Il campo geomagnetico (GP) è generato da sorgenti situate all'interno della Terra, così come nella magnetosfera e nella ionosfera. Protegge il pianeta e la vita su di esso dagli effetti nocivi delle radiazioni cosmiche. La sua presenza fu osservata da tutti coloro che impugnavano la bussola e videro come un'estremità della freccia punta a sud e l' altra a nord. Grazie alla magnetosfera sono state fatte grandi scoperte in fisica, e finora la sua presenza è utilizzata per la navigazione marina, subacquea, aeronautica e spaziale.
Caratteristiche generali
Il nostro pianeta è un enorme magnete. Il suo polo nord si trova nella parte "superiore" della Terra, non lontano dal polo geografico, e il suo polo sud è vicino al polo geografico corrispondente. Da questi punti, le linee di forza magnetiche che compongono la magnetosfera vera e propria si estendono per molte migliaia di chilometri nello spazio.
I poli magnetici e geografici sono abbastanza distanti. Se si traccia una linea netta tra i poli magnetici, si può ottenere un asse magnetico con un angolo di inclinazione di 11,3° rispetto all'asse di rotazione. Questo valore non è costante e tutto perché i poli magnetici si muovono rispetto alla superficie del pianeta, cambiando la loro posizione ogni anno.
Natura del campo geomagnetico
Lo scudo magnetico è generato da correnti elettriche (cariche mobili) che nascono nel nucleo liquido esterno, situato all'interno della Terra a una profondità molto decente. È un metallo fluido e si muove. Questo processo è chiamato convezione. La sostanza in movimento del nucleo forma correnti e, di conseguenza, campi magnetici.
Lo scudo magnetico protegge in modo affidabile la Terra dalle radiazioni cosmiche. La sua fonte principale è il vento solare, il movimento delle particelle ionizzate che fluiscono dalla corona solare. La magnetosfera devia questo flusso continuo, reindirizzandolo intorno alla Terra, in modo che la radiazione dura non abbia un effetto dannoso su tutta la vita sul pianeta blu.
Se la Terra non avesse un campo geomagnetico, il vento solare la priverebbe dell'atmosfera. Secondo un'ipotesi, questo è esattamente quello che è successo su Marte. Il vento solare è tutt' altro che l'unica minaccia, poiché il Sole rilascia anche grandi quantità di materia ed energia sotto forma di espulsioni coronali, accompagnate da un forte flusso di particelle radioattive. Tuttavia, anche in questi casi, il campo magnetico terrestre lo protegge deviando da queste correntipianeti.
Lo scudo magnetico inverte i suoi poli circa ogni 250.000 anni. Il polo nord magnetico prende il posto del nord e viceversa. Gli scienziati non hanno una spiegazione chiara del perché questo sta accadendo.
Cronologia delle ricerche
La conoscenza di persone con le incredibili proprietà del magnetismo terrestre avvenne agli albori della civiltà. Già nell'antichità, il minerale di ferro magnetico, la magnetite, era noto all'umanità. Tuttavia, chi e quando ha rivelato che i magneti naturali sono ugualmente orientati nello spazio in relazione ai poli geografici del pianeta è sconosciuto. Secondo una versione, i cinesi conoscevano questo fenomeno già nel 1100, ma iniziarono a usarlo in pratica solo due secoli dopo. Nell'Europa occidentale, la bussola magnetica iniziò ad essere utilizzata nella navigazione nel 1187.
Struttura e caratteristiche
Il campo magnetico terrestre può essere suddiviso in:
- il campo magnetico principale (95%), le cui sorgenti si trovano nel nucleo esterno e conduttivo del pianeta;
- campo magnetico anomalo (4%) creato da rocce nello strato superiore della Terra con buona suscettibilità magnetica (una delle più potenti è l'anomalia magnetica di Kursk);
- campo magnetico esterno (detto anche variabile, 1%) associato alle interazioni solare-terrestre.
Variazioni geomagnetiche regolari
I cambiamenti nel campo geomagnetico nel tempo sotto l'influenza di sorgenti sia interne che esterne (in relazione alla superficie del pianeta) sono chiamate variazioni magnetiche. Sonosono caratterizzati dalla deviazione delle componenti HP dal valore medio nel luogo di osservazione. Le variazioni magnetiche hanno una continua ristrutturazione nel tempo e spesso tali cambiamenti sono periodici.
