Магнитосфера

  Самой внешней и протяжённой оболочкой Земля (планета) является магнитосфера — область околоземного пространства, физические свойства которой определяются магнитным полем Земля (планета) и его взаимодействием с потоками заряженных частиц.

  Исследования, проведённые при помощи космических зондов и искусственных спутников Земля (планета), показали, что Земля (планета) постоянно находится в потоке корпускулярного излучения Солнца (т. н. солнечный ветер). Он образуется благодаря непрерывному расширению (истечению) плазмы солнечной короны и состоит из заряженных частиц (протонов, ядер и ионов гелия, а также более тяжёлых положительных ионов и электронов). У орбиты Земля (планета) скорость направленного движения частиц в потоке колеблется от 300 до 800 км/сек. Солнечная плазма несёт с собой магнитное поле, напряжённость которого в среднем равна 4,8-10^-За/м (6·10^-5э).

При столкновении потока солнечной плазмы с препятствием — магнитным полем Земля (планета) — образуется распространяющаяся навстречу потоку ударная волна (рис.), фронт которой со стороны Солнца в среднем локализован на расстоянии 13—14 радиусов Земля (планета) (R_Å) от её центра. За фронтом ударной волны следует переходная область толщиной ~ 20 тыс. км, где магнитное поле солнечной плазмы становится неупорядоченным, а движение её частиц — хаотичным. температура плазмы в этой области повышается примерно с 200 тыс. градусов до ~ 10 млн. градусов.

  Переходная область примыкает непосредственно к магнитосфере Земля (планета), граница которой — магнитопауза — проходит там, где динамическое давление солнечного ветра уравновешивается давлением магнитного поля Земля (планета); она расположена со стороны Солнца на расстоянии ~ 10—12 R (_Å) (70—80 тыс. км) от центра Земля (планета), её толщина ~ 100 км. Напряжённость магнитного поля Земля (планета) у магнитопаузы ~ 8·10^-2а/м (10^-3э), т. е. значительно выше напряжённости поля солнечной плазмы на уровне орбиты Земля (планета) Потоки частиц солнечной плазмы обтекают магнитосферу и резко искажают на значительных расстояниях от Земля (планета) структуру её магнитного поля. Примерно до расстояния 3 R_Å от центра Земля (планета) магнитное поле ещё достаточно близко к полю магнитного диполя (напряжённость поля убывает с высотой ~¹/_R3Å). Регулярность поля здесь нарушают лишь магнитные аномалии (влияние наиболее крупных аномалий сказывается до высот ~0,5R_Å) над поверхностью Земля (планета)). На расстояниях, превышающих 3 R_Å), магнитное поле ослабевает медленнее, чем поле диполя, а его силовые линии с солнечной стороны несколько прижаты к Земля (планета) Линии геомагнитного поля, выходящие из полярных областей Земля (планета), отклоняются солнечным ветром на ночную сторону Земля (планета) Там они образуют «хвост», или «шлейф», магнитосферы протяжённостью более 5 млн. км. Пучки магнитных силовых линий противоположного направления разделены в хвосте областью очень слабого магнитного поля (нейтральным слоем), где концентрируется горячая плазма с температурой в млн. градусов.

Упругие свойства вещества Земли в зависимости от глубины: Е — модуль Юнга; К — модуль всестороннего сжатия: m — модуль сдвига; s — коэффициент Пуассона. Части кривых, обозначенные пунктирными линиями, показывают предполагаемый ход кривых в общих чертах.

  Магнитосфера реагирует на проявления солнечной активности, вызывающей заметные изменения в солнечном ветре и его магнитном поле. Возникает сложный комплекс явлений, получивший название магнитной бури. При бурях наблюдается непосредственное вторжение в магнитосферу частиц солнечного ветра, происходит нагрев и усиление ионизации верхних слоев атмосферы, ускорение заряженных частиц, увеличение яркости полярных сияний, возникновение электромагнитных шумов, нарушение радиосвязи на коротких волнах и т.д. В области замкнутых линий геомагнитного поля существует магнитная ловушка для заряженных частиц. Нижняя её граница определяется поглощением захваченных в ловушку частиц атмосферой на высоте несколько сот км, верхняя практически совпадает с границей магнитосферы на дневной стороне Земля (планета), несколько снижаясь на ночной стороне. Потоки захваченных в ловушку частиц высоких энергий (главным образом протонов и электронов) образуют т. н. Радиационный пояс Земли. Частицы радиационного пояса представляют значительную радиационную опасность при полётах в космос.

  Б. А. Тверской, Ю. Н. Дрожжин.

 

Земля (от общеславянского зем — пол, низ), третья по порядку от Солнца планета Солнечной системы, астрономический знак Å или, ♀.

I. Введение
II. Земля как планета.
III. Строение Земли
Магнитосфера
Атмосфера
Гидросфера
«Твёрдая» Земля
Биосфера
Географическая оболочка
IV. Геологическая история и эволюция жизни на Земле.
  Геологическая история Земли
История развития органического мира
V. Человек и Земля