Maa magnetväli: erinevus redaktsioonide vahel

Eemaldatud sisu Lisatud sisu

Reasisene

Redaktsioon: 26. august 2013, kell 17:27

Maa magnetväli on planeet Maad ümbritsev ligikaudu magnetdipooli ülesehitusega magnetväli, mis tuleneb planeedi seesmistest füüsikalistest protsessidest. Maa magnetvälja tähtsus on ulatuslik. Välja puudumise korral puhuks Päikesest lähtuv ioontuul planeedi atmosfääri avakosmosesse. Ookeanid aurustuksid ning kahjulik UV kiirgus hävitaks eluslooduse. Arvatakse, et planeet Marsil oli varem tugevam magnetväli, mis suutis hoida tihedamat atmosfääri kui on planeedil praegu^[1]. Magnetvälja kasutavad navigeerimiseks mitmed looma- ja linnuliigid. Maa magnetvälja teevad osaliselt nähtavaks virmalised, mis tekivad Päikese ioontuule mõjul Maa poolustel, millesse magnetväli koondub.

Iseloomustus

Maa lõuna- ja põhjapoolus muudavad magnetvälja genereerivate protsesside tõttu asukohta. Kusjuures ei asu poolused Maa kujuteldava diameetri otspunktides (on ebasümmeetrilise paigutusega). Pooluste liikumine ei ole sünkroniseeritud ning toimub erinevas tempos ja suunas. Maa pöörlemistelje suhtes on magnetväli 11 kraadise nurga all. Magnetvälja ulatust mõjutab põhiliselt Päikeselt lähtuv ioontuul, aga ka päikesesüsteemi planeetide vaheline magnetväli. Lisaks on ookeanipõhja vulkaaniliste kivimite analüüsi alusel leitud, et Maa magnetväli vahetab keskmiselt iga paarisaja-tuhande aasta järel poolusi, ehk lõunapoolusest saab põhjapoolus ja põhjapoolusest lõunapoolus. Magnetvälja ja päikesetuule kohtumise ning ionosfääri vahelist ruumi nimetatakse magnetosfääriks.

Tekkimine

Maa magnetvälja kirjeldavaid mudeleid on mitmeid. Ühe esimese mudeli kohaselt on Maa sisemus suur püsimagnet. Hilisema ning populaarsema mudeli järgi toodab Maa magnetvälja nn. geodünamo ^[2]. Maa 5150-6360 kilomeetri paksust tahket sisetuuma ümbritseb 2890-5150 kilomeetri paksune vedel välistuum, milles toimuvad sarnaselt vahevööle soojuse ülekandega seonduvad aine konvektsioonivoolud. Välistuuma moodustab suuremas osas sulaolekus raud, mis on hea elektrijuht. Maa pöörlemise ning konvektsiooni tõttu tekivad sularaua voolud, mis omakorda indutseerib elektromagnetvälja. Lihtsustatuna on nähtus kirjeldatav Ampere'i tsirukaltsioonilausega. Tänu Lorenzi jõule ja Coriolisi efektile on välistuumas konvektsioonivoolud spiraalse kujuga^[3]. Spiraalselt liikuvad ioonid põhjustavad aga elektrivoolu, mis omakorda genereerib dipoolisarnase magnetvälja.

Pooluste liikumine

Pooluste liikumise kiiruseks on täheldatud kuni 40 kilomeetrit aastas. Pooluste rände põhjustavad arvatavalt välistuuma, milles magnetväli tekib, liikumise iseärasused. Välistuum pöörleb aastas kuni 0,2 kraadi rohkem kui tahke maakoor. Lisaks on välistuuma sisesed protsessid ebakorrapärased. Mainitud mõjurite ning magnetvälja inklinatsiooniga pöörlemistelje suhtes selgitataksegi pooluste rännet.^[4]

