Bước tới nội dung

Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Từ trường Trái Đất”

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Duyệt lịch sử tương tác
← Thay đổi trướcThay đổi sau →
Nội dung được xóa Nội dung được thêm vào
Trực quanMã wiki
Dòng 189: Dòng 189:


==Từ tính sinh học ==
==Từ tính sinh học ==
Động vật bao gồm chim và rùa có thể phát hiện từ trường của trái đất và sử dụng trường để điều hướng trong quá trình di chuyển. Bò và hươu hoang dã có xu hướng quay cơ thể của chúng về phía bắc-nam trong khi thư giãn, nhưng không phải khi động vật thuộc dòng điện cao thế, các nhà nghiên cứu hàng đầu tin rằng từ tính là có trách nhiệm. Trong năm 2011, các nhà nghiên cứu báo cáo nỗ lực của họ không thành công để lặp lại việc tìm kiếm bằng cách sử dụng các hình ảnh Google Earth khác nhau.
Động vật bao gồm chim và rùa có thể phát hiện từ trường của trái đất và sử dụng trường để điều hướng trong quá trình di chuyển.<ref>{{cite journal |last1=Deutschlander |first1=M. |last2=Phillips |first2=J. |last3=Borland |first3=S. |year=1999 |title=The case for light-dependent magnetic orientation in animals |journal=Journal of Experimental Biology |volume=202 |issue=8 |pages=891–908 |pmid=10085262 |ref=harv}}</ref> Bò và hươu hoang dã có xu hướng quay cơ thể của chúng về phía bắc-nam trong khi thư giãn, nhưng không phải khi động vật thuộc dòng điện cao thế, các nhà nghiên cứu hàng đầu tin rằng từ tính là có trách nhiệm.<ref name='Burda2009'>{{cite journal |doi=10.1073/pnas.0811194106 |title=Extremely low-frequency electromagnetic fields disrupt magnetic alignment of ruminants |year=2009 |last1=Burda |first1=H. |last2=Begall |first2=S. |last3=Cerveny |first3=J. |last4=Neef |first4=J. |last5=Nemec |first5=P. |journal=Proceedings of the National Academy of Sciences |volume=106 |issue=14 |pages=5708–13 |bibcode=2009PNAS..106.5708B |pmid=19299504 |pmc=2667019}}</ref><ref name='Nature summary'>{{cite journal |doi=10.1038/458389a |title=Biology: Electric cows |year=2009 |journal=Nature |volume=458 |page=389 |pmid=<!--none--> |issue=7237 |bibcode=2009Natur.458Q.389. |ref=harv}}</ref> Trong năm 2011, các nhà nghiên cứu báo cáo nỗ lực của họ không thành công để lặp lại việc tìm kiếm bằng cách sử dụng các hình ảnh Google Earth khác nhau.<ref>{{cite journal |last1=Hert |first1=J |last2=Jelinek |first2=L |last3=Pekarek |first3=L |last4=Pavlicek |first4=A |year=2011 |title=No alignment of cattle along geomagnetic field lines found |journal=Journal of Comparative Physiology |volume=197 |issue=6 |pages=677–682 |pmid= |ref=harv |doi=10.1007/s00359-011-0628-7}} [http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00359-011-0628-7]</ref>


Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng các trường điện từ rất yếu làm gián đoạn la bàn từ được sử dụng bởi các robins châu Âu và các loài chim biết bay khác hướng của chúng được điều khiển bởi trường của Trái đất. Theo nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature số ra ngày 8 tháng 5 năm 2008, cả đường dây điện và điện thoại di động đều không đổ lỗi cho hiệu ứng trường điện từ lên chim. Thay vào đó, thủ phạm bao gồm các tần số từ 2 kHz đến 5 MHz, chẳng hạn như tín hiệu vô tuyến AM và các thiết bị điện tử thông thường có thể tìm thấy trong các doanh nghiệp hoặc nhà riêng.
Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng các trường điện từ rất yếu làm gián đoạn la bàn từ được sử dụng bởi các robins châu Âu và các loài chim biết bay khác hướng của chúng được điều khiển bởi trường của Trái đất. Theo nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature số ra ngày 8 tháng 5 năm 2008, cả đường dây điện và điện thoại di động đều không đổ lỗi cho hiệu ứng trường điện từ lên chim. Thay vào đó, thủ phạm bao gồm các tần số từ 2 kHz đến 5 MHz, chẳng hạn như tín hiệu vô tuyến AM và các thiết bị điện tử thông thường có thể tìm thấy trong các doanh nghiệp hoặc nhà riêng.<ref>{{cite web |url=http://spectrum.ieee.org/tech-talk/consumer-electronics/gadgets/electric-field-disruption-magnetic-compass-birds-hints-quantum-action |title=Electromagnetic Interference Disrupts Bird Navigation, Hints at Quantum Action |first=Jeremy |last=Hsu |work=IEEE Spectrum |date=9 May 2014 |accessdate=31 May 2015}}</ref>


== Xem thêm ==
== Xem thêm ==

Phiên bản lúc 04:44, ngày 1 tháng 5 năm 2017

Mô phỏng máy tính của từ trường Trái Đất trong thời gian phân cực bình thường giữa các lần đảo cực địa từ [1]. Các biểu diễn đường sức màu xanh lam ứng với trường hướng về trung tâm và màu vàng với ra xa. Trục quay của Trái đất được căn giữa và thẳng đứng. Các cụm dày đặc đường sức nằm trong lõi của Trái đất [2]
Trường từ của Trái Đất, đường thẳng nối hai cực từ tạo thành một góc 11,3° so với trục quay của Trái Đất.
Từ quyển dạng khiên trên bề mặt của Trái Đất từ các hạt bị tích điện của gió mặt trời. Nó bị nén vào ban ngày (mặt hứng ánh sáng Mặt Trời) do lực của các hạt bay đến và giãn nở vào ban đêm. (hình không theo tỷ lệ.)

Từ trường Trái Đất là trường từ của Trái Đất, xuất hiện do tính chất từ của vật chất Trái Đất hợp thành tạo ra. Từ trường Trái Đất tồn tại từ trong lòng Trái Đất đến không gian rộng lớn bao quanh Trái Đất. Nguyên nhân gây ra từ trường có thể được giải thích theo thuyết geodynamo.

Từ trường Trái Đất được coi như một lưỡng cực từ trường, với một cực gần cực bắc địa lý và cực kia gần cực nam địa lý. Một đường thăng tưởng tượng nối hai cực tạo thành một góc khoảng 11,3° so với trục quay của Trái Đất.

Trên mặt đất cường độ từ trường vào khoảng từ 25 đến 65 micro tesla (0,25 đến 0,65 gauss).[3]

Các từ trường có thể mở rộng vô hạn, tuy nhiên nếu xét các điểm càng ra xa nguồn thì chúng càng yếu dần. Từ trường Trái Đất có tác dụng đến hàng chục ngàn km trong vũ trụ và được gọi là Từ quyển. Từ quyển của Trái Đất cùng với khí quyển chặn các dòng hạt tích điện, bảo vệ sự sống trên Trái Đất.

Nghiên cứu từ trường Trái Đất là một lĩnh vực của địa vật lý. Kết quả của nghiên cứu cũng áp dụng để miêu tả từ trường tại các hành tinh, các thiên thể khác.

