Maa magnetväli

Allikas: Vikipeedia

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[muuda | redigeeri lähteteksti]

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[muuda | redigeeri lähteteksti]

Pildil on näha spiraalse kujuga konvektsioonivoolud, mis on geodünamo-mudeli kohaselt Maa magnetvälja tekkepõhjuseks

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[muuda | redigeeri lähteteksti]

Maa põhjapooluse liikumine üle Kanada arktika, 1831–2001.[4]

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[muuda | redigeeri lähteteksti]

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[muuda | redigeeri lähteteksti]

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-Kanada, Siberi ning Austraaliast lõunasse jääval Antarktika ranniku kohal.[5] Maa magnetvälja tugevus on alates 19. sajandist vähenenud kuni 10% võrra [4]

Viited[muuda | redigeeri lähteteksti]

  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.
  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/

Välislingid[muuda | redigeeri lähteteksti]