Osnovni elementi zemeljskega magnetizma. Zemeljski magnetizem

Na glavne značilnosti magnetno polje Zemlja, ki jo imenujemo elementi zemeljskega magnetizma, vključuje: napetost (Нт), horizontalno (Н) ​​in vertikalno (Z) komponento vektorja skupne napetosti Нт, magnetna deklinacija(D) in naklon (I). Smer vektorja skupne napetosti določa smer magnetnih silnic, to je črt, v vsaki točki katerih je vektor Nt usmerjen tangencialno nanje. Magnetna deklinacija je kot med smerjo geografskega poldnevnika in vektorjem H (oz. smerjo magnetnega poldnevnika). Če magnetna igla odstopa v desno od geografskega poldnevnika, se deklinacija imenuje vzhodna (ali pozitivna), če je v levo, potem bo deklinacija zahodna (negativna). Naklon je kot med vodoravna ravnina in vektor skupne intenzivnosti N t. Vrednost I se spreminja od –90 0 (južna polobla) do +90 0 (. Severna polobla Torej, ko je vektor Ht usmerjen proti površini Zemlje, se naklon šteje za pozitiven, od Zemlje navzgor pa za negativen.

Elementi zemeljskega magnetizma se merijo na različnih točkah sveta med magnetnimi raziskavami na kopnem, v morjih, oceanih in ozračju. Prva magnetna raziskava v Rusiji je bila izvedena leta 1586 na ustju reke Pechora. Do leta 1917 je bilo že 8000 raziskav; v obdobju 1931 – 1936 Izvedena je bila generalna magnetna raziskava, v kateri je bilo opravljenih 12.000 meritev. Do leta 1950 je število magnetometričnih točk doseglo 26.000. Rezultati meritev so predstavljeni v obliki magnetnih kart, ki odražajo prostorsko porazdelitev katerega koli elementa (H, Z, D, I) v izolinijah. Prvi zemljevid je zgradil Halley (1700). Zemljevidi so izdelani za regije in svet kot celoto v določenem trenutku, sredina leta (1. julij) je bila izbrana kot tak trenutek - to je t.j. imenujemo magnetna epoha. Zemljevide sveta sestavljajo Anglija, Rusija in ZDA. Poleg zemljevidov se sestavlja katalog magnetnih podatkov.

Izolinije vrednosti D se imenujejo izogoni. Zemljevid izogona je podoben poteku meridianov: izogoni izhajajo iz enega območja in se stekajo v drugem, skoraj nasprotnem. Razlika od meridianov, ki se stekajo blizu polov, je v tem, da sta na vsaki hemisferi dve območji konvergence izogonov: eno je magnetni pol, drugo je geografski pol. Tam se vrednosti D spreminjajo znotraj ±180 0.

Črte enake vrednosti I – izokline. Izoklinični zemljevidi so družina zemljepisnih krivulj. Ničelna izoklina (magnetni ekvator) gre okrog Zemlja v bližini ekvatorja, ki se od njega odmika za 15 0 v območju Južne Amerike V območju južnega magnetnega pola (severna polobla) I = +90 0, v območju severnega magnetnega pola (južna polobla) I =. -90 0.

Črte enakih vrednosti H in Z so izodine. Izodine (Z) karte ponavljajo karte izokline: na magnetnem ekvatorju Z = 0; na polih Z = N t = 48-55 A/m. Vrednosti horizontalne komponente Нт – Н se spreminjajo od Н = 0 na polih do Н = 32 A/m na magnetnem ekvatorju, kjer je Н = Нт.

Zemljevidi Isopore prikazujejo stopnjo premika katerega koli EEM. Obdobje popolnega kroženja MPZ je približno 2 tisoč let.

Prve predstave o oblikah in velikostih Zemlje so se pojavile že v antiki. Starodavni misleci (Pitagora – V stoletje pr. Kr., Aristotel – III stoletje pr. n. št. in drugi) so izrazili idejo, da ima naš planet sferično obliko.

Zemlja ni simetrična glede na ekvator: Južni pol nahaja se bližje ekvatorju kot severni. Zemlja ni dvoosni, temveč triosni elipsoid.