Tầm quan trọng

Từ trường của Trái Đất phục vụ cho hầu hết gió mặt trời, các hạt tích điện của chúng sẽ loại bỏ lớp ozon bảo vệ trái đất khỏi bức xạ cực tím có hại.[4] Một cơ chế tước là để khí bị bẫy trong các bong bóng của từ trường, bị tách ra bởi gió mặt trời.[5] Các tính toán sự mất mát của carbon dioxide từ bầu khí quyển của sao Hỏa, kết quả từ việc nhặt các ion bởi gió mặt trời, chỉ ra rằng sự phân tán của từ trường sao Hỏa đã làm mất gần hết khí quyển.[6][7]

Nghiên cứu từ trường trong quá khứ của trái đất được biết đến như là từ cổ học.[8] Sự phân cực của từ trường Trái đất được ghi lại trong các đá lửa, và sự đảo ngược của cánh đồng do đó có thể phát hiện được là "sọc" tập trung vào các dãy núi giữa đại dương nơi mà mặt biển đang lan rộng, trong khi sự ổn định của cực địa từ giữa các đảo ngược cho phép các nhà phân tích học cổ Để theo dõi chuyển động của các lục địa trong quá khứ. Sự đảo ngược cũng là cơ sở cho magnetostratigraphy, một cách để xác định tuổi của đá và trầm tích.[9] Lĩnh vực này cũng thuần khiết từ vỏ trái đất, và sự bất thường từ tính có thể được sử dụng để tìm kiếm các quặng kim loại.[10]

Con người đã sử dụng la bàn để tìm hướng kể từ thế kỷ 11 TCN và để di chuyển từ thế kỷ 12.[11] Mặc dù độ từ thiên thay đổi theo thời gian, nhưng sự di chuyển này chậm chạp đến nỗi một la bàn đơn giản vẫn còn hữu ích cho việc điều hướng. Sử dụng từ trường các sinh vật khác nhau, từ một số loại vi khuẩn đến chim bồ câu, sử dụng từ trường của Trái Đất để định hướng và điều hướng.

Phát hiện từ trường

Từ thượng cổ, con người đã biết đến từ trường Trái Đất và phát minh ra la bàn để định phương hướng.

Vào năm 1600, nhà vật lý người Anh W. Gilbert đã đưa ra giả thuyết Trái Đất là một nam châm khổng lồ. Ông đã làm một quả cầu lớn bằng sắt nhiễm từ, gọi nó là "Trái Đất tí hon" và đặt các từ cực của nó ở các địa cực. Đưa la bàn lại gần Trái Đất tí hon ông thấy ngoài hai cực, còn ở mọi điểm trên quả cầu, kim la bàn đều chỉ hướng Nam Bắc. Hiện nay vẫn chưa có sự giải thích chi tiết và thỏa đáng về nguồn gốc từ tính của Trái Đất.

Năm 1940, một số nhà vật lý đã đưa ra thuyết geodynamo để giải thích nguồn gốc từ trường Trái Đất. Theo thuyết này thì từ trường Trái Đất chủ yếu được hình thành từ các dòng đối lưu trong chất lỏng của Trái Đất ở độ sâu trên 3000 km. Sự khác biệt về nhiệt độ trong chất lỏng của Trái Đất đã làm xuất hiện các dòng đối lưu. Nếu trong nhân của Trái Đất có một "từ trường nguyên thuỷ" thì các dòng đối lưu trên sẽ có vai trò như một cuộn dây trong máy phát điện. Dòng điện nhờ đó được hình thành và chính nó đã tạo ra từ trường cho Trái Đất. Tuy nhiên, thuyết vẫn còn một số điểm chưa rõ ràng. Trong quá trình hình thành từ trường Trái Đất, cần có "từ trường nguyên thuỷ", nhưng từ trường này được hình thành từ bao giờ và bằng cách nào? Đây là một trong những tồn tại chưa giải quyết được của các ngành khoa học về Trái Đất.

Gần đây, các nhà khoa học cho rằng ngoài từ trường chính của Trái Đất hình thành từ lõi ngoài chiếm 98%, còn có phần từ trường với nguồn gốc bên ngoài Trái Đất chiếm 2%, phần từ trường này lại hay biến đổi, là phần quan trọng gây ra những tác động đối với cơ thể sống.

Đặc điểm

Cũng như nam châm, Trái Đất có 2 cực địa từ, không trùng với 2 cực địa lý. Cực Bắc từ có toạ độ 70° Vĩ Bắc Và 96° Kinh Tây, trên lãnh thổ Canada, cách cực Bắc địa lý 800 km. Cực Nam từ có toạ độ 73° Vĩ Nam và 156° Kinh Đông ở vùng Nam cực, cách cực Nam địa lý 1000 km. Trục từ trường tạo với trục Trái Đất một góc 11°. Các từ cực thường có vị trí không ổn định và có thể đảo ngược theo chu kỳ. Do đó bản đồ địa từ cũng phải thường xuyên điều chỉnh (5 năm một lần). Việc thu nhập các thông tin từ vệ tinh đã phát hiện các vành đai bức xạ bao quanh Trái Đất ở môi trường khí quyển trên cao từ 500–600 km dến 60.000- 80.000 km: đó là từ quyển (tầng điện ly trở lên).

Mô tả

Các hệ tọa độ phổ biến dùng để diễn tả Trường từ Trái Đất.

Ở bất kỳ vị trí nào, từ trường của trái đất có thể được đại diện bởi một vector ba chiều. Một thủ tục điển hình để đo hướng của nó là sử dụng la bàn để xác định hướng Bắc từ. Góc của nó liên quan đến Bắc thật là độ lệch (D) hoặc biến thể. Đối diện Bắc từ trường, góc trường tạo ra theo chiều ngang là độ từ khuynh (I) hoặc từ nhúng. Cường độ (F) của trường tương ứng với lực tác động lên nam châm. Một đại diện phổ biến khác là tọa độ X (Bắc), Y (Đông) và Z (Xuống).[12]

Cường độ

Cường độ của trường thường được đo bằng gauss (G), nhưng thông thường được báo cáo trong nanoteslas (nT), với 1 G = 100.000 nT. Một tia nanotela còn được gọi là gamma (γ).[13] Tesla là đơn vị SI của trường từ B. Trường Trái Đất có khoảng từ 25.000 đến 65.000 nT (0.25-0.65 G). Để so sánh, một nam châm tủ lạnh mạnh có diện tích khoảng 10.000.000 nanoteslas (100 G).[14]

Bản đồ các đường đẳng giá trị cường độ được gọi là "biểu đồ động lực học". Như mô hình từ thế giới cho thấy, cường độ có xu hướng giảm từ cực đến xích đạo. Một cường độ tối thiểu xảy ra ở Nam Đại Tây Dương Bất thường về Nam Mỹ trong khi có cực đại ở miền bắc Canada, Siberia và bờ biển Nam Cực Nam Úc.[15]

Độ từ khuynh

Độ từ khuynh được cho bởi một góc có thể giả định các giá trị từ -90 ° (lên) đến 90 ° (xuống). Ở bán cầu bắc, trường giảm xuống. Nó thẳng xuống tại cực Bắc từ và quay ngược trở lên khi vĩ độ giảm cho đến khi nó ngang (0 °) tại đường xích đạo. Nó tiếp tục quay lên cho đến khi nó thẳng lên ở Cực Nam từ. Sự nghiêng có thể được đo bằng một vòng tròn nhúng.

Một biểu đồ đẳng trương (bản đồ đường kẻ nghiêng) cho từ trường của Trái đất được hiển thị bên dưới.

Độ từ thiên

Độ từ thiên là dương đối với độ lệch về phía đông của trường so với hướng Bắc thật. Nó có thể được ước tính bằng cách so sánh từ bắc / nam từ về la bàn với hướng của một cực thiên thể. Bản đồ thường bao gồm thông tin về sự suy thoái dưới dạng một góc hoặc một sơ đồ nhỏ cho thấy mối quan hệ giữa bắc nam và bắc thật. Thông tin về độ từ thiên cho một vùng có thể được biểu diễn bằng biểu đồ có các đường đẳng vị (đường viền với mỗi đường biểu diễn một độ từ thiên cố định).