Pooluste vahetumine

Maa magnetvälja ajalugu kajastub muu hulgas ookeanipõhja riftivööndites tardlaavas. Osad basaltkivimid säilitavad tardumisel välise magnetvälja suuna. Pooluste vahetumisel välja suund muutub. Korduvatel pooluste vahetumisel tekib miljonite aastate lõikes erisuunaliste magnetväljadega tardkivimite kihistik. Erinevate meetoditega on võimalik kihtide vanust määrata. Viimane vahetumine toimus ligikaudu 780 000 aastat tagasi. Vahetumine on ebaregulaarne, keskmiselt 300 000 aastase perioodiga, nähtus. Järgmist pooluste vahetumise sündmust ei osata seetõttu ette ennustada^[4]. Tekkepõhjusteks arvatakse ühest küljest stohhastilisi protsesse. Teisest küljest võib vahetumist põhjustada näiteks laama subduktsioon, mis võib vahevöö konvektsiooni häirida ning pöördumisprotsessi algatada. Juhul kui magnetväli selles protsessis hajub, siis võtab see aega kuni paar tuhat aastat^[4].

Välja tugevus

Magnetvälja tugevus on suurim poolustel ning nõrgim ekvaatoril. Globaalselt jääb magnetvälja tugevus 0,25 - 0,65 Gaussi piiresse. Võrdlusena on keskmise külmkapimagneti tugevus ligikaudu 100 Gaussi. Välja tugevuse miinimum on Lõuna Ameerika kohal, maksimum aga Põhja-Kanda, Siberi ning Austraaliast lõunasse jääval Antarktika ranniku kohal.^[5] Maa magnetvälja tugevus on alates 19. sajandist vähenenud kuni 10% võrra ^[4]

Viited

↑ NASA, http://solarsystem.nasa.gov/planets/profile.cfm?Object=Mars&Display=OverviewLong
↑ Lee R. Kump, James F. Kasting, Robert G. Crane, The Earth System 2nd edition, Pearson Prentice Hall, 2004, lk. 125.
↑ A. M. Soward, Geomagnetism and Palaeomagnetism, NATO ASI Series, 1988, lk. 298.
↑ ^4,0 ^4,1 ^4,2 ^4,3 ^4,4 NASA, http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2003/29dec_magneticfield/
↑ NOAA, http://www.ngdc.noaa.gov/geomag/

Välislingid

Mall:Link GA Mall:Link FA Mall:Link FA

[1] NASA, http://solarsystem.nasa.gov/planets/profile.cfm?Object=Mars&Display=OverviewLong

[2] Lee R. Kump, James F. Kasting, Robert G. Crane, The Earth System 2nd edition, Pearson Prentice Hall, 2004, lk. 125.

[3] A. M. Soward, Geomagnetism and Palaeomagnetism, NATO ASI Series, 1988, lk. 298.

[NASA_1-4] 4,0 ^4,1 ^4,2 ^4,3 ^4,4 NASA, http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2003/29dec_magneticfield/

