Sehemu ya sumakuumeme: vipengele, muundo, sifa na historia ya utafiti

2024 Mwandishi: Henry Conors | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-02-12 13:11

Sehemu ya sumakuumeme (GP) inatolewa na vyanzo vilivyo ndani ya Dunia, na pia katika sumaku na ionosphere. Inalinda sayari na maisha juu yake kutokana na athari mbaya za mionzi ya cosmic. Uwepo wake ulizingatiwa na kila mtu aliyeshikilia dira na kuona jinsi ncha moja ya mshale inavyoelekea kusini, na nyingine kaskazini. Shukrani kwa sumaku, uvumbuzi mkubwa ulipatikana katika fizikia, na hadi sasa uwepo wake unatumika kwa baharini, chini ya maji, anga na urambazaji wa anga.

Sifa za jumla

Sayari yetu ni sumaku kubwa. Ncha yake ya kaskazini iko katika sehemu ya "juu" ya Dunia, sio mbali na pole ya kijiografia, na pole yake ya kusini iko karibu na pole ya kijiografia inayofanana. Kutoka kwa pointi hizi, mistari ya sumaku ya nguvu inayounda sumaku ifaayo huenea kwa maelfu ya kilomita hadi angani.

Nchi za sumaku na kijiografia ziko mbali sana. Ikiwa unatoa mstari wazi kati ya miti ya magnetic, unaweza kuishia na mhimili wa magnetic na angle ya mwelekeo wa 11.3 ° kwa mhimili wa mzunguko. Thamani hii si thabiti, na yote kwa sababu nguzo za sumaku husogea kuhusiana na uso wa sayari, na kubadilisha eneo lao kila mwaka.

Hali ya uga wa sumakuumeme

Ngao ya sumaku hutokezwa na mikondo ya umeme (chaji zinazosonga) ambazo huzaliwa kwenye kiini cha kioevu cha nje, kilicho ndani ya Dunia kwa kina cha kustahiki sana. Ni chuma kioevu, na inasonga. Utaratibu huu unaitwa convection. Dutu inayosonga ya kiini huunda mikondo na, kwa sababu hiyo, sehemu za sumaku.

Ngao ya sumaku hulinda Dunia kwa uthabiti dhidi ya mionzi ya anga. Chanzo chake kikuu ni upepo wa jua - mwendo wa chembe za ionized zinazotoka kwenye taji ya jua. Sayari ya sumaku hugeuza mtiririko huu unaoendelea, na kuuelekeza kuzunguka Dunia, ili mionzi mikali isiwe na athari kwa viumbe vyote kwenye sayari ya bluu.

Iwapo Dunia isingekuwa na uwanja wa sumakuumeme, basi upepo wa jua ungeinyima angahewa. Kulingana na nadharia moja, hivi ndivyo ilivyotokea kwenye Mirihi. Upepo wa jua ni mbali na tishio pekee, kwani Jua pia hutoa kiasi kikubwa cha suala na nishati kwa namna ya ejections ya coronal, ikifuatana na mkondo mkali wa chembe za mionzi. Walakini, hata katika visa hivi, uwanja wa sumaku wa Dunia huilinda kwa kupotosha mikondo hii kutokasayari.

Ngao ya sumaku hugeuza nguzo zake takriban kila baada ya miaka 250,000. Pole ya sumaku ya kaskazini inachukua nafasi ya kaskazini, na kinyume chake. Wanasayansi hawana maelezo wazi kwa nini hii inafanyika.

Historia ya utafiti

Kufahamiana kwa watu walio na sifa za kushangaza za sumaku ya nchi kavu kulitokea mwanzoni mwa ustaarabu. Tayari katika nyakati za kale, madini ya chuma ya magnetic, magnetite, yalijulikana kwa wanadamu. Hata hivyo, ni nani na wakati alipofunuliwa kuwa sumaku za asili zimeelekezwa kwa usawa katika nafasi kuhusiana na miti ya kijiografia ya sayari haijulikani. Kulingana na toleo moja, Wachina walikuwa tayari wanajua jambo hili mnamo 1100, lakini walianza kuitumia katika mazoezi karne mbili tu baadaye. Katika Ulaya Magharibi, dira ya sumaku ilianza kutumika katika urambazaji mnamo 1187.

Muundo na sifa

Uga wa sumaku wa Dunia unaweza kugawanywa katika:

• uga kuu wa sumaku (95%), vyanzo vyake vinapatikana katika sehemu kuu ya nje ya sayari;
• uga wa sumaku usio wa kawaida (4%) ulioundwa na mawe katika tabaka la juu la Dunia yenye urahisi wa kuathiriwa na sumaku (mojawapo ya nguvu zaidi ni hitilafu ya sumaku ya Kursk);
• uga wa sumaku wa nje (pia huitwa kigeugeu, 1%) kinachohusishwa na mwingiliano wa jua na dunia.

