المحتويات
يحيط بالارض مجال مغناطيسي
المغناطيسية الأرضية أو المجال المغناطيسي الأرضي أو الحقل المغناطيسي الأرضي هناك نظريات عديدة منها التي تقول بأن الأرض تحتوي على رواسب كثيرة من خامات الحديد وبعض هذه الرواسب عبارة عن حديد نقي تقريباً. يُعتقد أنه في أحقاب قديمة تمغنطت جميع هذه الرواسب الحديدية تدريجياً في اتجاه واحد، فكونت مغناطيسا دائما كبير جداً.
هناك نظرية أخرى تبين أن المغناطيسية الأرضية نُشِئَت إثر تيارات كهربائية شديدة تسري في القلب الخارجي السائلي للأرض حيث تتكون من حديد منصهر شديد التوصيل، ينشأ عنها مجال مغناطيسي يعمل بدوره على توليد تيار كهربائي وتعمل بدورها (المغناطيسية الأرضية) أيضا على تخليق مجال مغناطيسي طبقا لقانون أمبير (أي أن أي تغير يَحْدُثُ في المجال الكهربائي يُحْدِثُ مجالاً مغناطيسياً (قانون فاراداي)، إضافة إلى تأثيرات المجالات الكهربائية والمجالات المغناطيسية (قوة لورنتس) على الشحنات التي تسري في التيارات الكهربائية.
تلك النظرية هي التي يتقبلها كثير من العلماء وفي إمكانها تفسير انقلابات المجال المغناطيسي للأرض عبر عدة عصور قديمة، حيث تبين البحوث الجيولوجية أن القطب الشمالي كان قطبا جنوبيا والقطب الجنوبي كان شماليا، ومن تلك الانقلابات انقلاب حدث قبل نحو 780.000 سنة.
المجال المغناطيسي للأرض
المجال المغناطيسي للأرض ثنائي الأقطاب، أي أنه يحتوي على قطبين شمالي وجنوبي على سطح الأرض، وفي القرن التاسع قام عالم الرياضيات والفلك الألماني كارل فريدريش غاوس بدراسة المجال المغناطيسي للأرض، ووصل إلى أن أقطابه أصلها داخل الأرض بدلًا من خارجها، ولقد أثبت أيضًا بأن هذا المجال يتناسب عكسيا مع مربع نصف قطر الأرض، وهذا الإستنتاج قاد العلماء إلى التوصل إلى أصل الحقل المغناطيسي للأرض من خلال نظريات عدة منها ، على الرغم من أن الأرض تتكون من معادن مختلفة معظمها من عنصري الحديد والنيكل، وبالإضافة إلى احتوائها على معادن ثقيلة مثل: الذهب والبلاتين واليورانيوم، ومعظم هذه المعادن لها خواص مغناطيسية ولكنها تفقدها؛ بسبب الحرارة العالية جدًا الموجودة في باطن الأرض لذلك لا تعد سببًا للمجال المغناطيسي للأرض، وإنما سببه نتيجة تأثير الدينامو ويحدث ذلك عندما تولد المعادن المنصهرة المتدفقة في باطن الأرض تيارًا كهربائيًا وبما أن الأرض تدور حول محورها فيؤدي ذلك إلى إنتاج مجالًا مغناطيسيًا.
أهمية المجال المغناطيسي للأرض
تنتقل خطوط المجال المغناطيسي الأرضي من القطب الشمالي إلى القطب الجنوبي في كل قطب، وبذلك تكون هذه الخطوط رأسية بشكل تقريبي، وعلى على الرغم من عدم وجود شريط مغناطيسي داخل الأرض، إلا أنّه يحيط حول كوكب الأرض بأكمله منطقة تحميه تسمى بالغلاف المغناطيسي حيث أنه يحمي هذا الكوكب من الإشعاع الكوني الضار والرياح الشمسية والمجال المغناطيسي مسؤول عن حدوث ظاهرة الشفق القطبي الجميلة التي يمكن مشاهدتها عند خطوط العرض العليا عند نصفي الكرة الشمالي والجنوبي.
كيفية قياس المجال المغناطسي للأرض
يمكن قياس المجال المغناطيسي للأرض بطرق مختلفة، تتضمن أبسطها باستخدام البوصلة التي لا تزال مستخدمة حتى يومنا وهي جهاز يتكون من إبرة ممغنطة بشكل دائم ومتوازنة مع المحور في المستوى الأفقي، وفي حالة وجود مجال مغناطيس ينحرف مؤشر هذه الإبرة باتجاه الحقل المغناطيسي وبذلك يمكن قياس زاوية الميل، ومن الممكن أيضًا قياس حجم المجال الأفقي ويحدث ذلك بواسطة حساب فترة تذبذب الإبرة والتي تعتمد على خصائصها وعلى قوة الحقل المغناطيسي، وتم خلال السنوات الأخيرة استخدام طرق أخرى حديثة لقياس المجال المغناطيسي للأرض تتضمن إحدها استخدام مقياس المغناطيسية والذي يستخدم الخواص المغناطيسية للبروتونات في سائل مثل البنزين، ويحدث أن تتجه البروتونات حول حقل مغناطيسي قوي ينتجه ملف خارجي فتصبح هذه البروتونات ممغنطة ومن ثم يتم إيقاف المجال المغناطيسي بشكل مفاجئ حينها تحاول البروتونات أن تدور مع المجال الأرضي بتردد معين ينتج عن ذلك جهد كهربائي ضعيف يتم قياسه بواسطة الملف الخارجي وبذلك يتم تحديد مقدار قوة المجال المغناطيسي.