به صورت مجموعه اي از خط هاي فرضي تصور كرد كه در   فضااز قطب جنوب در جنوبگان تا قطب شمال در كانادا قوس مي زند  و سپس در درون هسته زمين ادامه دارد تا بار ديگر از قطب جنوب سر در آورد ميدان  مغناطيسي  زمين همواره نا بسامان  است .   قطب هاي  مغناطيسي  زمين 11 درجه با قطب هاي جغرافيايي زمين فاصله دارند  در اين ميدان پيچ هاي و خميد گيهايي وجود دارد كه در آن نواحي ممكن است جهت عقربه قطب نما حتي تا 20 درجه از شمال حقيقي فاصله داشته باشد .   دريانوردان  اين نواحي را از قرن يازدهم هجري تاكنون نقشه برداري كرده اند تا مبادا قطب نما هايشان آنان را از مسير واقعي منحرف كند . از روي نوشته هاي آنان در مي يابيم كه شدت ميدان  مغناطيسي  زمين افت و خيز بسيار  زيادي دارد .

جابه جايي قطب ها :

سالانه در حدود 20 كيلو متر به طرف غرب جابه جا ميشود در نظر دانشمندان امروزي اين بدان معناست كه مايع گداخته هسته زمين  با سرعتي در حدود نيم ميليمتر در ثانيه در حركت است يعني در روز تقريبا مسافتي برابر نصف طول زمين فوتبال را مي پيمايد .زمين فيزيكدانان  در مقياس گسترده تر با بررسي مغناطيسي هايي كه در گدازه هاي منجمد باستاني محبوس شده اند رد پاي ميدان  مغناطيسي  زمين را 30 تا 50 ميليو ن سال گذشته دنبال كرده اند . هم چنانكه سنگ ها  گداخته ميشوند اتم هاي آهن موجود در آنها تمايل مي يابند با راستاي ميدان  مغناطيسي  آن دوره هم راستا شوند . اين مدارك نشان مي دهد كه  در گذشته  ميدان  مغناطيسي  زمين در فاصله هاي زماني نا معين از 30 هزار سال گذشته  تا 1 ميليو ن سال وارونه شده است . ميدان از اين رو به آن رو مي شود .يعني در مدت نزديك به 100هزار سال ضعيف مي شود و سپس در جهت ديگر افزايش مي يابد .

علت وارونه شدن زمين

بسياري از زمين شناسان كه در باره علت وارون شدن  ها بررسي مي كنند اكنون معتقدند كه ميدان  مغناطيسي  ضعيفي كه بر سطح زمين مي سنجيدند آنقدر ضعيف است( كه آهنر باي نعلي شكل اسباب بازي هم 100برابر از آن نيرومند است .) تنها مشتي از خروار است . بخش عمده از فعا ليت  مغناطيسي  زمين در هسته آهني و نيكلي آن صورت مي گيرد برابر مقبو ل ترين تو ضيحي كه براي مساله ارائه شده و به  نظر يه دينا مو معروف است بخشي از ميدان كه در هسته زمين كشيده مي شود . در نتيجه

به طور مستقيم از هسته نمي گذرد بلكه بارها دور هسته پيچيده مي شود تا مانند دسته اي از كش ها ي محكم تشكيل خطوط شار نيرو مندي را بدهد  بنابراين نظريه جريان همر فتي فلز گداخته كه از اعماق هسته بالا مي آيد . حلق هاي كو چكي از اين ماده مغناطيسي دور پيچيده را به سطح مي راند كه از اينجا به فضا امتداد مي يابند و تشكيل ميدان آشنايي را مي دهد كه مي سنجيم  سپس يك بار ديگر به درون هسته شيرجه مي روند و سخت دور    هسته پيچيده مي شوند . بدين ترتيب ميدان خود را نگه مي دارند در اين فرضيه در باره اينكه چه چيزي ممكن است باعث وارونه شدن ميدان ميشود چنين استدلال مي شود كه طبيعت غير قابل پيش بيني جريان همرفتي نقش دارد .