Tofauti za kawaida za kijiografia

Mabadiliko katika uga wa kijiografia baada ya muda chini ya ushawishi wa vyanzo vya ndani na nje (kuhusiana na uso wa sayari) huitwa tofauti za sumaku. Wao nini sifa ya kupotoka kwa vipengele vya HP kutoka kwa thamani ya wastani mahali pa uchunguzi. Tofauti za sumaku huwa na urekebishaji unaoendelea kwa wakati, na mara nyingi mabadiliko kama haya ni ya mara kwa mara.

Mabadiliko ya mara kwa mara yanayojirudia kila siku ni mabadiliko katika uga wa sumaku yanayohusishwa na mabadiliko ya jua na mwezi-diurnal katika ukubwa wa MS. Tofauti huongezeka wakati wa mchana na kwa upinzani wa mwezi.

Tofauti zisizo za kawaida za kijiografia

Mabadiliko haya hutokea kutokana na ushawishi wa upepo wa jua kwenye sumaku ya Dunia, mabadiliko ndani ya sumaku yenyewe na mwingiliano wake na angahewa ya juu yenye ioni.

• Tofauti za siku ishirini na saba zipo kama kielelezo cha kukua tena kwa usumbufu wa sumaku kila baada ya siku 27, sambamba na kipindi cha kuzunguka kwa mwili mkuu wa angani kuhusiana na mwangalizi wa kidunia. Mwelekeo huu ni kutokana na kuwepo kwa mikoa ya kazi ya muda mrefu kwenye nyota yetu ya nyumbani, iliyozingatiwa wakati wa mapinduzi yake kadhaa. Inajidhihirisha katika mfumo wa kujirudia kwa siku 27 kwa usumbufu wa sumakuumeme na dhoruba za sumaku.
• Mabadiliko ya miaka kumi na moja yanahusishwa na muda wa shughuli ya kuunda madoa ya Jua. Ilibainika kuwa wakati wa miaka ya mkusanyiko mkubwa wa maeneo ya giza kwenye diski ya jua, shughuli za sumaku pia hufikia kiwango cha juu, hata hivyo, ukuaji wa shughuli za kijiografia hubaki nyuma ya ukuaji wa shughuli za jua kwa wastani kwa mwaka.
• Tofauti za msimu zina viwango viwili vya juu na vya chini viwili vinavyolinganaikwinoksi na nyakati za jua.
• Kidunia, tofauti na hapo juu, - ya asili ya nje, huundwa kama matokeo ya harakati ya maada na michakato ya mawimbi katika kiini cha kipitishio cha umeme cha sayari na ndio chanzo kikuu cha habari kuhusu umeme. conductivity ya vazi la chini na msingi, kuhusu michakato ya kimwili inayoongoza kwenye convection ya jambo, pamoja na utaratibu wa kizazi cha uwanja wa geomagnetic wa Dunia. Hizi ndizo tofauti za polepole zaidi - zenye vipindi vya kuanzia miaka kadhaa hadi mwaka.

Athari ya uga wa sumaku kwenye ulimwengu hai

Licha ya ukweli kwamba ngao ya sumaku haiwezi kuonekana, wakaazi wa sayari hii wanahisi kikamilifu. Kwa mfano, ndege wanaohama hujenga njia yao, wakizingatia. Wanasayansi waliweka dhana kadhaa kuhusu jambo hili. Mmoja wao anapendekeza kwamba ndege wanaona kwa kuibua. Kwa macho ya ndege wanaohama kuna protini maalum (cryptochromes) ambazo zinaweza kubadilisha msimamo wao chini ya ushawishi wa uwanja wa geomagnetic. Waandishi wa hypothesis hii wana hakika kwamba cryptochromes inaweza kufanya kama dira. Hata hivyo, si ndege pekee, bali pia kasa wa baharini hutumia skrini ya sumaku kama kiongoza GPS.

Athari ya skrini ya sumaku kwa mtu

Athari ya uga wa sumaku-jiometri kwa mtu kimsingi ni tofauti na nyingine yoyote, iwe mionzi au mkondo hatari, kwa kuwa huathiri mwili wa binadamu kabisa.

Wanasayansi wanaamini kuwa uga wa sumaku-umeme hufanya kazi katika masafa ya masafa ya chini sana, kwa hivyo hukutana na masafa kuu.rhythms kisaikolojia: kupumua, moyo na ubongo. Mtu hawezi kujisikia chochote, lakini mwili bado humenyuka kwa mabadiliko ya kazi katika mfumo wa neva, moyo na mishipa na shughuli za ubongo. Madaktari wa magonjwa ya akili wamekuwa wakifuatilia uhusiano kati ya mlipuko wa nguvu ya sumakuumeme na kuongezeka kwa magonjwa ya akili kwa miaka mingi, ambayo mara nyingi husababisha kujiua.

"Kuashiria" shughuli za sumakuumeme

Misukosuko ya uga wa sumaku inayohusishwa na mabadiliko katika mfumo wa sasa wa magnetospheric-ionospheric huitwa geomagnetic activity (GA). Kuamua kiwango chake, fahirisi mbili hutumiwa - A na K. Mwisho unaonyesha thamani ya GA. Hukokotolewa kutokana na vipimo vya ngao ya sumaku vinavyochukuliwa kila siku kwa vipindi vya saa tatu, kuanzia saa 00:00 UTC (Saa Zilizoratibiwa kwa Wote). Maadili ya juu zaidi ya usumbufu wa sumaku yanalinganishwa na maadili ya uwanja wa kijiografia wa siku tulivu kwa taasisi fulani ya kisayansi, wakati viwango vya juu vya kupotoka vilivyozingatiwa vinazingatiwa.