Trenutno se za izračune vzame figura Zemlje Elipsoid Krasovskega. Po teh podatkih ekvatorialni polmer Zemlja ima 6.378,245 km, polarni radij – 6.356,863 km, polarna kompresija – 1/298,25. Prostornina Zemlje je 1,083 10 12 km 3, masa pa – 6·10 27 g Gravitacijski pospešek na polu je 983, na ekvatorju 978 cm/s 2. Zemljina površina je približno 510 milijonov km 2, od tega je 70,8 % Svetovni ocean in 29,2 % – zemljišče. Obstaja asimetrija v porazdelitvi oceanov in celin. Na severni polobli je to razmerje 61, na južni pa 39 % – 81 in 19 %.

NOTRANJA STRUKTURA. Značilnosti zemeljskih plasti.

Zemlja ima tako kot mnogi drugi planeti večplastno notranjo zgradbo. Naš planet je sestavljen iz treh glavnih plasti. Notranji sloj- to je jedro, zunanje je zemeljska skorja, med njima pa je plašč.

Jedro je osrednji del Zemlje in se nahaja na globini 3000-6000 km. Polmer jedra je 3500 km. Po mnenju znanstvenikov je jedro sestavljeno iz dveh delov: zunanjega - verjetno tekočega, in notranjega - trdnega. Temperatura jedra je približno 5000 stopinj. Moderne predstave o jedru našega planeta so pridobili z dolgotrajnimi raziskavami in analizo pridobljenih podatkov. Tako je bilo dokazano, da v jedru planeta vsebnost železa doseže 35%, kar določa njegove značilne seizmične lastnosti. Zunanji del jedra predstavljajo vrteči se tokovi niklja in železa, ki dobro prevajata elektriko.

Izvor zemeljskega magnetnega polja je povezan prav s tem delom jedra, saj nastane globalno magnetno polje električni tokovi, ki teče tekoča snov zunanje jedro. Zaradi zelo visoke temperature ima zunanje jedro pomemben vpliv na področja plašča, ki so z njim v stiku. Ponekod nastajajo ogromni toplotni in masni tokovi, usmerjeni proti Zemljinemu površju. Notranje jedro Zemlja je trdna, tudi ima visoka temperatura. Znanstveniki menijo, da takšno stanje notranjosti jedra zagotavlja zelo visok pritisk v središču Zemlje, ki doseže 3 milijone atmosfer. Z večanjem oddaljenosti od zemeljskega površja se povečuje stiskanje snovi, od katerih jih veliko preide v kovinsko stanje.

Vmesna plast - plašč - pokriva jedro. Plašč zavzema približno 80% prostornine našega planeta, je največ večina Zemlja. Plašč se nahaja navzgor od jedra, vendar ne doseže zemeljske površine; od zunaj je v stiku z zemeljsko skorjo. V bistvu je material plašča v trdnem stanju, razen zgornje viskozne plasti, debele približno 80 km. To je astenosfera, prevedeno iz grški jezik pomeni "šibka žoga". Po mnenju znanstvenikov se material plašča nenehno premika. Kot oddaljenost od zemeljska skorja proti jedru prehaja snov plašča v gostejše stanje.

Na zunanji strani plašč prekriva zemeljska skorja – močna zunanja lupina. Njegova debelina se spreminja od nekaj kilometrov pod oceani do več deset kilometrov v gorskih verigah. Zemljina skorja predstavlja le 0,5 % skupna masa našega planeta. Sestava lubja vključuje okside silicija, železa, aluminija, alkalijske kovine. Celinska skorja je razdeljena na tri plasti: sedimentno, granitno in bazaltno. Oceansko skorjo sestavljajo sedimentne in bazaltne plasti.

Zemljino litosfero tvori zemeljska skorja skupaj z zgornjo plastjo plašča. Litosfera je sestavljena iz tektonskih litosferske plošče, za katere se zdi, da "drsijo" po astenosferi s hitrostjo od 20 do 75 mm na leto. Litosferske plošče, ki se premikajo relativno druga proti drugi, so različne velikosti, kinematiko gibanja pa določa tektonika plošč.

ZEMELJSKI MAGNETIZEM, NJEGOV POMEN. ELEMENTI ZEMELJSKEGA MAGNETIZMA.

Zemlja je ogromen magnet s severnim NM in južnim SM poloma. Poleg tega magnetni poli ne samo, da se ne ujemajo s pravimi ali zemljepisnimi, ampak se tudi, kakor kažejo opazovanja, sčasoma spreminja njihovo mesto.