Biến động theo địa lý

Thành phần của từ trường địa tại bề mặt được mô tả từ mô hình từ trường địa năm 2015.[15]

  • Cường độ
    Cường độ
  • Độ từ khuynh
    Độ từ khuynh
  • Độ từ thiên
    Độ từ thiên

Sự tương đối lưỡng địa cực

Sự khác nhau giữa miền bắc từ (Nm) và "đúng" phía bắc (Ng)
Xem thêm: Mô hình lưỡng cực của từ trường Trái đất

Gần bề mặt trái đất, từ trường của nó có thể được xấp xỉ gần bằng trường của một lưỡng cực từ đặt ở trung tâm Trái đất và nghiêng ở góc 11° so với trục quay của Trái Đất.[13] Tương đương với thanh nam châm mạnh mẽ, với cực nam hướng về cực Bắc Địa từ.Điều này có vẻ đáng ngạc nhiên, nhưng cực Bắc của nam châm được xác định như vậy bởi vì, nếu được phép quay tự do, nó gần về phía bắc (theo địa lý giác quan)..[16] Vì cực Bắc của nam châm hút các cực nam của các nam châm khác và đẩy các cực Bắc, cần phải thu hút đến nam cực nam châm của Trái đất. Trường lưỡng cực chiếm 80-90% trường trong hầu hết các địa điểm.[12]

Cực từ trường

Sự chuyển động của cực Bắc cực từ Bắc cực qua vùng Bắc Cực thuộc Canada.

Các vị trí của cực từ có thể được định nghĩa trong ít nhất hai cách: cục bộ hoặc toàn cầu..[17]

Một cách để xác định một cực là như là một điểm mà từ trường là thẳng đứng.[18] Điều này có thể được xác định bằng cách đo độ từ khuynh, như mô tả ở trên. Độ từ khuynh của trường trái đất là 90 ° (xuống dưới) tại cực Bắc và từ -90 ° (trở lên) ở cực Nam. Hai cực đi một cách độc lập và không trực tiếp đối với nhau trên toàn cầu. Họ có thể di chuyển nhanh: các chuyển động lên đến 40 km (25 dặm) mỗi năm đã được quan sát thấy cho Cực Bắc từ. Trong 180 năm qua, cực Bắc đã di chuyển về phía tây bắc, từ Cape Adelaide ở bán đảo Boothia trong năm 1831 đến 600 km (370 dặm) từ vịnh Resolute năm 2001.[19] Đường xích đạo là đường mà độ từ khuynh là 0 Từ trường ngang).

Định nghĩa toàn cầu về trường của trái đất dựa trên mô hình toán học. Nếu một đường thẳng được kéo qua trung tâm của trái đất, song song với thời điểm của dipole từ trường tốt nhất, hai vị trí mà nó giao cắt với bề mặt trái đất được gọi là các cực từ Bắc và Nam. Nếu từ trường Trái Đất hoàn toàn lưỡng cực, các cực địa từ và các cực nhú từ sẽ trùng với nhau và la bàn sẽ hướng về phía chúng. Tuy nhiên, trường Trái đất có một đóng góp không-lưỡng cực đáng kể, vì vậy các cực không trùng khớp và la bàn thường không chỉ vào một trong hai.

Từ quyển

Bài chi tiết: Từ quyển
An artist's rendering of the structure of a magnetosphere. 1) Bow shock. 2) Magnetosheath. 3) Magnetopause. 4) Magnetosphere. 5) Northern tail lobe. 6) Southern tail lobe. 7) Plasmasphere.

Từ trường của trái đất, chủ yếu lưỡng cực ở bề mặt của nó, bị gió mặt trời bóp méo. Đây là một dòng các hạt tích điện tích rời khỏi corona của Mặt trời và tăng tốc từ 200 đến 1000 km / giây. Họ mang theo chúng một từ trường, từ trường liên vũ trụ (IMF).[20]

Gió mặt trời tạo áp lực, và nếu nó có thể chạm tới bầu khí quyển của Trái Đất, nó sẽ làm nó xói mòn. Tuy nhiên, nó được giữ đi bởi áp lực từ trường của Trái đất. Từ tâm, vùng mà áp lực cân bằng, là ranh giới của từ quyển. Mặc dù tên của nó, từ quyển là không đối xứng, với mặt trời có khoảng 10 bán kính trái đất nhưng phía kia trải dài ra trong một từ khe từ hơn 200 bán kính trái đất.[21] Mặt trời hướng về phía nam châm là cú sốc cung, khu vực mà gió mặt trời chậm lại đột ngột.[20]

Bên trong từ quyển là plasma quyển, một vùng hình quả dẻ có chứa các hạt có năng lượng thấp hoặc plasma. Vùng này bắt đầu ở độ cao 60 km, mở rộng lên đến 3 hoặc 4 bán kính trái đất, và bao gồm cả tầng điện ly. Vùng này xoay quanh Trái Đất.[21] Ngoài ra còn có hai vùng đồng tâm lốp, được gọi là băng tải Van Allen, với các ion năng lượng cao (năng lượng từ 0,1 đến 10 triệu điện tử volts (MeV)). Vành đai bên trong là 1-2 ranh giới Trái đất ra ngoài trong khi vành đai ngoài ở 4-7 bán kính Trái Đất. Thiết kế và dây đai Van Allen đã chồng chéo từng phần, với mức độ chồng chéo khác nhau rất nhiều với hoạt động của mặt trời.[22]

Cũng như làm lệch hướng gió mặt trời, từ trường của trái đất làm chao đảo các tia vũ trụ, các hạt tích điện cao năng chủ yếu từ bên ngoài hệ mặt trời. (Nhiều tia vũ trụ được giữ trong hệ mặt trời do từ quyển của Mặt Trời, hoặc nhật quyển[23]). Ngược lại, phi hành gia trên Mặt trăng có nguy cơ tiếp xúc với bức xạ. Bất cứ ai trên bề mặt Mặt trăng trong một vụ phun trào năng lượng mặt trời đặc biệt bạo lực vào năm 2005 sẽ nhận được một liều gây chết người.[20]

Một số hạt mang điện tích đi vào từ quyển. Những xoắn ốc xung quanh lĩnh vực đường, nảy qua lại giữa các cực nhiều lần mỗi giây. Ngoài ra, các ion dương dương chậm trôi về phía tây và các ion âm âm lệch về phía đông, làm tăng dòng điện vòng. Dòng điện này làm giảm từ trường tại bề mặt trái đất.[20] Các hạt xâm nhập vào tầng điện ly và va chạm với các nguyên tử ở đó làm phát sáng của cực quang và phát ra tia X.[21]

Các điều kiện khác nhau trong từ quyển, được gọi là thời tiết không gian, chủ yếu là do hoạt động của mặt trời. Nếu gió mặt trời yếu, từ quyển sẽ mở rộng; Trong khi nếu nó mạnh mẽ, nó nén khí quyển và nhiều hơn nữa của nó được nhập. Các giai đoạn của hoạt động mạnh đặc biệt, được gọi là bão địa từ, có thể xảy ra khi một khối lượng coronal phun ra trên mặt trời và gửi một sóng xung kích thông qua hệ thống năng lượng mặt trời. Một làn sóng như vậy có thể mất chỉ hai ngày để đến Trái Đất. Bão địa từ có thể gây ra nhiều sự gián đoạn; Cơn bão "Halloween" năm 2003 đã làm hỏng hơn 1/3 vệ tinh của NASA. Cơn bão dữ liệu lớn nhất xảy ra vào năm 1859. Nó gây ra các dòng đủ mạnh để rút ngắn đường dây điện tín, và cực quang được báo cáo ở phía nam Hawaii.[20][24]

Các biến thiên và nhiễu của từ trường Trái Đất

Đẳng trị từ thiên từ năm 1590 đến 1990

Do tác động của nhiều hiện tượng trong lòng Trái Đất và trong vũ trụ mà từ trường Trái Đất luôn luôn biến đổi. Ngày nay đã xác định các biến đổi này gồm có:

  1. Biến thiên thế kỷ, là sự thay đổi cực chậm do thay đổi ở lõi ngoài Trái Đất gây ra. Biến đổi tuy chậm nhưng sau hàng chục ngàn năm thường dẫn đến đảo cực địa từ.
  2. Biến thiên ngắn hạn, còn gọi là biến đổi trong ngày, có dạng gần tuần hoàn theo giờ, và độ lớn có thể đến 30 nT, do tác động của mặt trời lên tầng điện ly gây ra.
  3. Nhiễu ngẫu nhiên, đặc biệt là khi có Bão từ, độ lớn từ chục nT đến 1000 nT.

