4 . Магнитное поле Земли.

Рис. 1.

Земля представляет собой огромный шаровой магнит. В любой точке пространства, окружающего Землю, и на её поверхности обнаруживается действие магнитных сил. В пространстве, окружающем Землю, создаётся магнитное поле, силовые линии которого изображены на рис.1. Сложную картину основного геомагнитного поля в первом приближении можно представить полем однородно намагниченного шара, магнитный момент которого направлен под углом 11,5⁰ к оси вращения Земли (рис.1 ). Отклонение действительного распределения геомагнитного поля однородно намагниченного шара называют магнитными аномалиями. Локальные магнитные аномалии могут быть вызваны неравномерным распределением в земной коре ферромагнитных минералов. Точки Земли, в которых напряженность магнитного поля имеет вертикальное направление, называют магнитными полюсами. Напряженность магнитного поля на поверхности Земли сильно зависит от географического положения. Так на магнитном экваторе около 23 А/м, а у магнитных полюсов около 53 А/м. Основная часть магнитного поля Земли, по современным воззрениям, имеет внутриземное происхождение. Магнитное поле Земли создаётся её ядром. Внешнее ядро Земли жидкое и металлическое. Металл – проводящее ток вещество, и если бы существовали в жидком ядре постоянные течения, то соответствующий электрический ток создавал бы магнитное поле. Благодаря вращению Земли, такие течения в ядре существуют, т.к. Земля в некотором приближении является магнитным диполем, т.е. своеобразным магнитом с двумя полюсами: южным и северным. Для объяснения магнитногополя вращающегося объекта Вселенной существует гипотеза связи массы (m) и гравитационногоэлектрического заряда (q):

q = ρm,

где ρ = 8,6164. 10^-11(заряд/кг). Если вращающееся тело имеет электрический заряд, то вращение заряда создает ток I, который создает магнитное поле. По формуле Био-Савара-Лапласа легко рассчитать напряженность магнитного поля;

H = I/2R = q/(8πTR) (А/м).

где R – радиус планеты, T – период вращения.

Вектор H напряжённости магнитного поля Земли можно разложить на две составляющие: горизонтальную H₀ и вертикальную H_ά . Значение углов наклонения и склонения, а также горизонтальной составляющей H₀ дают возможность определить величину и направление полной напряжённости магнитного поля Земли в данной точке. Если магнитная стрелка может свободно вращаться лишь вокруг вертикальной оси, то она будет устанавливаться под действием горизонтальной составляющей магнитного поля Земли в плоскости магнитного меридиана. Горизонтальная составляющая H₀, магнитное склонение  и наклонение  называются элементами земного магнетизма. Все элементы земного магнетизма изменяются с течением времени.

Северный полюс расположен в точке, находящейся приблизительно на 73° северной широты и 96° западной долготы, северный полюс иглы для грубых определений наклонения оказался направлен точно вниз, указывая, что северный магнитный полюс Земли находится непосредственно в этой точке. Южный магнитный полюс Земли находится в Антарктиде на 72° южной широты и 155° восточной долготы. Через точки, расположенные на половине расстояния между магнитными полюсами, проходит магнитный экватор.