Sila, s katero zemeljsko magnetno polje deluje na enoto magnetne mase, ki je v danem polju, se imenuje jakost magnetnega polja in je označen z vektorjem, usmerjenim v katero koli točko zemeljskega magnetnega polja vzdolž tangent na silnice.

Sila zemeljskega magnetizma, ki deluje na kateri koli točki splošni primer lahko razčlenimo na dve komponenti - vodoravno in navpično.

Vsi elementi zemeljskega magnetizma se skozi čas spreminjajo, zato zemljevidi vodijo do določenega leta in so označeni z letnimi spremembami elementov zemeljskega magnetizma.

Magnetna deklinacija v navigaciji ima najvišjo vrednost, saj ga je treba upoštevati pri določanju prave smeri na morju pri uporabi magnetnega kompasa.

Delovanje magnetnega kompasa temelji na uporabi zemeljskega magnetnega polja, igla magnetnega kompasa pa je nameščena na navpična os, ima praktično eno prostostno stopnjo okoli te osi in je nastavljen v smeri vodoravne komponente zemeljskega magnetizma. Vrednost te komponente je določena z izrazom H = T cos 0 (glej sliko 12) in označuje velikost sile, ki drži iglo kompasa v ravnini magnetnega poldnevnika.

ZEMELJSKI MAGNETIZEM (geomagnetizem), magnetno polje Zemlje in okolice vesolje; veja geofizike, ki preučuje zemeljsko magnetno polje in z njim povezane pojave (magnetizem skale, telurski tokovi, aurore, tokovi v ionosferi in magnetosferi Zemlje).

Zgodovina preučevanja zemeljskega magnetnega polja. Obstoj magnetizma je znan že od antičnih časov. Menijo, da se je prvi kompas pojavil na Kitajskem (datum njegovega pojava je sporen). Konec 15. stoletja, med potovanjem H. Kolumba, je bilo ugotovljeno, da je magnetna deklinacija različna za različne točke na zemeljskem površju. To odkritje je pomenilo začetek razvoja znanosti o zemeljskem magnetizmu. Leta 1581 je angleški raziskovalec R. Norman predlagal, da se igla kompasa na določen način obrača s silami, katerih izvor se nahaja pod površjem Zemlje. Naslednji pomemben korak je bil pojav leta 1600 knjige W. Gilberta »O magnetu, magnetna telesa in o velikem magnetu – Zemlji«, kjer je bila podana ideja o vzrokih za nastanek zemeljskega magnetizma. Leta 1785 se je začel razvoj metode za merjenje jakosti magnetnega polja, ki temelji na metodi navora, ki jo je predlagal C. Coulomb. Leta 1839 je K. Gauss teoretično utemeljil metodo merjenja horizontalne komponente vektorja magnetnega polja planeta. V začetku 20. stoletja je bila določena povezava med Zemljinim magnetnim poljem in njegovo zgradbo.

Kot rezultat opazovanj je bilo ugotovljeno, da je magnetizacija globusa bolj ali manj enakomerna, Zemljina magnetna os pa je blizu njene vrtilne osi. Kljub relativno velika prostornina eksperimentalni podatki in številni teoretično raziskovanje, vprašanje izvora zemeljskega magnetizma ni povsem rešeno. Do začetka 21. stoletja so opazovane lastnosti zemeljskega magnetnega polja začeli povezovati s fizikalnim mehanizmom hidromagnetnega dinama (glej Magnetna hidrodinamika), po katerem je začetno magnetno polje, ki je prodrlo v zemeljsko jedro iz medplanetarnega prostora. se lahko krepijo in oslabijo zaradi gibanja snovi v tekočem jedru planeta. Za izboljšanje polja zadostuje prisotnost določene asimetrije takšnega gibanja. Proces ojačanja se nadaljuje, dokler povečanje izgub za segrevanje medija zaradi povečanja jakosti toka ne uravnoteži dotoka energije, ki prihaja zaradi njegovega hidrodinamičnega gibanja. Podoben učinek opazimo pri ustvarjanju električnega toka in magnetnega polja v samovzbujenem dinamu.