Quan trắc biến thiên là chủ đề của các đài Quan trắc từ trường Trái Đất thuộc các viện Vật lý Địa cầu của các nước trên thế giới, phục vụ nghiên cứu các biến động trong lòng hay xung quanh Trái Đất.

Tác động của hiện tượng biến thiên dẫn đến việc lập "bản đồ từ trường Trái Đất" được chia thành hai nhánh:

  • Bản đồ từ trường khái quát cho Trái Đất, là đối tượng của nghiên cứu vật lý Địa cầu, lược đi những dị thường từ do các đối tượng đất đá ở phần vỏ, khử tất cả các biến thiên ngắn hạn và ngẫu nhiên, được gọi là "Bản đồ từ trường bình thường". Nó còn chứa biến thiên thế kỷ, nên được lập cho một năm xác định nào đó, và phải được chỉnh sửa sau một thời gian nhất định.
  • Bản đồ dị thường từ, loại bỏ trường bình thường và các biến thiên ngắn hạn, các nhiễu ra khỏi giá trị quan sát được. Nó là tổng hợp từ trường của các vật thể từ nông đến sâu ở vỏ Trái Đất gây ra. Bản đồ phục vụ các nghiên cứu vật lý Địa cầu cho phần vỏ Trái Đất (Crust), và trong địa vật lý thăm dò phục vụ điều tra địa chất khoáng sản ở ngoài cùng vỏ Trái Đất.

Phụ thuộc về thời gian

Các biến thể ngắn

Bối cảnh: một tập hợp các dấu vết từ các đài quan sát từ tính cho thấy một cơn bão từ năm 2000. Quả cầu: bản đồ hiển thị vị trí của các đài quan sát và đường viền cho cường độ từ trường ngang trong μ T.

Trường địa từ thay đổi theo thời gian từ mili giây đến hàng triệu năm. Khoảng thời gian ngắn hơn chủ yếu phát sinh từ dòng chảy trong tầng điện ly (ionospheric dynamo region) và từ quyển, và một số thay đổi có thể được bắt nguồn từ các cơn bão địa từ hoặc biến động hàng ngày trong dòng chảy. Thay đổi theo thời gian quy mô từ một năm trở lên chủ yếu phản ánh những thay đổi trong nội thất trái đất, đặc biệt là lõi sắt giàu.[12]

Thông thường, từ quyển của trái đất bị tác động bởi lóe mặt trời gây ra các cơn bão địa từ, gây ra hiện tượng cực quang. Sự không ổn định ngắn hạn của từ trường được đo bằng chỉ số K.[25]

Dữ liệu từ THEMIS cho thấy từ trường, tương tác với gió mặt trời, giảm khi hướng từ tính được căn giữa Mặt trời và Trái đất - ngược với giả thuyết trước. Trong những cơn bão mặt trời sắp tới, điều này có thể dẫn đến mất điện và gián đoạn trong vệ tinh nhân tạo.[26]

Biến thể thế tục

Các đường đẳng từ thiên ước tính theo năm, 1590 đến 1990 (nhấn chuột để xem biến động).
Độ mạnh của thành phần lưỡng cực trục của từ trường Trái Đất từ năm 1600 đến năm 2020.

Sự thay đổi từ trường của trái đất trên một khoảng thời gian từ một năm trở lên được gọi là biến thể thế tục. Qua hàng trăm năm, Độ từ thiên được quan sát thấy thay đổi qua hàng chục độ.[12] Đoạn phim ở bên phải cho thấy Độ từ thiên toàn cầu đã thay đổi trong vài thế kỷ qua như thế nào.[27]

Hướng và cường độ thay đổi lưỡng cực theo thời gian. Trong hai thế kỷ qua, cường độ lưỡng cực đã giảm với tốc độ khoảng 6,3% mỗi thế kỷ.[12] Với tốc độ giảm này, lĩnh vực này sẽ không đáng kể trong khoảng 1600 năm.[28] Tuy nhiên, sức mạnh này là trung bình trong 7000 năm qua, và tỷ lệ thay đổi hiện nay không phải là bất thường.[29]

Một điểm nổi bật trong phần không lưỡng cực của biến thể thế tục là sự trôi dạt về phía tây với tốc độ khoảng 0,2 độ mỗi năm.[28] Sự trôi dạt không giống nhau ở mọi nơi và đã thay đổi theo thời gian. Trôi dạt trung bình trên toàn cầu đã về phía tây kể từ khoảng năm 1400 sau Công nguyên nhưng về phía đông giữa khoảng 1000 AD và 1400 AD.[30]

Những thay đổi trước đài quan sát từ tính được ghi lại trong các tài liệu khảo cổ học và địa chất. Những thay đổi như vậy được gọi là biến thể thế tục cổ kính hoặc biến thể paleo (ECV). Các hồ sơ thường bao gồm thời gian dài thay đổi nhỏ với những thay đổi lớn thường xuyên phản ánh những chuyến du ngoạn địa từ và đảo ngược.[31]

Đảo cực từ trường

Bài chi tiết: Đảo cực địa từ
Cực địa từ trong suốt cuối Đại Tân sinh. Các vùng tối là nơi có cực từ trường giống ngày nay, trong khi các vùng sáng là cực địa từ bị đảo ngược.

Mặc dù trường của trái đất nói chung là lưỡng cực, với một trục gần như liên kết với trục quay, nhưng thỉnh thoảng các cực địa cực Bắc và Nam. Bằng chứng cho sự đảo ngược địa từ này có thể tìm thấy trong bazan, lõi trầm tích thu được từ các tầng đại dương và dị thường từ dưới đáy biển.[32] Sự đảo ngược xảy ra gần như ngẫu nhiên theo thời gian, với khoảng thời gian giữa các lần đảo chiều từ dưới 0,1 triệu năm đến khoảng 50 triệu năm. Sự đảo ngược địa từ gần đây nhất, được gọi là đảo ngược Brunhes-Matuyama, xảy ra khoảng 780.000 năm trước.[19][33] Một hiện tượng liên quan, một chuyến đi địa từ, là một sự đảo chiều không hoàn chỉnh, không thay đổi trong phân cực.[34][35] Sự kiện Laschamp là một ví dụ về chuyến tham quan, nó đã xảy ra trong thời kỳ băng hà cuối cùng (cách đây 41.000 năm).