Kulingana na data iliyopatikana, faharasa ya K imekokotolewa. Kutokana na ukweli kwamba ni thamani ya nusu-logarithmic (yaani, inaongezeka kwa moja na ongezeko la usumbufu kwa takriban mara 2), haiwezi. kuwa wastani ili kupata picha ya kihistoria ya muda mrefu ya hali ya nyanja za sumakuumeme za sayari. Kwa kufanya hivyo, kuna index A, ambayo ni wastani wa kila siku. Imedhamiriwa kwa urahisi kabisa - kila mwelekeo wa index K hubadilishwa kuwaindex sawa. Thamani za K zilizopatikana kwa siku nzima ni wastani, shukrani ambayo inawezekana kupata faharisi A, thamani ambayo kwa siku za kawaida haizidi kizingiti cha 100, na wakati wa dhoruba kali zaidi ya sumaku inaweza kuzidi 200..

Kwa kuwa usumbufu wa uga wa sumakuumeme katika sehemu mbalimbali za sayari huonyeshwa kwa njia tofauti, thamani za faharasa A kutoka vyanzo mbalimbali vya kisayansi zinaweza kutofautiana sana. Ili kuepuka mrundikano huo, fahirisi A zilizopatikana na waangalizi hupunguzwa hadi wastani na faharasa ya kimataifa A_p inaonekana. Ndivyo ilivyo kwa faharasa K_p, ambayo ni thamani ya sehemu katika safu 0-9. Thamani yake kutoka 0 hadi 1 inaonyesha kwamba uwanja wa geomagnetic ni wa kawaida, ambayo ina maana kwamba hali bora ya kupita katika bendi za shortwave zimehifadhiwa. Bila shaka, chini ya mtiririko wa kutosha wa mionzi ya jua. Sehemu ya kijiografia ya alama 2 ina sifa ya usumbufu wa wastani wa sumaku, ambayo inachanganya kidogo kifungu cha mawimbi ya decimeter. Thamani kutoka 5 hadi 7 zinaonyesha kuwepo kwa dhoruba za kijiografia ambazo huleta usumbufu mkubwa kwa safu iliyotajwa, na kwa dhoruba kali (pointi 8-9) hufanya upitishaji wa mawimbi mafupi usiwezekane.

Shughuli ya uga wa sumakuumeme katika pointi

Ar	Kr	Maelezo
0	0	Tulivu
2	1
3
4
7	2	Hasira dhaifu
15	3
27	4	Hasira
48	5	Dhoruba ya sumaku
80	6
132	7	Dhoruba kubwa ya sumaku
208	8
400	9

Athari za dhoruba za sumaku kwa afya ya binadamu

50-70% ya watu duniani wameathiriwa na dhoruba za sumaku. Wakati huo huo, mwanzo wa mmenyuko wa dhiki kwa watu wengine hujulikana siku 1-2 kabla ya usumbufu wa magnetic, wakati mwanga wa jua unazingatiwa. Kwa wengine, katika kilele au muda fulani baada ya shughuli nyingi za sumakuumeme.

Watu walio na uraibu wa kiufundi, pamoja na wale wanaougua magonjwa sugu, wanahitaji kufuatilia habari kuhusu uwanja wa sumakuumeme kwa wiki moja, ili kuwatenga mkazo wa kimwili na wa kihisia, pamoja na vitendo na matukio yoyote yanayoweza kusababisha. kusisitiza, ikiwa dhoruba za sumaku zinakaribia.

dalili ya upungufu wa sumaku

Kudhoofika kwa uga wa sumakuumeme katika majengo (uga wa sumakuumeme) hutokea kutokana na vipengele vya muundo wa majengo mbalimbali, nyenzo za ukuta, pamoja na miundo yenye sumaku. Unapokuwa katika chumba na GP dhaifu, mzunguko wa damu unafadhaika, utoaji wa oksijeni na virutubisho kwa tishu na viungo. Kudhoofika kwa ngao ya sumaku pia huathiri mfumo wa neva, moyo na mishipa, endokrini, upumuaji, mifupa na misuli.

daktari wa Kijapani Nakagawa "aliita"jambo hili linaitwa "human magnetic field deficiency syndrome". Kwa umuhimu wake, dhana hii inaweza kushindana vyema na upungufu wa vitamini na madini.

Dalili kuu zinazoonyesha uwepo wa ugonjwa huu ni:

• uchovu;
• kupungua kwa utendaji;
• usingizi;
• maumivu ya kichwa na viungo;
• hypo- na shinikizo la damu;
• kuharibika katika mfumo wa usagaji chakula;
• matatizo katika mfumo wa moyo na mishipa.