Un camp geomagnètic (GP) és generat per fonts ubicades a la Terra, així com en la magnetosfera i la ionosfera. Protegeix el planeta i la seva vida contra els efectes nocius de la radiació còsmica. Tots els qui sostenien la brúixola van observar la seva presència i van veure un extrem de la fletxa apuntant cap al sud i l'altre apuntant cap al nord. Gràcies a la magnetosfera, es van fer grans descobriments en física, i es continua utilitzant la seva presència per a la navegació marina, subaquàtica, aèria i a l’espai.
Característica general
El nostre planeta és un imant enorme. El pol nord està situat a la part "superior" de la Terra, no gaire lluny del pol geogràfic, i el pol sud es troba al costat del pol geogràfic corresponent. Des d’aquests punts durant molts milers de quilòmetres a l’espai s’estenen les línies de força magnètiques que formen la magnetosfera mateixa.
Els pols magnètics i geogràfics estan molt lluny els uns dels altres. Si traça una línia clara entre els pols magnètics, finalment es pot obtenir un eix magnètic amb un angle d’inclinació d’11, 3 º cap a l’eix de rotació. Aquest valor no és constant, i tot perquè els pols magnètics es mouen en relació amb la superfície del planeta, canviant la seva ubicació anualment.
La naturalesa del camp geomagnètic
La pantalla magnètica està generada per corrents elèctrics (càrregues mòbils), que neixen en un nucli líquid extern situat a la Terra a una profunditat molt decent. És un metall que flueix i es mou. Aquest procés s’anomena convecció. La matèria mòbil del nucli forma corrents i, en conseqüència, camps magnètics.
La pantalla magnètica protegeix de forma fiable la Terra de la radiació còsmica. La seva principal font és el vent solar: el moviment de partícules ionitzades que surten de la corona solar. La magnetosfera desvia aquest corrent continu, redirigint-lo al voltant de la Terra, de manera que la radiació dura no tingui un efecte perjudicial sobre tots els éssers vius del planeta blau.
Si la Terra no tingués un camp geomagnètic, el vent solar privaria la seva atmosfera. Segons una hipòtesi, això és exactament el que va passar a Mart. El vent solar està lluny de l’única amenaça, ja que el Sol també allibera una gran quantitat de matèria i energia en forma d’emissions coronals, acompanyat d’un fort corrent de partícules radioactives. Tanmateix, fins i tot en aquests casos, el camp magnètic terrestre la protegeix, desviant aquests corrents del planeta.
Una pantalla magnètica canvia els seus pols aproximadament una vegada cada 250.000 anys. El pol nord magnètic pren el lloc del nord i viceversa. Els científics no tenen una explicació clara de per què passa això.
Història de la investigació
La coneixença de persones amb les sorprenents propietats del magnetisme terrestre es va produir a l’alba de la civilització. Ja a l'antiguitat, la humanitat era coneguda pel mineral de ferro magnètic: la magnetita. Tanmateix, qui i quan va revelar que els imants naturals estan igualment orientats a l’espai respecte als pols geogràfics del planeta. Segons una versió, els xinesos estaven familiaritzats amb aquest fenomen ja des del 1100, però, van començar a utilitzar-lo en pràctica només dos segles després. A Europa occidental, el compàs magnètic es va començar a utilitzar en navegació el 1187.
Estructura i característiques
El camp magnètic de la Terra es pot dividir en:
- el principal camp magnètic (95%), les fonts del qual es troben al nucli exterior del corrent elèctric del planeta;
- un camp magnètic anòmal (4%) creat per les roques de la capa superior de la Terra amb bona susceptibilitat magnètica (una de les més potents és l’anomalia magnètica de Kursk);
- camp magnètic extern (també anomenat alternatiu, 1%) associat a les interaccions solar-terrestres.
Variacions geomagnètiques regulars
Els canvis en el temps geomagnètics sota la influència de fonts tant internes com externes (respecte a la superfície del planeta) s’anomenen variacions magnètiques. Es caracteritzen per una desviació dels components de la GP del valor mitjà al lloc d’observació. Les variacions magnètiques tenen un ajust continu en el temps i, sovint, aquests canvis són de naturalesa periòdica.
Les variacions regulars que es repeteixen diàriament són canvis en el camp magnètic associats a canvis diürns solars i lunars en la intensitat del GP. Les variacions assoleixen un màxim durant el dia i durant l’enfrontament lunar.
Variacions geomagnètiques irregulars
Aquests canvis resulten de la influència del vent solar a la magnetosfera de la Terra, dels canvis dins de la magnetosfera mateixa i de la seva interacció amb l’atmosfera superior ionitzada.
- Existeixen variacions de vint-i-set dies com a patró de creixement de la perturbació magnètica cada 27 dies, que correspon al període de rotació del cos celeste principal respecte de l'observador terrestre. Aquesta tendència es deu a l’existència de regions actives de llarga vida a la nostra estrella natal, observades durant diverses de les seves revolucions. Es manifesta en forma de repetibilitat de disturbis geomagnètics i tempestes magnètiques durant 27 dies.
- Les variacions d’onze anys estan associades a la periodicitat de l’activitat formadora del sol. Es va revelar que durant els anys de la major concentració de zones fosques del disc solar, l’activitat magnètica també arriba al seu màxim, no obstant això, el creixement de l’activitat geomagnètica queda per darrere del creixement solar mitjà d’una mitjana d’un any.
- Les variacions estacionals tenen dos màxims i dos mínims corresponents als períodes dels equinoccis i al temps del solstici.