اگر در يك نقطه چند حلقه بيشتر از نقطه ديگر جمع شود ذره هاي ميدان كه به سطح مي رانند در جهت مخالف حلقه مي زنند .احتمال  ديگر اين است كه اين وارونه شدن ها  به هيچ وجه كاتوره اي و تصادفي نيست و اگر اطلاعات كافي داشتيم

 مي توانستيم آنها را پيشگويي كنيم و شايد بر هم كنش هاي الكترو مغناطيسي مايع جو شان درون زمين چندان پيچيده اند   كه وارونگي تصادفي به نظر نمي رسد . اگر چنين باشد شايد روزي دانشمندان بتوانند به ما بگويند كه وارونگي بعدي چه هنگام رخ مي دهد اما اكنون تنها كاري كه مي توانيم بكنيم اين است كه قطب نما هايمان را تماشا كنيم و حدس بزنيم در دل گداخته زمين چه مي گذرد .

نقش ميدان مغناطيسي در حفاظت از كره زمين :

ميدان مغناطيسي زمين همانندپوست پياز كره خاكي ما را در بر گرفته است .طو فان هاي خورشيدي ان را مورد حمله قرار داده و موجب بروز طو فان هاي الكتريكي مي شود اين طو فان ها نيز متعاقبا برسيستم هاي الكتريكي زمين اثر مي گذارد  اگر چه ميدان

مغناطيسي زمين كره خاكي ما را از طو فان هاي خورشيدي و تشعشعات فضايي حفظ مي كند ولي متاسفانه اين ميدان به تدريج در حال ضعيف شدن بوده و عواقب حاصل از آن مايه نگراني كار شناسان امر است .

نخستين خبري كه ماهيت ميدان مغناطيسي زمين را آشكار ساخت

در دهه 80 ميلادي رسانه هاي گروهي از وقوع انفجارات شديد در خورشيد (در منظومه شمسي )خبر داده و متذكر شدند در اثر اين انفجارات تشعشعات خطر ناكي وارد جو زمين شده و ذرات الكتريكي بار دار آن براي همگان مضر خواهد بود . در اين گزارش ها از قطع ارتباطات  راديويي در سراسر جهان ؛از كار افتادن ماهواره ها و سيستم هاي برق رساني  سخن مي رفت .اين نكراني ها همه به حق بودند پس از انفجارات شديد خورشيدي كه 14 سال پيش صورت گرفتند ابري از ذرات باردار پر انرژي     ( اين ذرات باردار در زبان فيزيك دانان پلاسما ناميده مي شود .)

با قدرتي 1700 بار بيشتر از روز هاي معمولي به سوي سياره ما وزيدن گرفت در آن زمان دانشمندان از اين بيم داشته اند كه اگر طو فان حاصل از اين ذرات پر انرژي به ميدان مغناطيسي زمين برسند در ميدان مغناطيسي شدت جريان الكتريكي ان چنان زياد خواهد بود كه تقريبا تمام فيوز هاي سيستم هاي الكتريكي از كار خواهند افتاد .خوشبختانه اين فاجعه عظيم به وقوع نپيوست .تنها برخي از فر كانس هاي راديويي دچار اشكال پخش شدند و كار بعضي از ماهواره ها به صورت موقت و از روي احتياط متوقف شد.

ميدان مغناطيسي سپر دفاعي نا مرئئ:

 كار شناسان  به اين نتيجه رسيدند كه ميدان مغناطيسي زمين سپر دفاعي نا مرئئ در برابر  طو فان هاي خورشيدي تشعشعات فضايي بوده است با اين وجود نقش پروتون ها و ذرات آنها در اين تشعشعات و همچنين  نقش ميدان مغناطيسي زمين هنوز هم معماهاي بسياري در خود نهفته دارند .