Từ trường trong quá khứ được ghi lại chủ yếu bằng các khoáng từ mạnh, đặc biệt là oxit sắt như magnetite, có thể mang một khoảnh khắc vĩnh cửu. Sự từ hóa hồi sinh, hoặc sự thuần hóa, có thể thu được bằng nhiều cách. Trong dòng chảy dung nham, hướng của cánh đồng được "đông lạnh" trong các khoáng chất nhỏ khi chúng mát, dẫn đến sự nhiệt địa từ hóa. Trong trầm tích, sự định hướng của các hạt từ tính thu được một sự thiên vị nhẹ đối với từ trường khi chúng lắng đọng trên đáy đại dương hoặc đáy của hồ. Đây được gọi là sự thu hút từ xa.[8]

Từ hoá nhiệt là nguồn chính của sự bất thường từ tính xung quanh các dãy đại dương. Khi đáy biển lan ra, magma trào ra từ lớp phủ, làm lạnh để tạo ra lớp vỏ bazan mới ở cả hai bên sườn núi, và được đẩy ra khỏi nó bằng sự nở ra của biển. Khi nó nguội, nó ghi lại hướng của cánh đồng Trái Đất. Khi trường trái đất đảo chiều, đá bazan mới ghi lại hướng đảo ngược. Kết quả là một loạt các sọc được đối xứng về các sườn núi. Một chiếc tàu kéo một từ kế trên bề mặt đại dương có thể phát hiện ra các sọc này và suy ra độ tuổi của đáy biển phía dưới. Điều này cung cấp thông tin về tốc độ mà đáy biển đã lan rộng trong quá khứ.[8]

Radiometric hẹn hò của dòng dung nham đã được sử dụng để thiết lập một khoảng thời gian phân cực địa từ, một phần trong đó được hiển thị trong hình ảnh. Điều này tạo thành nền tảng của phép đo từ tính, một kỹ thuật tương quan địa vật lý có thể được sử dụng cho đến nay cả trật tự trầm tích và núi lửa cũng như dị thường từ dưới đáy biển.[8]

Các nghiên cứu về dòng nham thạch trên núi Steens, Oregon, chỉ ra rằng từ trường có thể đã chuyển đổi ở tốc độ lên đến 6 độ mỗi ngày vào thời điểm nào đó trong lịch sử Trái đất, điều này đã làm giảm đáng kể sự hiểu biết phổ biến của từ trường Trái đất.[36] Phát hiện này sau đó được cho là do tính chất từ đá bất thường của dòng chảy dung nham đang được nghiên cứu, chứ không phải sự thay đổi trường nhanh, bởi một trong những tác giả ban đầu của nghiên cứu năm 1995.[37]

Sự thay đổi độ nghiêng lưỡng cực tạm thời lấy trục lưỡng cực qua đường xích đạo và sau đó trở lại cực chính được gọi là các chuyến du ngoạn.[35]

Xuất hiện sớm nhất

Các nghiên cứu cổ từ của dung nham Paleoarchean ở Úc và tập đoàn ở Nam Phi đã kết luận rằng từ trường đã có mặt từ ít nhất khoảng 3.450 triệu năm trước.[38][39][40]

Tương lai

Những biến động moment dọc trục lưỡng cực tưởng tượng kể từ lần đảo cực gần đây nhất.

Hiện tại, từ trường địa từ tổng thể đang trở nên yếu đi; Sự xuống cấp mạnh mẽ hiện nay tương ứng với sự suy giảm 10-15% trong vòng 150 năm qua và đã tăng tốc trong vài năm qua; Cường độ địa chấn đã giảm gần như liên tục từ mức tối đa 35% so với giá trị hiện đại đã đạt được khoảng 2.000 năm trước. Tốc độ giảm và cường độ dòng điện nằm trong khoảng biến thiên bình thường, như thể hiện bằng các từ trường từ quá khứ được ghi lại trong đá. Bản chất của từ trường Trái đất là một trong những dao động không liên tục. Một phép đo tức thời của nó, hoặc một số phép đo của nó qua nhiều thập kỷ hoặc nhiều thế kỷ, không đủ để ngoại suy một xu hướng tổng thể trong lĩnh vực sức mạnh. Nó đã đi lên và xuống trong quá khứ vì những lý do không rõ. Ngoài ra, ghi nhận cường độ địa phương của trường lưỡng cực (hoặc biến động của nó) không đủ để mô tả trường từ của Trái Đất như một tổng thể, vì nó không phải là lĩnh vực lưỡng cực. Thành phần lưỡng cực của trường Trái đất có thể giảm xuống thậm chí khi toàn bộ từ trường vẫn giữ nguyên hoặc tăng lên. Trục cực bắc từ của trái đất đang trôi từ phía bắc Canada tới Siberia với tốc độ tăng tốc hiện tại-10 km (6,2 mi) mỗi năm vào đầu thế kỷ 20, lên đến 40 km (25 dặm) mỗi năm vào năm 2003,[19] và kể từ đó Chỉ tăng tốc.[41]

Đo lường và phân tích

Phát hiện

Sức mạnh từ trường của Trái đất được đo bằng Carl Friedrich Gauss vào năm 1835 và đã được đo đạc lặp lại từ đó, cho thấy sự suy giảm tương đối khoảng 10% trong vòng 150 năm qua..[42] Vệ tinh Magsat và các vệ tinh sau đó đã sử dụng từ kế vector 3 trục để thăm dò cấu trúc 3 chiều của từ trường Trái đất. Vệ tinh Ørsted sau này cho phép so sánh cho thấy một động lực địa cực động trong hành động dường như tạo ra một cực thay đổi theo hướng Đại Tây Dương ở phía tây của Nam Châu Phi.[43]

Chính phủ đôi khi vận hành các đơn vị chuyên về đo trường từ của trái đất. Đây là các điểm nghiên cứu địa từ trường, điển hình là một phần của cuộc khảo sát địa chất quốc gia, ví dụ như cuộc khảo sát viện nghiên cứu Eskdalemuir của Cục Địa chất Anh. Các viện nghiên cứu này có thể đo và dự báo các điều kiện từ tính như các cơn bão từ gây ảnh hưởng đến thông tin liên lạc, điện năng và các hoạt động khác của con người.

Mạng lưới quốc tế của viện nghiên cứu từ trường, với hơn 100 quan sát địa từ liên kết với nhau trên toàn thế giới, đã ghi lại từ trường trái đất từ năm 1991.

Quân đội xác định các đặc tính trường địa từ địa phương, để phát hiện dị thường trong nền tự nhiên có thể là do một vật kim loại đáng kể như tàu ngầm chìm. Thông thường, các thiết bị phát hiện dị thường từ tính này được bay trên máy bay như Nimrod của Anh hoặc được kéo như một dụng cụ hoặc một loạt các dụng cụ từ các tàu trên bề mặt.

Các công ty thăm dò về mặt địa lý cũng sử dụng thiết bị dò từ tính để xác định các dị thường xảy ra tự nhiên từ thân quặng nhưlàKursk Magnetic Anomaly.

Dị thường từ trường ở vỏ trái đất

Mô hình dị thường từ trường thạch quyển Trái Đất với sự góp mặt của các đặc điểm vỏ dựa trên bước sóng ngắn.[44]

Máy đo từ tính phát hiện độ lệch nhỏ trong từ trường của trái đất do các hiện vật bằng sắt,đồ nhân tạo, một số loại cấu trúc bằng đá, và thậm chí khe và các mỏm đá trong khảo cổ học địa vật lý. Sử dụng các dụng cụ từ thích nghi với các máy phát hiện bất thường từ không khí được phát triển trong Chiến tranh thế giới II để phát hiện tàu ngầm, các biến thể từ trên đáy biển đã được vẽ thành bản đồ. Bazan - đá núi lửa giàu chất sắt tạo thành đáy đại dương - chứa một khoáng vật có từ trường mạnh (Fe3O4) và có thể làm biến dạng các la bàn ở địa phương.Sự biến dạng đã được những người đánh cá ở Iceland nhận thấy vào khoảng cuối thế kỷ 18. Quan trọng hơn, bởi vì sự có mặt của magnetite mang lại tính chất từ tính bazan đo được, những biến đổi từ tính này đã cung cấp một phương tiện khác để nghiên cứu đáy biển sâu. Khi đá mới hình thành bằng quá trình nguội, vật liệu từ tính ghi lại trường từ của trái đất.