[5] NOAA, http://www.ngdc.noaa.gov/geomag/

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

@@ 1. rida: / 1. rida: @@
 '''Maa magnetväli''' on [[planeet]] [[Maa (planeet)|Maad]] ümbritsev ligikaudu [[magnetdipool]]i ülesehitusega [[magnetväli]], mis tuleneb planeedi seesmistest füüsikalistest protsessidest.
-Maa magnetvälja tähtsus on ulatuslik. Välja puudumise korral puhuks Päikesest lähtuv ioontuul planeedi atmosfääri avakosmosesse. Ookeanid aurustuksid ning kahjulik UV kiirgus hävitaks eluslooduse. Arvatakse, et planeet Marsil oli varem tugevam magnetväli, mis suutis hoida tihedamat atmosfääri kui on planeedil praegu<ref> NASA, http://solarsystem.nasa.gov/planets/profile.cfm?Object=Mars&Display=OverviewLong</ref>. Ajalooliselt on olnud tähtis magnetvälja kasutamine navigatsiooniks. Magnetkompass võeti kasutusele Hiinas. Nüüd on kompassi suuresti asendamas multifunktsionaalsed satelliidipõhised navigatsiooniseadmed. Lisaks kompassinõela pöördumisele on Maa magnetväli otsesemalt jälgitav virmaliste näol, mis tekivad Päikese ioontuule, Maa magnetvälja ning atmosfääri toimel.
+Maa magnetvälja tähtsus on ulatuslik. Välja puudumise korral puhuks Päikesest lähtuv ioontuul planeedi atmosfääri avakosmosesse. Ookeanid aurustuksid ning kahjulik UV kiirgus hävitaks eluslooduse. Arvatakse, et planeet Marsil oli varem tugevam magnetväli, mis suutis hoida tihedamat atmosfääri kui on planeedil praegu<ref> NASA, http://solarsystem.nasa.gov/planets/profile.cfm?Object=Mars&Display=OverviewLong</ref>. Magnetvälja kasutavad navigeerimiseks mitmed looma- ja linnuliigid. Maa magnetvälja teevad osaliselt nähtavaks virmalised, mis tekivad Päikese ioontuule mõjul Maa poolustel, millesse magnetväli koondub.
 == Iseloomustus ==
-Maa [[Maa magnetpoolused|lõuna- ja põhjapoolus]] muudavad ajas välja genereerivate protsesside tõttu asukohta. Kusjuures ei asu poolused Maa kujuteldava diameetri otspunktides (on ebasümmeetrilise paigutusega). Samuti ei ole pooluste liikumine kuidagi sünkroniseeritud. Maa pöörlemistelje suhtes on magnetväli 11 [[Kaarekraad|kraadise]] nurga all. Magnetvälja ulatust mõjutab põhiliselt [[Päike]]selt lähtuv ioontuul, aga ka [[päikesesüsteem]]i planeetide vaheline magnetväli. Lisaks on ookeanipõhja [[Vulkaaniline kivim|vulkaaniliste kivimite]] analüüsi alusel leitud, et Maa magnetväli vahetab keskmiselt iga paarisaja-tuhande aasta järel poolusi, ehk lõunapoolusest saab põhjapoolus ja põhjapoolusest lõunapoolus. Magnetvälja ja [[päikesetuul]]e kohtumise ning [[ionosfäär]]i vahelist ruumi nimetatakse [[magnetosfäär]]iks.
+Maa [[Maa magnetpoolused|lõuna- ja põhjapoolus]] muudavad magnetvälja genereerivate protsesside tõttu asukohta. Kusjuures ei asu poolused Maa kujuteldava diameetri otspunktides (on ebasümmeetrilise paigutusega). Pooluste liikumine ei ole sünkroniseeritud ning toimub erinevas tempos ja suunas. Maa pöörlemistelje suhtes on magnetväli 11 [[Kaarekraad|kraadise]] nurga all. Magnetvälja ulatust mõjutab põhiliselt [[Päike]]selt lähtuv ioontuul, aga ka [[päikesesüsteem]]i planeetide vaheline magnetväli. Lisaks on ookeanipõhja [[Vulkaaniline kivim|vulkaaniliste kivimite]] analüüsi alusel leitud, et Maa magnetväli vahetab keskmiselt iga paarisaja-tuhande aasta järel poolusi, ehk lõunapoolusest saab põhjapoolus ja põhjapoolusest lõunapoolus. Magnetvälja ja [[päikesetuul]]e kohtumise ning [[ionosfäär]]i vahelist ruumi nimetatakse [[magnetosfäär]]iks.