- En contraposició a les anteriors, d’origen extern, es formen com a resultat del moviment de la matèria i els processos d’ones al nucli conductor líquid del planeta i constitueixen la principal font d’informació sobre la conductivitat elèctrica del mantell i nucli inferior, sobre els processos físics que condueixen a la convecció de la matèria, així com sobre el mecanisme. Generació de camps geomagnètics terrestres. Aquestes són les variacions més lentes: amb períodes de diversos anys a un any.
La influència del camp magnètic sobre el món viu
Malgrat que no es pot veure la pantalla magnètica, els habitants del planeta ho senten perfectament. Per exemple, les aus migratòries construeixen la seva ruta, centrant-se en ella. Els científics van plantejar diverses hipòtesis sobre aquest fenomen. Un d’ells suggereix que els ocells el perceben visualment. Als ulls de les aus migratòries, hi ha proteïnes especials (criptocroms) que són capaços de canviar la seva posició sota la influència d’un camp geomagnètic. Els autors d’aquesta hipòtesi estan segurs que els criptocromes poden tenir el paper d’una brúixola. Tot i això, no només les aus, sinó també les tortugues marines utilitzen una pantalla magnètica com a navegador GPS.
Exposició humana a la pantalla magnètica
La influència del camp geomagnètic sobre una persona és fonamentalment diferent de qualsevol altra, ja sigui una radiació o un corrent perillós, ja que afecta completament el cos humà.
Els científics creuen que el camp geomagnètic funciona en el rang de freqüències ultra-baixes, per la qual cosa compleix els ritmes fisiològics bàsics: respiratori, cardíac i cerebral. És possible que una persona no senti res, però el cos encara reacciona amb canvis funcionals en el sistema nerviós, els sistemes cardiovasculars i l’activitat cerebral. Durant molts anys, els psiquiatres han estat fent un seguiment de la relació entre ràfegues d’intensitat del camp geomagnètic i exacerbació de malalties mentals, sovint provocant el suïcidi.
"Indexació" de l'activitat geomagnètica
Les pertorbacions del camp magnètic associades a canvis en el sistema actual de magnetosfera i ionosfera s’anomenen activitat geomagnètica (GA). Per determinar el seu nivell s’utilitzen dos índexs: A i K. Aquest darrer mostra el valor de GA. Es calcula sobre la base de mesures de pantalla magnètica preses diàriament a intervals de tres hores, a partir de les 00:00 UTC (Hora Universal Coordinada). Els índexs de pertorbació magnètica més alts es comparen amb els valors del camp geomagnètic d’un dia tranquil per a una determinada institució científica, mentre que es tenen en compte els valors màxims de les desviacions observades.
A partir de les dades obtingudes, es calcula l’índex K. Degut al fet que es tracta d’una quantitat quasi logarítmica (és a dir, augmenta per unitat amb un augment de la pertorbació aproximadament 2 vegades), no es pot fer una mitjana per obtenir una imatge històrica a llarg termini de l’estat del camp geomagnètic del planeta. Per això, hi ha un índex A, que és un valor mitjà diari. Es determina de manera senzilla: cada dimensió de l’índex K es converteix en un índex equivalent. Es medien els valors de K obtinguts al llarg del dia, gràcies als quals és possible obtenir l’índex A, el valor del qual en dies ordinaris no excedeixi el llindar de 100, i durant el període de tempestes magnètiques severes poden superar els 200.
Com que les pertorbacions del camp geomagnètic en diferents punts del planeta no són les mateixes, els valors de l’índex A de diferents fonts científiques poden variar significativament. Per evitar aquest esdeveniment, els índexs A obtinguts pels observatoris es redueixen a la mitjana i apareix l’índex global A r. El mateix amb l’índex K p, que és un valor fraccionari en l’interval 0-9. El seu valor de 0 a 1 indica que el camp geomagnètic és normal, cosa que significa que es conserven les condicions òptimes per al pas en els intervals d’ona curta. Per descomptat, sotmès a un flux de radiació solar força intens. Un camp geomagnètic de dos punts es caracteritza per una pertorbació magnètica moderada, que complica lleugerament el pas de les ones decímetres. Els valors de 5 a 7 indiquen la presència de tempestes geomagnètiques, que interfereixen greument amb el rang esmentat, i amb una forta tempesta (8-9 punts) impossibiliten el pas de les ones curtes.
| Ar | A r | Descripció |
| 0 | 0 | Tranquil |
| 2 | 1 | |
| 3 | ||
| 4 | ||
| 7 | 2 | Debilitat indigne |
| 15 | 3 | |
| 27 | 4 | Indignat |
| 48 | 5 | Tempesta magnètica |
| 80 | 6 | |
| 132 | 7 | Gran tempesta magnètica |
| 208 | 8 | |
| 400 | 9 |
L’efecte de les tempestes magnètiques sobre la salut humana
Els efectes negatius de les tempestes magnètiques afecten el 50-70% de la població mundial. Al mateix temps, s’observa l’aparició d’una reacció d’estrès en algunes persones 1-2 dies abans de la pertorbació magnètica, quan s’observen flaixos al sol. Per a d’altres, al punt àlgid o algun temps després d’una activitat geomagnètica excessiva.
Les persones metodependents, així com les persones que pateixen malalties cròniques, necessiten fer un seguiment de la informació sobre el camp geomagnètic durant una setmana, de manera que amb el possible apropament de tempestes magnètiques, es pot excloure l’estrès físic i emocional, així com qualsevol acció i esdeveniment que pugui provocar estrès.