Moč zemeljskega magnetnega polja. Značilnost katerega koli magnetnega polja je vektor njegove jakosti H - vrednost, ki ni odvisna od medija in je številčno enaka magnetni indukciji v vakuumu. Zemljino lastno magnetno polje (geomagnetno polje) je vsota ustvarjenih polj različnih virov. Splošno sprejeto je, da na površju planeta magnetno polje H T sestavljajo: polje, ki ga ustvarja enotna magnetizacija globusa (dipolno polje, H 0); polje, povezano s heterogenostjo globokih plasti sveta (polje globalnih anomalij, H a); polje zaradi magnetizacije zgornji deli zemeljska skorja (H k); polje imenovano zunanji razlogi(N V); polja variacij (δН), povezana tudi z viri zunaj sveta: Н Т = Н о + Н к + Н а + Н в + δН. Vsota polj H 0 + H k tvori glavno magnetno polje Zemlje. Njegov prispevek k opazovanemu polju na površini planeta je več kot 95-odstoten. Anomalno polje H a (prispevek H a k H t je približno 4 %) je razdeljeno na polje regionalne narave (regionalna anomalija), ki sega do velike površine in polje lokalnega značaja (lokalna anomalija). Vsoto polj H 0 + N k + N a pogosto imenujemo normalno polje (H n). Ker je H in majhen v primerjavi s H o in H k (približno 1 % H t), normalno polje praktično sovpada z glavnim magnetnim poljem. Dejansko opazovano polje (minus polje variacij δH) je vsota normalnega in nenormalnega magnetnega polja: N t = N n + H a. Problem delitve polja na zemeljskem površju na ta dva dela je negotov, saj se delitev lahko izvede neskončno število načine. Za nedvoumno rešitev tega problema so potrebne informacije o virih vsake od komponent zemeljskega magnetnega polja. Do začetka 21. stoletja je bilo ugotovljeno, da so viri nepravilnega magnetnega polja magnetizirane kamnine, ki se nahajajo na globinah, majhnih v primerjavi s polmerom Zemlje. Izvor glavnega magnetnega polja se nahaja na globini več kot polovice polmera Zemlje. Številni eksperimentalni podatki nam omogočajo konstrukcijo matematični model magnetnega polja Zemlje, ki temelji na uradni študiji njegove strukture.

Elementi zemeljskega magnetizma. Za razgradnjo vektorja Ht na komponente običajno uporabljajo pravokotni sistem koordinira z izhodiščem na merilni točki polja O (slika). V tem sistemu je os Ox usmerjena v smeri geografskega poldnevnika proti severu, os Oy je usmerjena v smeri vzporednika proti vzhodu, os Oz pa je usmerjena od zgoraj navzdol proti središču globus. Projekcija HT na os Ox se imenuje severna komponenta polja, projekcija na os Oy je vzhodna komponenta, projekcija na os Oz pa navpična komponenta; označeni so z X, Y, Z. Projekcija H t na ravnino xy je označena z H in se imenuje vodoravna komponenta polja. Navpična ravnina, ki poteka skozi vektor H t in os Oz, se imenuje ravnina magnetnega poldnevnika, kot med geografskim in magnetnim meridianom pa je magnetna deklinacija, ki jo označimo z D. Če je vektor H odklonjen od smeri os Ox na vzhodu, bo deklinacija pozitivna (vzhodna deklinacija) , in če je na zahodu - negativna (zahodna deklinacija). Kot med vektorjema Н in Нт v ravnini magnetnega poldnevnika imenujemo magnetna inklinacija in ga označimo z I. Naklon I je pozitiven, ko je vektor Nt usmerjen navzdol od zemeljsko površje, ki se dogaja na severni polobli Zemlje in je negativen, ko je Ht usmerjen navzgor, to je v Južna polobla. Deklinacija, naklon, vodoravna, navpična, severna, vzhodna komponenta se imenujejo elementi zemeljskega magnetizma, ki jih lahko štejemo za koordinate konca vektorja H t v različne sisteme koordinate (pravokotne, cilindrične in sferične).