جالب است بدانيد كه حتي تا قرن 16 ميلادي هم بسياري از مردم معتقد بودند كه يك كوه عظيم مغناطيسي در شمال زمين وجود دارد متخصصان رشته هاي فيزيك و زمين شناسي تنها چند دهه پيش بود كه تئوري ديگري را ارئه كردند اين تئوري تازه بر انيستيتو تحقيقاتي شهر كارلسروهه مورد تائيد قرار گرفت  طبق اين تئوري تقريبا 95 در صد از ميدان مغناطيسي زمين از طريق يك ماشين دينام يا در حقيقت يك ژنراتوري كه به كمك اثر مغناطيسي انرژي الكتريكي توليد مي كند در ماده مذاب قشر بيروني هسته زمين كه كلا از آهن تشكيل شده است توليد ميشود

در اين قشر جريانهايي به وجود مي آورند كه بر اثر چرخش كره زمين شكلي مار پيچ به خود مي گيرند .آزمايشات هاي انجام گرفته نشانگر آنند كه اين جريانهاي مار پيچ واقعا يك ميدان مغناطيسي را به وجود مي آورند ميدان مغناطيسي دروني زمين به جريانهاي الكتريكي خارجي در يونسفر جو زمين اثر گذاشته و به اين ترتيب در برابر   طو فان هاي خورشيدي تشعشعات زيان آور و ذرات الكتريكي نقش حافظ را بازي مي كنند البته اين ميدان مغناطيسي همانند ميدان مغناطيسي زمين كه دائما تضعيف مي شود از يك ثبات دائمي بر خوردار نيست علاوه بر اين بررسي سنگ هاي كره زمين نشان مي دهد كه پس از بروز يك چنين ضعفي در ميدان مغناطيسي زمين 75 هزار سال يك بار محل قطب هاي شمال و جنوب مغناطيسي تغيير مي كند اما بر اساس محاسبات كنوني اين تغيير محل قطب هاي مغناطيسي زمين حدودا

500 سال ديگر انجام خواهد گرفت اين كه علت اين پديده  چيست و ايا به اين خاطر آنطور كه برخي از محققان معتقدند آب و هواي كره زمين تغيير خواهد كرد يا اينكه اصولا بقاي حيات بر روي كره خاكي ما با خطر مواجه ميشود هنوز مشخص نيست

زاويه ميل مغناطيسي:

مطالعه مغناطيسي زمين نشان مي دهد كه خط هاي ميدان مغناطيسي زمين افقي نيست و با سطح زمين زاويه اي مي سازد

همچنين ميدانيم خاصيت مغناطيسي يك آهنر ربا در نقاط مختلف آن متفاوت است و در دو قطب آن اين خاصيت بيشتر است .وبه همين ترتيب خاصيت آهنر ربايي كره زمين در دو قطب بيشتر است پس اگر يك عقربه مغناطيسي آزاد باشد تا بتواند در راستاي عمودي نيز حركت كند نوك اين عقربه در نزديك قطب ها به زمين متمايل مي شود و در خط استواي مغناطيسي عقربه افقي قرار مي گيرد .در قطب ها به عنوان مثال قطب شمال نو ك عقربه آن عمود بر سطح افقي خواهد شد سپس محور مغناطيسي عقربه هاي مغناطيسي در مكان هاي مختلف استوا تا قطب نسبت به سطح افقي تغيير كرده و زاويه اي با افق مي سازد اين زاويه را زاويه ميل مي كويند

پس زاويه ميل مغناطيسي زاويه اي است كه  عقربه مغناطيسي با سطح افق ميسازد كه در جهت يابي  هواپيما ها و كشتي ها نقش بسيار مهمي دارد در جغرافيا به اين زاويه عرض جغرافيايي مي گويند .

منابع و ماخذ :

1-پيدايش و مرگ خورشيد  نويسنده :گاموف ژرژ   ترجمه احمد آرام

2- يك –دو -  سه -  بينهايت   نويسنده :گاموف ژرژ   ترجمه احمد بير شك

3- كتاب  زمين   اثر :آرتور بيسه    ترجمه :عباس جعفري 

4-   پايگاه داده هاي علوم زمين         

این مطلب رو برام جالب بود از اینترنت گرفتم اما واقعا نمیدونم نویسندش کی بود!از ایشون معذرت مخیوام که اسمشونو ننوشتم!البته یه مقدار هم غلط املایی داره اما جالب بود!

شاد باشید و آسمانی...