 == Tekkimine ==
 [[Pilt:Outer core convection rolls.jpg|thumb|Pildil on näha spiraalse kujuga konvektsioonivoolud, mis on [[geodünamo-mudel]]i kohaselt Maa magnetvälja tekkepõhjuseks]]
-Maa magnetvälja tekkemudeleid on mitmeid. Ühe esimese mudeli kohaselt on Maa sisemus suur magnetiline dipool. Hilisema ning populaarsema mudeli kohaselt toodab Maa magnetvälja nn. geodünamo <ref>Lee R. Kump, James F. Kasting, Robert G. Crane, The Earth System 2nd edition, Pearson Prentice Hall, 2004, lk. 125.</ref>. Maa 5150-6360 [[Kilomeeter|kilomeetri]] paksust tahket [[sisetuum]]a ümbritseb 2890-5150 kilomeetri paksune vedel [[välistuum]], milles toimuvad sarnaselt [[vahevöö]]le soojuse ülekandega seonduvad [[konvektsioon]]ivoolud. Välistuuma moodustab suuremas osas sulaolekus raud, mis on hea elektrijuht. Maa pöörlemise ning konvektsiooni tõttu tekkivatest sularaua vooludest johtub omakorda elektriväli, mis indutseerib magnetvälja ja vastupidi. Lihtsustatuna on nähtus kirjeldatav Ampere'i tsirukaltsioonilausega. Tänu [[Lorenzi jõud|Lorenzi jõule]] ja [[Coriolisi efekt]]ile on välistuumas konvektsioonivoolud spiraalse kujuga<ref>A. M. Soward, Geomagnetism and Palaeomagnetism, NATO ASI Series, 1988, lk. 298.</ref>. Spiraalselt liikuvad ioonid põhjustavad aga [[elektrivool]]u, mis omakorda genereerib dipoolisarnase magnetvälja.
+Maa magnetvälja kirjeldavaid mudeleid on mitmeid. Ühe esimese mudeli kohaselt on Maa sisemus suur püsimagnet. Hilisema ning populaarsema mudeli järgi toodab Maa magnetvälja nn. geodünamo <ref>Lee R. Kump, James F. Kasting, Robert G. Crane, The Earth System 2nd edition, Pearson Prentice Hall, 2004, lk. 125.</ref>. Maa 5150-6360 [[Kilomeeter|kilomeetri]] paksust tahket [[sisetuum]]a ümbritseb 2890-5150 kilomeetri paksune vedel [[välistuum]], milles toimuvad sarnaselt [[vahevöö]]le soojuse ülekandega seonduvad aine [[konvektsioon]]ivoolud. Välistuuma moodustab suuremas osas sulaolekus raud, mis on hea elektrijuht. Maa pöörlemise ning konvektsiooni tõttu tekivad sularaua voolud, mis omakorda indutseerib elektromagnetvälja. Lihtsustatuna on nähtus kirjeldatav Ampere'i tsirukaltsioonilausega. Tänu [[Lorenzi jõud|Lorenzi jõule]] ja [[Coriolisi efekt]]ile on välistuumas konvektsioonivoolud spiraalse kujuga<ref>A. M. Soward, Geomagnetism and Palaeomagnetism, NATO ASI Series, 1988, lk. 298.</ref>. Spiraalselt liikuvad ioonid põhjustavad aga [[elektrivool]]u, mis omakorda genereerib dipoolisarnase magnetvälja.
 == Pooluste liikumine ==
 [[Image:NASA 54556main nmppath2001 med.gif|thumb|left|Maa põhjapooluse liikumine üle Kanada arktika, 1831&ndash;2001.<ref name ="NASA_1">NASA, http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2003/29dec_magneticfield/</ref>]]
-Pooluste liikumise kiiruseks on täheldatud kuni 40 kilomeetrit aastas. Nähtuse taga seisneb magnetvälja allikaks oleva välistuuma näiliselt iseseisev elu. Välistuum pöörleb aastas kuni 0.2 kraadi rohkem kui tahke maakoor. Lisaks on välistuuma sisesed protsessid ebakorrapärased. Mainitud mõjurite ning magnetvälja inklinatsiooniga pöörlemistelje suhtes selgitataksegi pooluste rännet.<ref name ="NASA_1"/>
