الغلاف المغناطيسي للأرض: الخصائص ، الهيكل ، الغازات - جسدي - بدني - 2025

على الغلاف المغنطيسي للأرض هو المغلف المغناطيسي للكوكب ضد تيار الجسيمات المشحونة أن الشمس تنبعث باستمرار. وهو ناتج عن التفاعل بين المجال المغناطيسي الخاص به والرياح الشمسية.

إنها ليست خاصية فريدة للأرض ، حيث يوجد العديد من الكواكب الأخرى في النظام الشمسي التي لها مجال مغناطيسي خاص بها مثل: كوكب المشتري ، عطارد ، نبتون ، زحل أو أورانوس.

الشكل 1. الغلاف المغناطيسي للأرض وتفاعله مع الرياح الشمسية. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

هذا التيار من المادة الذي يتدفق من الطبقات الخارجية لنجمنا ، يفعل ذلك في شكل مادة مخلخلة تسمى البلازما. تعتبر هذه الحالة الرابعة للمادة ، على غرار الحالة الغازية ، لكن درجات الحرارة المرتفعة توفر شحنة كهربائية للجسيمات. يتكون بشكل أساسي من البروتونات والإلكترونات الحرة.

تصدر الهالة الشمسية هذه الجسيمات بكمية كبيرة من الطاقة بحيث يمكنها الهروب من الجاذبية في تدفق مستمر. إنها ما يسمى بالرياح الشمسية ، والتي لها مجالها المغناطيسي الخاص. يمتد تأثيرها في جميع أنحاء النظام الشمسي.

بفضل التفاعل بين الرياح الشمسية والمجال المغنطيسي الأرضي ، تتشكل منطقة انتقالية تحيط بالغلاف المغناطيسي للأرض.

الرياح الشمسية ، ذات الموصلية الكهربائية العالية ، مسؤولة عن تشويه المجال المغناطيسي للأرض ، وتضغطه على الجانب المواجه للشمس ، ويسمى هذا الجانب جانب النهار. على الجانب الآخر ، أو الجانب الليلي ، يتحرك الحقل بعيدًا عن الشمس وتمتد خطوطه لتشكل نوعًا من الذيل.

مميزات

- مناطق التأثير المغناطيسي

تعمل الرياح الشمسية على تعديل خطوط المجال المغناطيسي للأرض. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فسيتم توسيع الخطوط إلى ما لا نهاية ، كما لو كانت قضيبًا مغناطيسيًا. يؤدي التفاعل بين الرياح الشمسية والمجال المغناطيسي للأرض إلى ظهور ثلاث مناطق:

1) المنطقة بين الكواكب ، حيث يكون تأثير المجال المغناطيسي للأرض غير محسوس.

2) Magnetofunda أو Magnetoenvelope ، وهو المنطقة التي يحدث فيها التفاعل بين المجال الأرضي والرياح الشمسية.

3) الغلاف المغناطيسي ، هو منطقة الفضاء التي تحتوي على المجال المغناطيسي للأرض.

الغطاء المغناطيسي مقيد بسطحين مهمين للغاية: الإيقاف المغناطيسي والجزء الأمامي للصدمات.

الشكل 2. هيكل الغلاف المغناطيسي. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز.

نقطة التوقف المغناطيسية هي السطح الحدودي للغلاف المغناطيسي ، ما يقرب من 10 أنصاف أقطار الأرض على جانب النهار ، ولكن يمكن ضغطها بشكل أكبر ، خاصةً عندما يتم إلقاء كميات كبيرة من الكتلة من الإكليل الشمسي.

من جانبها ، فإن مقدمة الصدمة أو قوس الصدمة هو السطح الذي يفصل غلاف مغناطيسي عن المنطقة بين الكواكب. عند هذه الحافة حيث يبدأ الضغط المغناطيسي في إبطاء جزيئات الرياح الشمسية.

- داخل الغلاف المغناطيسي

في الرسم البياني في الشكل 2 ، في الغلاف المغناطيسي أو التجويف الذي يحتوي على المجال المغناطيسي للأرض ، يتم تمييز المناطق المتمايزة جيدًا:

- بلازما سفير

- لوح بلازما

- غراء مغناطيسي أو غراء مغناطيسي

- نقطة محايدة

كرة البلازما

الغلاف البلازمي هو منطقة تتكون من بلازما جزيئات من طبقة الأيونوسفير. الجسيمات القادمة مباشرة من الهالة الشمسية التي تمكنت من التسلل ستتوقف عند هذا الحد.

كلهم يشكلون بلازما ليست نشطة مثل تلك الموجودة في الرياح الشمسية.

تبدأ هذه المنطقة على ارتفاع 60 كم فوق سطح الأرض وتمتد حتى 3 أو 4 أضعاف نصف قطر الأرض ، بما في ذلك الأيونوسفير. يدور الغلاف البلازمي بجانب الأرض ويتداخل جزئيًا مع أحزمة Van Allen الإشعاعية الشهيرة.