Mô hình thống kê

Mỗi phép đo từ trường phải được đo ở một vị trí và thời gian cụ thể. Nếu cần ước tính chính xác trường tại một số nơi và thời gian khác thì phép đo phải được chuyển đổi sang mô hình và mô hình được sử dụng để đưa ra dự đoán.

Sóng hài hình cầu

Cách phổ biến nhất để phân tích các biến thể toàn cầu trong từ trường của Trái đất là để phù hợp với các phép đo cho một tập hợp các sóng hài cầu. Điều này lần đầu tiên được thực hiện bởi Carl Friedrich Gauss.[45] Các sóng hài cầu là các chức năng dao động trên bề mặt của một quả cầu. Chúng là sản phẩm của hai chức năng, một loại phụ thuộc vào vĩ độ và một trên kinh độ. Chức năng của kinh độ là 0 dọc theo không hoặc nhiều vòng tròn lớn đi qua Bắc và Nam cực; Số các đường nút như vậy là giá trị tuyệt đối của biến m. Chức năng của vĩ độ là số không cùng không hoặc nhiều vòng tròn vĩ độ; Điều này cộng với thứ tự bằng với mức độ ℓ. Mỗi hài hòa tương đương với một sự sắp xếp đặc biệt của các điện tích từ ở trung tâm của trái đất. Một monopole là một điện tích từ riêng, mà chưa bao giờ được quan sát. Một lưỡng cực tương đương với hai chi phí đối lập mang lại gần nhau và một quadrupole đến hai lưỡng cực thu lại với nhau. Một trường quadrupole được hiển thị trong hình dưới bên phải.[12]

Các sóng hài hình cầu có thể đại diện cho bất kỳ trường vô hướng nào (chức năng của vị trí) đáp ứng một số tính chất nhất định. Một từ trường là một trường vector, nhưng nếu nó được biểu diễn trong các thành phần Cartes X, Y, Z, mỗi thành phần là dẫn xuất của cùng một hàm vô hướng được gọi là tiềm năng từ tính. Các phân tích của từ trường Trái Đất sử dụng một phiên bản sửa đổi của sóng hài hình cầu thông thường khác nhau bởi một nhân tố nhân. Một bình phương nhỏ nhất phù hợp với các phép đo từ trường cho trường Trái Đất là tổng các sóng hài cầu, mỗi nhân với hệ số Gauss gmℓ hoặc hm the phù hợp nhất.[12]

Hệ số Gauss thấp nhất, g00, cho đóng góp của một điện tích từ bị cô lập, vì vậy nó là số không.Ba hệ số kế tiếp - g10, g11, và h11 - xác định hướng và cường độ của sự đóng góp dipole.Lưỡng cực lắp tốt nhất được nghiêng ở góc 10 ° so với trục quay, như được mô tả ở trên.[12]

Sự phụ thuộc xuyên suốt

Phân tích sự dao động của hình cầu có thể được sử dụng để phân biệt nội bộ từ các nguồn bên ngoài nếu các phép đo có sẵn ở nhiều hơn một chiều cao (ví dụ như các đài quan sát mặt đất và vệ tinh). Trong trường hợp đó, mỗi thuật ngữ với hệ số gmℓ hoặc hmℓ có thể được chia thành hai thuật ngữ: một trong đó giảm với bán kính là 1 / rℓ + 1 và một bán tăng với bán kính như rℓ. Các thuật ngữ ngày càng phù hợp hơn với các nguồn bên ngoài (dòng trong tầng điện ly và quyển từ).Tuy nhiên, trung bình trong một vài năm các khoản đóng góp trung bình từ bên ngoài là không.[12]

Các giai đoạn còn lại dự đoán rằng tiềm năng của một nguồn lưỡng cực (ℓ = 1) giảm xuống là 1 / r2. Từ trường, là một dẫn xuất của động năng, giảm xuống là 1 / r3. Các giai đoạn của Quadrupole giảm xuống là 1 / r4 và các bậc cao hơn sẽ giảm nhanh chóng hơn với bán kính. Bán kính của lõi ngoài là khoảng một nửa bán kính của Trái đất. Nếu trường ở ranh giới lớp vỏ lõi - phù hợp với sóng hài cầu, phần lưỡng cực nhỏ hơn khoảng 8 ở bề mặt, phần tứ cực bằng 16, v.v. Do đó, chỉ có các thành phần có bước sóng lớn có thể được chú ý ở bề mặt. Từ nhiều đối số, thường giả định rằng chỉ các thuật ngữ lên đến độ 14 hoặc ít hơn có nguồn gốc của chúng trong lõi.Chúng có bước sóng khoảng 2.000 km (1.200 dặm) hoặc nhỏ hơn. Các tính năng nhỏ hơn được cho là do dị thường vỏ trái đất.[12]

Các mô hình toàn cầu

Hiệp hội Địa lý Quốc tế và khí tượng duy trì một mô hình tiêu chuẩn toàn cầu được gọi là Trường Tham chiếu Quốc tế.Nó được cập nhật 5 năm một lần.Mô hình thế hệ 11, IGRF11, được phát triển bằng cách sử dụng dữ liệu từ các vệ tinh (Ørsted, CHAMP và SAC-C) và mạng lưới các đài quan sát địa từ thế giới.[46] Việc mở rộng hài hòa hình cầu được cắt ngắn ở mức 10, với 120 hệ số, cho đến năm 2000. Các mô hình tiếp theo được cắt ngắn ở mức độ 13 (195 hệ số).[47]

Một mô hình lĩnh vực toàn cầu khác gọi là World Magnetic Model được sản xuất bởi Trung tâm Thông tin Môi trường Hoa Kỳ (trước đây là Trung tâm Dữ liệu Địa Vật lý Quốc gia Hoa Kỳ) và Cục Khảo sát Địa chất Anh. Mô hình này cắt ngắn ở mức 12 (168 hệ số) với độ phân giải không gian gần 3.000 km. Đây là mô hình được sử dụng bởi Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ, Bộ Quốc phòng (United Kingdom), Cục Hàng không Liên bang Hoa Kỳ (FAA), Tổ chức Hiệp ước Bắc Đại Tây Dương và Văn phòng Thủy văn Quốc tế cũng như trong nhiều hệ thống dẫn đường dân dụng.[48]

Một mô hình thứ ba được sản xuất bởi Trung tâm Không gian Goddard (NASA và GSFC) và Viện Nghiên cứu Vũ trụ Đan Mạch đã sử dụng phương pháp "mô hình toàn diện" nhằm điều chỉnh dữ liệu với độ phân giải thời gian và không gian khác nhau từ các nguồn mặt đất và vệ tinh.[49]

Trung tâm Thông tin Môi trường Quốc gia Hoa Kỳ đã phát triển mô hình Từ trường Cao cấp (EMM), mở rộng đến mức độ và mức độ 720 và giải quyết những dị thường từ tính xuống đến bước sóng 56 km. Nó được biên soạn từ các cuộc khảo sát từ vệ tinh, hàng hải, từ trường và mặt đất. Phiên bản mới nhất, EMM2015, bao gồm dữ liệu từ sứ mệnh Swarm của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu.[50]