Nobeden od elementov zemeljskega magnetizma ne ostane konstanten skozi čas: njihova velikost se spreminja iz ure v uro in iz leta v leto. Takšne spremembe imenujemo variacije elementov zemeljskega magnetizma (glej Magnetne variacije). Spremembe, ki se zgodijo v kratkem času (približno en dan), so periodične; njihove periode, amplitude in faze so izjemno raznolike. Spremembe povprečnih letnih vrednosti elementov so monotone; njihova periodičnost se razkrije šele po zelo dolgem opazovalnem obdobju (vrste več deset in sto let). Počasne spremembe magnetne indukcije imenujemo sekularne spremembe; njihova vrednost je približno 10 -8 T/leto. Sekularne variacije elementov so povezane z viri polja, ki ležijo znotraj zemeljske oble in so posledica istih razlogov kot zemeljsko magnetno polje samo. Bežne spremembe periodične narave povzročajo električni tokovi v okolju blizu Zemlje (glej ionosfera, magnetosfera) in se zelo razlikujejo po amplitudi.

Sodobne študije zemeljskega magnetnega polja. Do začetka 21. stoletja je bilo običajno identificirati naslednje razloge, ki povzročajo zemeljski magnetizem. Izvor glavnega magnetnega polja in njegovih sekularnih variacij se nahaja v jedru planeta. Nenormalno polje je posledica kombinacije virov v tankem zgornji sloj, ki se imenuje magnetno aktivna lupina Zemlje. Zunanje polje je povezano z viri v vesolju blizu Zemlje. Polje zunanjega izvora imenujemo spremenljivka elektromagnetno polje Zemlja, saj ni samo magnetna, ampak tudi električna. Glavna in nepravilna polja se pogosto združujejo pod skupnim izrazom "konstantno geomagnetno polje".

Osnovna študijska metoda geomagnetno polje- neposredno opazovanje prostorske porazdelitve magnetnega polja in njegovih variacij na površju Zemlje in v obzemeljskem prostoru. Opazovanja se nanašajo na meritve elementov zemeljskega magnetizma na različnih točkah vesolja in se imenujejo magnetne raziskave. Glede na lokacijo snemanja jih delimo na zemeljske, morske (hidromagnetne), zračne (aeromagnetne) in satelitske. Glede na velikost ozemlja, ki ga raziskovanje zajema, ločimo globalno, regionalno in lokalno raziskovanje. Glede na elemente, ki jih merimo, delimo raziskave na modularne (T- ankete, pri katerih se meri modul vektorja polja) in komponentne (merimo le eno ali več komponent tega vektorja).

Na zemeljsko magnetno polje vpliva tok sončne plazme - sončni veter. Kot posledica interakcije sončnega vetra z zemeljskim magnetnim poljem nastane zunanja meja bližnjezemeljskega magnetnega polja (magnetopavza), ki omejuje zemeljsko magnetosfero. Oblika magnetosfere se nenehno spreminja pod vplivom sončnega vetra, katerega del energije prodre vanjo in se prenese na trenutne sisteme, ki obstajajo v bližnjem zemeljskem prostoru. Spremembe zemeljskega magnetnega polja skozi čas, ki jih povzroči delovanje teh tokovnih sistemov, imenujemo geomagnetne variacije in se razlikujejo tako po trajanju kot po lokalizaciji. Veliko jih je različne vrste začasne variacije, od katerih ima vsaka svojo morfologijo. Pod vplivom sončnega vetra se zemeljsko magnetno polje popači in pridobi "sled" v smeri od Sonca, ki se razteza na stotine tisoč kilometrov in presega orbito Lune.

Dipol magnetni moment Zemlja ima približno 8·10 22 A·m 2 in se nenehno zmanjšuje. Povprečna indukcija geomagnetnega polja na površini planeta je približno 5·10 -5 T. Glavno zemeljsko magnetno polje (na razdalji manj kot tri radije Zemlja od svojega središča) je po obliki blizu polja ekvivalenta magnetni dipol, katerega središče je premaknjeno glede na središče Zemlje za približno 500 km v smeri točke s koordinatami 18° severne zemljepisne širine in 147,8° vzhodne dolžine. Os tega dipola je nagnjena proti osi vrtenja Zemlje za 11,5°. Geomagnetni poli so ločeni z enakim kotom od ustreznih geografskih polov. Poleg tega se južni geomagnetni pol nahaja na severni polobli.