Le variazioni regolari che si ripetono quotidianamente sono variazioni del campo magnetico associate a variazioni solari e lunari-diurne nell'intensità della SM. Le variazioni raggiungono il picco durante il giorno e all'opposizione lunare.
Variazioni geomagnetiche irregolari
Questi cambiamenti si verificano a seguito dell'influenza del vento solare sulla magnetosfera terrestre, dei cambiamenti all'interno della magnetosfera stessa e della sua interazione con l'atmosfera superiore ionizzata.
- Esistono variazioni di ventisette giorni come modello per la ricrescita del disturbo magnetico ogni 27 giorni, corrispondente al periodo di rotazione del corpo celeste principale rispetto all'osservatore terrestre. Questa tendenza è dovuta all'esistenza di regioni attive di lunga durata sulla nostra stella natale, osservate durante molte delle sue rivoluzioni. Si manifesta sotto forma di una ricorrenza di 27 giorni di perturbazioni geomagnetiche e tempeste magnetiche.
- Le variazioni di undici anni sono associate alla periodicità dell'attività di formazione di macchie del Sole. È stato riscontrato che durante gli anni del maggior accumulo di aree scure sul disco solare, anche l'attività magnetica raggiunge il suo massimo, tuttavia, la crescita dell'attività geomagnetica è in ritardo rispetto alla crescita dell'attività solare in media di un anno.
- Le variazioni stagionali hanno due massimi e due bassi corrispondenti aequinozi e tempi del solstizio.
- Secolari, in contrasto con quanto sopra, - di origine esterna, si formano a seguito del movimento della materia e dei processi ondulatori nel nucleo liquido elettricamente conduttivo del pianeta e sono la principale fonte di informazioni sull'elettricità conducibilità del mantello inferiore e del nucleo, sui processi fisici che portano alla convezione della materia, nonché sul meccanismo di generazione del campo geomagnetico terrestre. Queste sono le variazioni più lente, con periodi che vanno da diversi anni a un anno.
L'influenza del campo magnetico sul mondo vivente
Nonostante lo scudo magnetico non sia visibile, gli abitanti del pianeta lo sentono perfettamente. Ad esempio, gli uccelli migratori costruiscono il loro percorso, concentrandosi su di esso. Gli scienziati hanno avanzato diverse ipotesi su questo fenomeno. Uno di questi suggerisce che gli uccelli lo percepiscano visivamente. Agli occhi degli uccelli migratori ci sono proteine speciali (criptocromi) che sono in grado di cambiare la loro posizione sotto l'influenza del campo geomagnetico. Gli autori di questa ipotesi sono sicuri che i criptocromi possano fungere da bussola. Tuttavia, non solo gli uccelli, ma anche le tartarughe marine utilizzano lo schermo magnetico come navigatore GPS.
L'impatto di uno schermo magnetico su una persona
L'effetto del campo geomagnetico su una persona è fondamentalmente diverso da qualsiasi altro, sia esso una radiazione o una corrente pericolosa, poiché colpisce completamente il corpo umano.
Gli scienziati ritengono che il campo geomagnetico operi in una gamma di frequenze ultrabasse, per cui soddisfa le principaliritmi fisiologici: respiratorio, cardiaco e cerebrale. Una persona potrebbe non sentire nulla, ma il corpo reagisce comunque con cambiamenti funzionali nei sistemi nervoso, cardiovascolare e attività cerebrale. Gli psichiatri hanno seguito per molti anni la relazione tra le esplosioni di intensità del campo geomagnetico e l'esacerbazione di malattie mentali, che spesso portano al suicidio.
Attività geomagnetica "Indicizzazione"
I disturbi del campo magnetico associati ai cambiamenti nel sistema di corrente magnetosferico-ionosferico sono chiamati attività geomagnetica (GA). Per determinarne il livello, vengono utilizzati due indici: A e K. Quest'ultimo mostra il valore di GA. Viene calcolato dalle misurazioni dello schermo magnetico effettuate ogni giorno a intervalli di tre ore, a partire dalle 00:00 UTC (Universal Time Coordinated). I valori più alti del disturbo magnetico vengono confrontati con i valori del campo geomagnetico di una giornata tranquilla per una determinata istituzione scientifica, mentre vengono presi in considerazione i valori massimi delle deviazioni osservate.