Từ tính sinh học

Động vật bao gồm chim và rùa có thể phát hiện từ trường của trái đất và sử dụng trường để điều hướng trong quá trình di chuyển.[51] Bò và hươu hoang dã có xu hướng quay cơ thể của chúng về phía bắc-nam trong khi thư giãn, nhưng không phải khi động vật thuộc dòng điện cao thế, các nhà nghiên cứu hàng đầu tin rằng từ tính là có trách nhiệm.[52][53] Trong năm 2011, các nhà nghiên cứu báo cáo nỗ lực của họ không thành công để lặp lại việc tìm kiếm bằng cách sử dụng các hình ảnh Google Earth khác nhau.[54]

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng các trường điện từ rất yếu làm gián đoạn la bàn từ được sử dụng bởi các robins châu Âu và các loài chim biết bay khác hướng của chúng được điều khiển bởi trường của Trái đất. Theo nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature số ra ngày 8 tháng 5 năm 2008, cả đường dây điện và điện thoại di động đều không đổ lỗi cho hiệu ứng trường điện từ lên chim. Thay vào đó, thủ phạm bao gồm các tần số từ 2 kHz đến 5 MHz, chẳng hạn như tín hiệu vô tuyến AM và các thiết bị điện tử thông thường có thể tìm thấy trong các doanh nghiệp hoặc nhà riêng.[55]