Obsežna opazovanja sprememb elementov zemeljskega magnetizma se izvajajo v magnetnih observatorijih, ki tvorijo globalno mrežo. Spremembe geomagnetnega polja beležijo posebni instrumenti, podatke meritev obdelajo in pošiljajo v svetovne zbirne centre. Za vizualna predstavitev slike prostorske porazdelitve elementov zemeljskega magnetizma, izdelava kart izolinij, to je krivulj, ki povezujejo točke na karti z enake vrednosti enega ali drugega elementa zemeljskega magnetizma (glej karte). Krivulje, ki povezujejo točke enakih magnetnih deklinacij, imenujemo izogone, krivulje enakih magnetnih inklinacij imenujemo izokline, enake vodoravne ali navpične, severne ali vzhodne komponente vektorja Ht pa izodinamike ustreznih komponent. Črte enakih sprememb polja običajno imenujemo izopore; črte enakih vrednosti polja (na zemljevidih ​​​​anomalnega polja) so izoanomalije.

Rezultati študij zemeljskega magnetizma se uporabljajo za preučevanje Zemlje in okolice. Meritve intenzitete in smeri magnetizacije kamnin omogočajo presojo spreminjanja geomagnetnega polja skozi čas, kar je ključna informacija za določanje njihove starosti in razvoj teorije litosferskih plošč. Podatki o geomagnetnih variacijah se uporabljajo pri magnetnem raziskovanju rudnin. V bližnjem zemeljskem prostoru, na razdalji tisoč ali več kilometrov od površine Zemlje, se njeno magnetno polje odkloni kozmični žarkiščiti vse življenje na planetu pred močnim sevanjem.

Lit.: Yanovsky B. M. Zemeljski magnetizem. L., 1978; Kalinin Yu D. Sekularne geomagnetne variacije. Novosibirsk, 1984; Kolesova V. I. Analitske metode magnetna kartografija. M., 1985; Parkinson W. Uvod v geomagnetizem. M., 1986.

Z magnetnega vidika je Zemlja ogromen, vendar šibek magnet z dvema poloma.

Zemljini magnetni poli se nahajajo relativno blizu geografskih. Opazovanja kažejo, da magnetni poli ne ostanejo nepremični,
in postopoma spreminjajo svoj položaj glede na geografska pola. Tako je bil leta 1600 severni magnetni pol od geografskega oddaljen 1300 km, trenutno pa je oddaljen približno 2000 km. Geografske koordinate magnetni poli leta 1965 so bili: za sever = 72° N, ? = 96° Z, za jug? = 70° J, ? =150° V.

Menijo, da je pozitivni magnetizem koncentriran na južnem magnetnem polu, negativni magnetizem pa na severnem. Prostor okoli Zemlje je prežet z magnetnimi silnicami, ki izhajajo iz južnega magnetnega pola, obkrožijo celotno zemeljsko oblo in se zaprejo na severu (sl.)

Zemljino magnetno polje na vsaki točki je označeno z velikostjo njegove jakosti T , tj. sila, ki deluje na enoto pozitivnega magnetizma, in smer te sile. Vektor T
usmerjen tangencialno na električni vod. Zato, če v nekem trenutku A postavite prosto visečo magnetno iglo, njena os bo v smeri vektorja T . V tem primeru bo magnetna igla nagnjena glede na ravnino obzorja in zavrnjena
stran od ravnine pravega poldnevnika.

Navpični kot med osjo prosto viseče magnetne igle in vodoravno ravnino imenujemo magnetna akumulacija jaz . Na magnetnih polih je naklon največji in enak 90°, ko se odmikate od polov, se zmanjšuje, na primer v Murmansku 77°, v Odesi 62° itd., dokler ne doseže 0°. Množica točk na zemeljski površini, kjer je magnetna inklinacija enaka 0, se imenuje magnetni ekvator. Magnetni ekvator je nepravilna krivulja, ki seka zemeljski ekvator v dveh točkah.

Navpična ravnina, ki poteka skozi os prosto viseče magnetne igle, se imenuje ravnina magnetnega poldnevnika. Na presečišču z ravnino pravega obzorja ta ravnina tvori črto magnetnega poldnevnika ali preprosto magnetni poldnevnik N M -S M.

Na splošno ravnina magnetnega poldnevnika ne sovpada z ravnino pravega poldnevnika. Kot, za katerega ravnina magnetnega poldnevnika odstopa od ravnine pravega poldnevnika na dani točki zemeljske površine, se imenuje magnetna deklinacija. d.