صمغ مغناطيسي وورقة بلازما

ينشأ التغيير في اتجاه مجال الأرض بسبب الرياح الشمسية ، الذيل المغناطيسي ، وكذلك المنطقة المحصورة بين خطوط المجال المغناطيسي ذات الاتجاهات المتعاكسة: لوح البلازما ، المعروف أيضًا باسم الصفيحة الحالية ، من عدة أنصاف أقطار أرضية..

نقطة محايدة

أخيرًا ، النقطة المحايدة هي المكان الذي يتم فيه إلغاء شدة القوة المغناطيسية تمامًا. يظهر أحدهم في الشكل 2 ، ولكن هناك المزيد.

بين الجزء النهاري والليل من الإيقاف المغناطيسي ، هناك انقطاع ، يسمى الحدبة ، حيث تتلاقى خطوط القوة المغناطيسية نحو القطبين.

إنه سبب الأضواء الشمالية ، حيث أن جزيئات الرياح الشمسية تدور في دوامة تتبع الخطوط المغناطيسية. وهكذا تمكنوا من الوصول إلى الغلاف الجوي العلوي للقطبين ، مؤينين الهواء وتشكيل البلازما التي تنبعث منها ضوء ملون بألوان زاهية وأشعة سينية.

غازات

يحتوي الغلاف المغناطيسي على كميات ملحوظة من البلازما: غاز مؤين منخفض الكثافة يتكون من أيونات موجبة وإلكترونات سالبة ، بنسب تجعل الكل محايدًا تقريبًا.

كثافة البلازما متغيرة للغاية ، وتتراوح من 1 إلى 4000 جسيم لكل سنتيمتر مكعب ، حسب المنطقة.

تأتي الغازات التي تنشأ من بلازما الغلاف المغناطيسي من مصدرين: الرياح الشمسية والأيونوسفير الأرضي. تشكل هذه الغازات بلازما في الغلاف المغناطيسي مكونة من:

- الإلكترونات

- البروتونات و 4٪ من

- جسيمات ألفا (أيونات الهيليوم)

تنشأ تيارات كهربائية معقدة داخل هذه الغازات. تبلغ شدة تيار البلازما في الغلاف المغناطيسي حوالي 2 × 10 ²⁶ أيون في الثانية.

بنفس الطريقة ، إنه هيكل ديناميكي للغاية. على سبيل المثال ، داخل الغلاف البلازمي ، يكون عمر النصف للبلازما عدة أيام وتكون حركته دورانية بالدرجة الأولى.

في المقابل ، في المزيد من المناطق الخارجية من ورقة البلازما ، يكون عمر النصف ساعات وتعتمد حركته على الرياح الشمسية.

غازات الرياح الشمسية

تأتي الرياح الشمسية من الهالة الشمسية ، الطبقة الخارجية لنجمنا ، والتي تبلغ درجة حرارة بضعة ملايين كلفن. تنطلق دفعات من الأيونات والإلكترونات من هناك وتنتشر في الفضاء بمعدل 10 ⁹ كجم / ثانية أو 10 ³⁶ جسيمًا في الثانية.

يتم التعرف على الغازات شديدة السخونة التي تأتي من الرياح الشمسية من خلال محتواها من أيونات الهيدروجين والهيليوم. تمكن جزء واحد من دخول الغلاف المغناطيسي من خلال فترة الإيقاف المغناطيسي ، من خلال ظاهرة تسمى إعادة الاتصال المغناطيسي.

تشكل الرياح الشمسية مصدرًا لفقدان المادة والزخم الزاوي للشمس ، وهو جزء من تطورها كنجم.

الغازات من الأيونوسفير

المصدر الرئيسي للبلازما في الغلاف المغناطيسي هو الأيونوسفير. هناك الغازات السائدة هي الأكسجين والهيدروجين اللذان يأتيان من الغلاف الجوي للأرض.

في الأيونوسفير يخضعون لعملية تأين بسبب الأشعة فوق البنفسجية وغيرها من الإشعاعات عالية الطاقة ، ومعظمها من الشمس.

إن بلازما الأيونوسفير أبرد من تلك الموجودة في الرياح الشمسية ، إلا أن جزءًا صغيرًا من جسيماتها السريعة قادر على التغلب على الجاذبية والمجال المغناطيسي ، وكذلك دخول الغلاف المغناطيسي.

المراجع

1. مكتبة ILCE الرقمية. الشمس والأرض. علاقة عاصفة. تم الاسترجاع من: Bibliotecadigital.ilce.edu.mx.
2. وعاء. ذيل الغلاف المغناطيسي. تم الاسترجاع من: spof.gsfc.nasa.gov.
3. وعاء. المغنطيسية. تم الاسترجاع من: spof.gsfc.nasa.gov.
4. اوستر ، ل. 1984. علم الفلك الحديث. افتتاحية Reverté.
5. ويكيبيديا. الغلاف المغناطيسي. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org.
6. ويكيبيديا. الرياح الشمسية. تم الاسترجاع من: es.wikipedia.org.