In base ai dati ottenuti, viene calcolato l'indice K. Poiché è un valore quasi logaritmico (cioè aumenta di uno con un aumento del disturbo di circa 2 volte), non può essere mediati per ottenere un quadro storico a lungo termine dello stato dei campi geomagnetici del pianeta. Per fare ciò, esiste un indice A, che è una media giornaliera. È determinato in modo molto semplice: ogni dimensione dell'indice K viene convertita inindice equivalente. Si fa la media dei valori K ottenuti nell'arco della giornata, grazie al quale è possibile ottenere l'indice A, il cui valore nei giorni ordinari non supera la soglia di 100, e durante i temporali magnetici più gravi può superare i 200.
Poiché i disturbi del campo geomagnetico in diverse parti del pianeta si manifestano in modo diverso, i valori dell'indice A provenienti da diverse fonti scientifiche possono differire notevolmente. Per evitare una tale rincorsa, gli indici A ottenuti dagli osservatori vengono ridotti alla media e compare l'indice globale Ap. Lo stesso vale per l'indice Kp, che è un valore frazionario nell'intervallo 0-9. Il suo valore da 0 a 1 indica che il campo geomagnetico è normale, il che significa che vengono preservate le condizioni ottimali per il passaggio nelle bande di onde corte. Naturalmente, soggetto a un flusso di radiazione solare abbastanza intenso. Un campo geomagnetico di 2 punti è caratterizzato da una moderata perturbazione magnetica, che complica leggermente il passaggio delle onde decimali. I valori da 5 a 7 indicano la presenza di tempeste geomagnetiche che creano gravi interferenze con il range citato, e con un forte temporale (8-9 punti) rendono impossibile il passaggio di onde corte.
| LAr | Kr | Descrizione |
| 0 | 0 | Calma |
| 2 | 1 | |
| 3 | ||
| 4 | ||
| 7 | 2 | Debolmente indignato |
| 15 | 3 | |
| 27 | 4 | Indignato |
| 48 | 5 | Tempesta magnetica |
| 80 | 6 | |
| 132 | 7 | Grande tempesta magnetica |
| 208 | 8 | |
| 400 | 9 |
L'impatto delle tempeste magnetiche sulla salute umana
50-70% della popolazione mondiale è colpita da tempeste magnetiche. Allo stesso tempo, l'inizio di una reazione allo stress in alcune persone si nota 1-2 giorni prima di un disturbo magnetico, quando si osservano brillamenti solari. Per altri, al culmine o qualche tempo dopo un'eccessiva attività geomagnetica.
Le persone metodicamente dipendenti, così come coloro che soffrono di malattie croniche, hanno bisogno di tenere traccia delle informazioni sul campo geomagnetico per una settimana, al fine di escludere lo stress fisico ed emotivo, nonché qualsiasi azione ed evento che può portare stressare, se si stanno avvicinando tempeste magnetiche.
Sindrome da carenza di campo magnetico
L'indebolimento del campo geomagnetico nei locali (campo ipogeomagnetico) si verifica a causa delle caratteristiche progettuali di vari edifici, materiali delle pareti e strutture magnetizzate. Quando ci si trova in una stanza con un medico di famiglia indebolito, la circolazione sanguigna è disturbata, l'apporto di ossigeno e sostanze nutritive a tessuti e organi. L'indebolimento dello scudo magnetico interessa anche i sistemi nervoso, cardiovascolare, endocrino, respiratorio, scheletrico e muscolare.
Il dottore giapponese Nakagawa ha "chiamato"questo fenomeno è chiamato “sindrome da carenza di campo magnetico umano”. Nel suo significato, questo concetto può ben competere con la carenza di vitamine e minerali.
I principali sintomi che indicano la presenza di questa sindrome sono:
- stanchezza;
- diminuzione delle prestazioni;
- insonnia;
- mal di testa e dolori articolari;
- ipo- e ipertensione;
- malfunzionamenti nell'apparato digerente;
- disturbi del sistema cardiovascolare.