Magnetna deklinacija se meri v ravnini obzorja od severnega dela pravega poldnevnika proti vzhodu ali zahodu do severnega dela magnetnega poldnevnika. Hkrati, če Severni del magnetni poldnevnik odstopa od pravega poldnevnika na E, potem se deklinaciji dodeli ime E (jedro) ali znak plus; če na W, potem W (messenger) ali znak minus. (riž)

Vrednost magnetne deklinacije v različne točke zemeljska površina je drugačna. V večini krajev svetovnega ladijskega prometa se giblje od 0 do 25°, toda na visokih zemljepisnih širinah, v krajih blizu magnetnih polov, lahko doseže nekaj deset stopinj in med istimi magnetnimi in geografski poli 180°.

Polna moč zemeljskega magnetizma T lahko položite vodoravno n in navpično Z komponente (sl.) Horizontalna komponenta n nastavi magnetno iglo v ravnino magnetnega meridiana in jo drži v tem položaju. Iz formul je razvidno, da na magnetnem ekvatorju, kjer je naklon jaz = 0 ima vodoravna komponenta največjo vrednost, tj. n - T in navpično Z = 0. Zato so pogoji za delovanje magnetnega kompasa na in ob ekvatorju najugodnejši. Na magnetnih polih, kjer je I = 90°, n = 0, a Z = T , magnetni kompas ne deluje.

Količine T , jaz , d , n in Z imenujemo elemente zemeljskega magnetizma, med katerimi je za plovbo najpomembnejša magnetna deklinacija d .

Elementi zemeljskega magnetizma

Zemlja kot celota je ogromen sferičen magnet. Na kateri koli točki prostora, ki obdaja Zemljo in njeno površino, je zaznano delovanje magnetnih silnic. Z drugimi besedami, v prostoru, ki obkroža Zemljo, nastane magnetno polje, katerega silnice so prikazane na sliki 19.1. Severni magnetni pol se nahaja na južnem geografskem polu, južni magnetni pol pa na severu. Zemljino magnetno polje je usmerjeno vodoravno na ekvator, navpično pa na magnetna pola. Na drugih točkah zemeljske površine je zemeljsko magnetno polje usmerjeno pod določenim kotom.

Obstoj magnetnega polja na kateri koli točki na Zemlji je mogoče ugotoviti z magnetno iglo. Če obesite magnetno iglo N.S. na nit L(Sl. 19.2), tako da točka obešanja sovpada s težiščem puščice, potem bo puščica nameščena v smeri tangente na silnico zemeljskega magnetnega polja. Na severni polobli bo južni konec nagnjen proti Zemlji, os puščice pa bo tvorila naklonski kot z obzorjem q(na magnetnem ekvatorju je inklinacija 0). Navpična ravnina, v kateri se nahaja os puščice, se imenuje ravnina magnetnega poldnevnika. Vse ravnine magnetnih meridianov se sekajo v ravni liniji N.S., sledi magnetnih meridianov na zemeljskem površju pa se stekajo na magnetnih polih n in S. Ker se magnetni poli ne ujemajo z geografskimi poli, bo os igle odstopala od geografskega poldnevnika.

Magnetno polje krožni tok

Po teoriji je magnetna poljska jakost v središču O, ki ga ustvari element dolžine dl krožni zavoj z radijem R, skozi katerega teče tok jaz, se lahko določi z Biot-Savart-Laplaceovim zakonom

, (19.1)

in vektorski zapis ta zakon izgleda

.

V tem izrazu: r– modul radijskega vektorja, narisanega iz elementa prevodnika dl do zadevne terenske točke; 1/4 str- sorazmernostni koeficient za zapis formule v sistemu enot SI.

V obravnavanem primeru je vektor polmera pravokoten na trenutni element in v modulu enaka polmeru obrat, torej

in

(19.2)

Vektor jakosti magnetnega polja je usmerjen pravokotno na risalno ravnino, v kateri ležita vektorja in in je usmerjen po pravilu gimlet.

Vsi vektorji magnetnih polj, ustvarjeni v točki O različni odseki krožne tuljave s tokom, usmerjeni v eno smer, pravokotno na ravnino risbe.

Zato je moč nastalega polja v točki O se lahko izračuna takole:

. (19.3)

Jakost magnetnega polja v sistemu SI se meri v Vozilo.