Xem thêm

Tham khảo

  1. ^ Glatzmaier, Gary A.; Roberts, Paul H. (1995). “A three-dimensional self-consistent computer simulation of a geomagnetic field reversal”. Nature. 377 (6546): 203–209. Bibcode:1995Natur.377..203G. doi:10.1038/377203a0.Quản lý CS1: ref=harv (liên kết)
  2. ^ Glatzmaier, Gary. “The Geodynamo”. University of California Santa Cruz. Truy cập ngày 20 tháng 10 năm 2013.
  3. ^ Finlay, C. C.; Maus, S.; Beggan, C. D.; Bondar, T. N.; Chambodut, A.; Chernova, T. A.; Chulliat, A.; Golovkov, V. P.; Hamilton, B.; Hamoudi, M.; Holme, R.; Hulot, G.; Kuang, W.; Langlais, B.; Lesur, V.; Lowes, F. J.; Lühr, H.; Macmillan, S.; Mandea, M.; McLean, S.; Manoj, C.; Menvielle, M.; Michaelis, I.; Olsen, N.; Rauberg, J.; Rother, M.; Sabaka, T. J.; Tangborn, A.; Tøffner-Clausen, L.; Thébault, E.; Thomson, A. W. P.; Wardinski, I.; Wei, Z.; Zvereva, T. I. (tháng 12 năm 2010). “International Geomagnetic Reference Field: the eleventh generation”. Geophysical Journal International. 183 (3): 1216–1230. doi:10.1111/j.1365-246X.2010.04804.x.Quản lý CS1: ref=harv (liên kết)
  4. ^ Shlermeler, Quirin (3 tháng 3 năm 2005). “Solar wind hammers the ozone layer”. News@nature. doi:10.1038/news050228-12.
  5. ^ “Solar wind ripping chunks off Mars”. Cosmos Online. 25 tháng 11 năm 2008. Truy cập ngày 21 tháng 10 năm 2013.
  6. ^ Luhmann, Johnson & Zhang 1992
  7. ^ Structure of the Earth. Scign.jpl.nasa.gov. Retrieved on 2012-01-27.
  8. ^ a b c d McElhinny, Michael W.; McFadden, Phillip L. (2000). Paleomagnetism: Continents and Oceans. Academic Press. ISBN 0-12-483355-1.Quản lý CS1: ref=harv (liên kết)
  9. ^ Opdyke, Neil D.; Channell, James E. T. (1996). Magnetic Stratigraphy. Academic Press. ISBN 978-0-12-527470-8.Quản lý CS1: ref=harv (liên kết)
  10. ^ Mussett, Alan E.; Khan, M. Aftab (2000). Looking into the Earth: An introduction to Geological Geophysics. Cambridge University Press. ISBN 0-521-78085-3.Quản lý CS1: ref=harv (liên kết)
  11. ^ Temple, Robert (2006). The Genius of China. Andre Deutsch. ISBN 0-671-62028-2.Quản lý CS1: ref=harv (liên kết)
  12. ^ a b c d e f g h i j Merrill, McElhinny & McFadden 1996, Chapter 2
  13. ^ a b “Geomagnetism Frequently Asked Questions”. National Geophysical Data Center. Truy cập ngày 21 tháng 10 năm 2013.
  14. ^ Palm, Eric (2011). “Tesla”. National High Magnetic Field Laboratory. Truy cập ngày 20 tháng 10 năm 2013.
  15. ^ a b Chulliat, A.; Macmillan, S.; Alken, P.; Beggan, C.; Nair, M.; Hamilton, B.; Woods, A.; Ridley, V.; Maus, S.; Thomson, A. (2015). The US/UK World Magnetic Model for 2015-2020 (PDF) (Bản báo cáo). National Geophysical Data Center. Truy cập ngày 21 tháng 2 năm 2016.
  16. ^ Casselman, Anne (28 tháng 2 năm 2008). “The Earth Has More Than One North Pole”. Scientific American. Truy cập ngày 21 tháng 5 năm 2013.
  17. ^ Campbell, Wallace A. (1996). “"Magnetic" pole locations on global charts are incorrect”. Eos, Transactions American Geophysical Union. 77 (36): 345. Bibcode:1996EOSTr..77..345C. doi:10.1029/96EO00237.Quản lý CS1: ref=harv (liên kết)
  18. ^ “The Magnetic North Pole”. Woods Hole Oceanographic Institution. Truy cập ngày 21 tháng 10 năm 2013.
  19. ^ a b c Phillips, Tony (29 tháng 12 năm 2003). “Earth's Inconstant Magnetic Field”. Science@Nasa. Truy cập ngày 27 tháng 12 năm 2009.
  20. ^ a b c d e Merrill, Ronald T. (2010). Our Magnetic Earth: The Science of Geomagnetism. Chicago: The University of Chicago Press. tr. 126–141. ISBN 9780226520506.
  21. ^ a b c Lỗi chú thích: Thẻ <ref> sai; không có nội dung trong thẻ ref có tên ParksIntro
  22. ^ Darrouzet, Fabien; De Keyser, Johan; Escoubet, C. Philippe (10 tháng 9 năm 2013). “Cluster shows plasmasphere interacting with Van Allen belts” (Thông cáo báo chí). European Space Agency. Truy cập ngày 22 tháng 10 năm 2013.
  23. ^ “Shields Up! A breeze of interstellar helium atoms is blowing through the solar system”. Science@NASA. 27 tháng 9 năm 2004. Truy cập ngày 23 tháng 10 năm 2013.
  24. ^ Odenwald, Sten (2010). “The great solar superstorm of 1859”. Technology through time. NASA. 70. Truy cập ngày 24 tháng 10 năm 2013.
  25. ^ “The K-index”. Space Weather Prediction Center. Truy cập ngày 20 tháng 10 năm 2013.
  26. ^ Steigerwald, Bill (16 tháng 12 năm 2008). “Sun Often "Tears Out A Wall" In Earth's Solar Storm Shield”. THEMIS: Understanding space weather. NASA. Truy cập ngày 20 tháng 8 năm 2011.
  27. ^ Jackson, Andrew; Jonkers, Art R. T.; Walker, Matthew R. (2000). “Four centuries of Geomagnetic Secular Variation from Historical Records”. Philosophical Transactions of the Royal Society A. 358 (1768): 957–990. Bibcode:2000RSPTA.358..957J. doi:10.1098/rsta.2000.0569. JSTOR 2666741.Quản lý CS1: ref=harv (liên kết)
  28. ^ a b “Secular variation”. Geomagnetism. Canadian Geological Survey. 2011. Truy cập ngày 18 tháng 7 năm 2011.
  29. ^ Constable, Catherine (2007). “Dipole Moment Variation”. Trong Gubbins, David; Herrero-Bervera, Emilio (biên tập). Encyclopedia of Geomagnetism and Paleomagnetism. Springer-Verlag. tr. 159–161. doi:10.1007/978-1-4020-4423-6_67. ISBN 978-1-4020-3992-8.Quản lý CS1: ref=harv (liên kết)
  30. ^ Dumberry, Mathieu; Finlay, Christopher C. (2007). “Eastward and westward drift of the Earth's magnetic field for the last three millennia” (PDF). Earth and Planetary Science Letters. 254: 146–157. Bibcode:2007E&PSL.254..146D. doi:10.1016/j.epsl.2006.11.026.Quản lý CS1: ref=harv (liên kết)
  31. ^ Tauxe 1998, Chapter 1
  32. ^ Vacquier, Victor (1972). Geomagnetism in marine geology (ấn bản 2). Amsterdam: Elsevier Science. tr. 38. ISBN 9780080870427.
  33. ^ Merrill, McElhinny & McFadden 1996, Chapter 5
  34. ^ “Ice Age Polarity Reversal Was Global Event: Extremely Brief Reversal of Geomagnetic Field, Climate Variability, and Super Volcano”. ScienceDaily. 16 tháng 10 năm 2012. doi:10.1016/j.epsl.2012.06.050. Truy cập ngày 21 tháng 3 năm 2013.
  35. ^ a b Merrill, McElhinny & McFadden 1996, tr. 148–155
  36. ^ Lỗi chú thích: Thẻ <ref> sai; không có nội dung trong thẻ ref có tên nature.com
  37. ^ Lỗi chú thích: Thẻ <ref> sai; không có nội dung trong thẻ ref có tên epsl.com
  38. ^ McElhinney, T. N. W.; Senanayake, W. E. (1980). “Paleomagnetic Evidence for the Existence of the Geomagnetic Field 3.5 Ga Ago”. Journal of Geophysical Research. 85: 3523. Bibcode:1980JGR....85.3523M. doi:10.1029/JB085iB07p03523.Quản lý CS1: ref=harv (liên kết)
  39. ^ Usui, Yoichi; Tarduno, John A.; Watkeys, Michael; Hofmann, Axel; Cottrell, Rory D. (2009). “Evidence for a 3.45-billion-year-old magnetic remanence: Hints of an ancient geodynamo from conglomerates of South Africa”. Geochemistry Geophysics Geosystems. 10 (9). Bibcode:2009GGG....1009Z07U. doi:10.1029/2009GC002496.Quản lý CS1: ref=harv (liên kết)
  40. ^ Tarduno, J. A.; Cottrell, R. D.; Watkeys, M. K.; Hofmann, A.; Doubrovine, P. V.; Mamajek, E. E.; Liu, D.; Sibeck, D. G.; Neukirch, L. P.; Usui, Y. (4 tháng 3 năm 2010). “Geodynamo, Solar Wind, and Magnetopause 3.4 to 3.45 Billion Years Ago”. Science. 327 (5970): 1238–1240. Bibcode:2010Sci...327.1238T. doi:10.1126/science.1183445. PMID 20203044.Quản lý CS1: ref=harv (liên kết)
  41. ^ Lovett, Richard A. (24 tháng 12 năm 2009). “North Magnetic Pole Moving Due to Core Flux”.
  42. ^ Courtillot, Vincent; Le Mouel, Jean Louis (1988). “Time Variations of the Earth's Magnetic Field: From Daily to Secular”. Annual Review of Earth and Planetary Sciences. 1988 (16): 435. Bibcode:1988AREPS..16..389C. doi:10.1146/annurev.ea.16.050188.002133.Quản lý CS1: ref=harv (liên kết)
  43. ^ Hulot, G.; Eymin, C.; Langlais, B.; Mandea, M.; Olsen, N. (tháng 4 năm 2002). “Small-scale structure of the geodynamo inferred from Oersted and Magsat satellite data”. Nature. 416 (6881): 620–623. Bibcode:2002Natur.416..620H. doi:10.1038/416620a. PMID 11948347.Quản lý CS1: ref=harv (liên kết)
  44. ^ Frey, Herbert. “Satellite Magnetic Models”. Comprehensive Modeling of the Geomagnetic Field. NASA. Truy cập ngày 13 tháng 10 năm 2011.
  45. ^ Campbell, Wallace H. (2003). Introduction to geomagnetic fields (ấn bản 2). New York: Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-52953-2.Quản lý CS1: ref=harv (liên kết), p. 1.
  46. ^ Finlay, C. C.; Maus, S.; Beggan, C. D.; Hamoudi, M.; Lowes, F. J.; Olsen, N.; Thébault, E. (2010). “Evaluation of candidate geomagnetic field models for IGRF-11” (PDF). Earth, Planets and Space. 62 (10): 787–804. Bibcode:2010EP&S...62..787F. doi:10.5047/eps.2010.11.005.Quản lý CS1: ref=harv (liên kết)
  47. ^ “The International Geomagnetic Reference Field: A "Health" Warning”. National Geophysical Data Center. tháng 1 năm 2010. Truy cập ngày 13 tháng 10 năm 2011.
  48. ^ “The World Magnetic Model”. National Geophysical Data Center. Truy cập ngày 14 tháng 10 năm 2011.
  49. ^ Herbert, Frey. “Comprehensive Modeling of the Geomagnetic Field”. NASA.
  50. ^ “The Enhanced Magnetic Model”. United States National Centers for Environmental Information. Truy cập ngày 20 tháng 12 năm 2016.
  51. ^ Deutschlander, M.; Phillips, J.; Borland, S. (1999). “The case for light-dependent magnetic orientation in animals”. Journal of Experimental Biology. 202 (8): 891–908. PMID 10085262.Quản lý CS1: ref=harv (liên kết)
  52. ^ Burda, H.; Begall, S.; Cerveny, J.; Neef, J.; Nemec, P. (2009). “Extremely low-frequency electromagnetic fields disrupt magnetic alignment of ruminants”. Proceedings of the National Academy of Sciences. 106 (14): 5708–13. Bibcode:2009PNAS..106.5708B. doi:10.1073/pnas.0811194106. PMC 2667019. PMID 19299504.
  53. ^ “Biology: Electric cows”. Nature. 458 (7237): 389. 2009. Bibcode:2009Natur.458Q.389.. doi:10.1038/458389a.Quản lý CS1: ref=harv (liên kết)
  54. ^ Hert, J; Jelinek, L; Pekarek, L; Pavlicek, A (2011). “No alignment of cattle along geomagnetic field lines found”. Journal of Comparative Physiology. 197 (6): 677–682. doi:10.1007/s00359-011-0628-7.Quản lý CS1: ref=harv (liên kết) [1]
  55. ^ Hsu, Jeremy (9 tháng 5 năm 2014). “Electromagnetic Interference Disrupts Bird Navigation, Hints at Quantum Action”. IEEE Spectrum. Truy cập ngày 31 tháng 5 năm 2015.
  • Herndon, J. Marvin (1996) Substructure of the inner core of the Earth quyển 93, Issue 2, 646-648, 23 tháng 1 năm 1996, PNAS
  • Hollenbach, D. F. và J. M. Herndon (2001) Deep-Earth reactor: Nuclear fission, helium, and the geomagnetic field Bản trực tuyến trước bản in ngày 18 tháng 9 năm 2001, 10.1073/pnas.201393998, 25 tháng 9 năm 2001, quyển 98, số 20, PNAS

Đọc thêm

Liên kết ngoài

Lấy từ “https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Từ_trường_Trái_Đất&oldid=26528279”