Kaip Žemės magnetosfera mus saugo?
Trumpas atsakymas: Žemės magnetosfera yra magnetinis burbulas aplink planetą, kuris nukreipia įkrautas daleles nuo Saulės. Ji sulaiko žalingiausią saulės vėją ir daugelį kosminių spindulių atokiau nuo paviršiaus, apsaugodama mūsų orą ir gyvus organizmus.
Trumpas paaiškinimas
Žemė planetos viduje turi magnetinį lauką, panašų į milžinišką strypinį magnetą. Šis magnetinis laukas pasiekia toli kosmosą ir sudaro sritį, vadinamą magnetosfera. Magnetosfera susiduria su Saulės vėju – įkrautų dalelių srautu iš Saulės.
Kai šios dalelės susiduria su magnetiniu lauku, jos sulenkiamos ir skrieja aplink Žemę, užuot į ją atsitrenkusios. Kai kurios dalelės įstringa spurgos formos zonose, vadinamose Van Aleno diržais. Kai Saulė labai aktyvi, kai kurios dalelės prasiskverbia ir sukelia šiaurės ir pietų pašvaistes, vadinamas auromis.
Be magnetosferos daugiau saulės dalelių atitrauktų orą nuo viršutinės atmosferos ir padidintų spinduliuotę žemės lygyje. Tai dar labiau pavojuje sukeltų gyvybei ir elektronikai pavojų.
Norintiems suprasti tiksliau
Įvardyti dėsniai / principai: Pagrindinė fizika: Lorenco jėga (įkrautas daleles stumia magnetiniai laukai) ir magnetinis persijungimas (lauko linijos nutrūksta ir vėl susijungia, išskirdamos energiją).
Magnetosfera yra sritis, kurioje Žemės magnetinis laukas kontroliuoja įkrautų dalelių judėjimą. Įeinantį saulės vėją nukreipia magnetinis laukas. Įkrautos dalelės spirališkai juda lauko linijomis ir yra nukreipiamos aplink planetą arba įstrigusios Van Alleno spinduliuotės juostose.
Magnetinis persijungimas magnetopauzės (ribos) ir magnetosferos uodegoje leidžia kai kurioms saulės dalelėms patekti į kosmosą ir gali maitinti pašvaistes ir geomagnetines audras. Magnetosfera taip pat padeda sulėtinti atmosferos dalelių praradimą į kosmosą, nukreipdama tiesioginį saulės vėjo srautą.
Kaip mes tai žinome: Erdvėlaiviai ir palydovai tiesiogiai matuoja laukus ir daleles, o antžeminiai magnetometrai ir pašvaisčių stebėjimai rodo besikeičiantį magnetosferos elgesį. Kompiuteriniai modeliai ir laboratoriniai plazmos eksperimentai taip pat atkuria jėgas ir persijungimą, matomus kosmose.
Pavyzdžiai gamtoje
- Pašvaistės (šiaurinės ir pietinės pašvaistės), kurias sukelia dalelės, patekusios netoli ašigalių
- Palydovų saugumo zonos ir palydovų gedimai stiprių geomagnetinių audrų metu
- Oro linijų įgulų narių, atliekančių poliarinius skrydžius, radiacijos poveikio skirtumai saulės audrų metu
- GPS ir radijo ryšio sutrikimai geomagnetinių audrų metu
- Van Aleno juostos, kurios sulaiko įkrautas daleles aplink Žemę
Namų Darbai
Nubraižykite paprastą lauko žemėlapį.
Sauga: laikykite magnetus atokiau nuo elektronikos ir medicinos prietaisų; prižiūrėkite mažas dalis.
Priemonės
- juostinis magnetas
- popierius
- pieštukas
- geležies drožlės arba maži susmulkinto aliuminio gabalėliai.
Žingsniai
- Padėkite juostinį magnetą po popieriumi ant stalo.
- Švelniai pabarstykite popierių geležies drožlėmis arba susmulkintu aliuminiu.
- Švelniai pastuksenkite į popierių, kad drožlės sutaptų pagal magnetinio lauko linijas.
- Pieštuku nupieškite matomą raštą, kad sukurtumėte lauko žemėlapį. Kas parodyta: Piešinys ir drožlės atskleidžia, kaip teka magnetinio lauko linijos ir kaip jos gali nukreipti įkrautas daleles aplink objektą.
Žodynas
- Magnetosfera: Žemės regionas, kurį kontroliuoja jos magnetinis laukas.
- Saulės vėjas: Greitas įkrautų dalelių srautas, tekantis iš Saulės.
- Lorenco jėga: Stūmis, kurį magnetinis laukas daro judančiai įkrautai dalelei.
- Van Aleno juostos: Zonos aplink Žemę, kuriose įkrautos dalelės yra įkalintos magnetinio lauko.
- Magnetinis persijungimas: Kai magnetinio lauko linijos nutrūksta ir susijungia, išlaisvinamos energija.
Atsakymai į klausimus
Ar magnetosfera gali sustabdyti visą spinduliuotę?
Ne. Ji blokuoja daugelį įkrautų dalelių, bet ne visus didelės energijos kosminius spindulius ar neutralias daleles.
Ar žmonės gali matyti magnetosferą?
Ne tiesiogiai; mes matome tokius efektus kaip pašvaistės ir naudojame palydovus bei prietaisus jos žemėlapiams sudaryti.
Ar magnetosfera kada nors keičiasi?
Taip. Saulės audros ir Saulės aktyvumas verčia ją augti, trauktis ir būti sutrikdyta.
Ar gyvybė išliktų be magnetosferos?
Gyvybė vis dar galėtų egzistuoti, bet didesnė spinduliuotė ir didesnis atmosferos praradimas apsunkintų gyvybės ir technologijų egzistavimo sąlygas.