+Pooluste liikumise kiiruseks on täheldatud kuni 40 kilomeetrit aastas. Pooluste rände põhjustavad arvatavalt välistuuma, milles magnetväli tekib, liikumise iseärasused. Välistuum pöörleb aastas kuni 0,2 kraadi rohkem kui tahke maakoor. Lisaks on välistuuma sisesed protsessid ebakorrapärased. Mainitud mõjurite ning magnetvälja inklinatsiooniga pöörlemistelje suhtes selgitataksegi pooluste rännet.<ref name ="NASA_1"/>
 == Pooluste vahetumine ==
-Maa magnetvälja ajaloo üheks uurimisvõimaluseks on näiteks ookeanide riftivööndite tardlaava uurimine. Osad basaltkivimid säilitavad tardumisel välise magnetvälja suuna. Pooluste vahetumisel välja suund muutub. Korduvatel pooluste vahetumisel tekib miljonite aastate lõikes erisuunaliste magnetväljadega tardkivimite kihistik. Erinevate meetoditega on võimalik kihtide vanust määrata.
+Maa magnetvälja ajalugu kajastub muu hulgas ookeanipõhja riftivööndites tardlaavas. Osad basaltkivimid säilitavad tardumisel välise magnetvälja suuna. Pooluste vahetumisel välja suund muutub. Korduvatel pooluste vahetumisel tekib miljonite aastate lõikes erisuunaliste magnetväljadega tardkivimite kihistik. Erinevate meetoditega on võimalik kihtide vanust määrata.
-Viimane vahetumine toimus ligikaudu 780 000 aastat tagasi. Vahetumine on ebaregulaarne, keskmiselt 300 000 aastase perioodiga, nähtus. Järgmist pooluste vahetumise sündmust ei osata seetõttu ette ennustada<ref name="NASA_1"/>. Tekkepõhjusteks arvatakse ühest küljest stohhastilisi protsesse. Teisest küljest võib vahetumist põhjustada näiteks laama subduktsioon, mis põhjusab Maa tektoonikas muutusi ning tekitab magnethäireid, mis võiks pöördumisele aluseks olla. Juhul kui magnetväli selles protsessis hajub, siis võtab see aega kuni paar tuhat aastat<ref name="NASA_1"/>.
+Viimane vahetumine toimus ligikaudu 780 000 aastat tagasi. Vahetumine on ebaregulaarne, keskmiselt 300 000 aastase perioodiga, nähtus. Järgmist pooluste vahetumise sündmust ei osata seetõttu ette ennustada<ref name="NASA_1"/>. Tekkepõhjusteks arvatakse ühest küljest stohhastilisi protsesse. Teisest küljest võib vahetumist põhjustada näiteks laama subduktsioon, mis võib vahevöö konvektsiooni häirida ning pöördumisprotsessi algatada. Juhul kui magnetväli selles protsessis hajub, siis võtab see aega kuni paar tuhat aastat<ref name="NASA_1"/>.
 == Välja tugevus ==
-Magnetvälja tugevus on suurim poolustel ning nõrgim ekvaatoril. Globaalselt jääb magnetvälja tugevus 0.25 - 0.65 gaussi piiresse. Võrdlusena on keskmise külmkapimagneti tugevus ligikaudu 100 gaussi. Välja tugevuse miinimum on Lõuna Ameerika kohal, maksimum aga Põhja-Kanda, Siberi ning Austraaliast lõunasse jääval Antarktika ranniku kohal.<ref> NOAA, http://www.ngdc.noaa.gov/geomag/</ref>
+Magnetvälja tugevus on suurim poolustel ning nõrgim ekvaatoril. Globaalselt jääb magnetvälja tugevus 0,25 - 0,65 Gaussi piiresse. Võrdlusena on keskmise külmkapimagneti tugevus ligikaudu 100 Gaussi. Välja tugevuse miinimum on Lõuna Ameerika kohal, maksimum aga Põhja-Kanda, Siberi ning Austraaliast lõunasse jääval Antarktika ranniku kohal.<ref> NOAA, http://www.ngdc.noaa.gov/geomag/</ref>
 Maa magnetvälja tugevus on alates 19. sajandist vähenenud kuni 10% võrra <ref name="NASA_1"/>