ازمغناطیس زمین بیشتر بدانیم

مغناطیس زمین

    اگر چه قطب شمال عقربه قطب نما به سمت شمال قرار می‌گیرد اما در واقع جهت دقیق قطب شمال جغرافیایی را نشان نمی‌دهد. قطب شمال جغرافیایی محلی است كه محور چرخش زمین از آن عبور می‌كند.

    محل قطب شمال مغناطیسی بر قطب شمال جغرافیایی منطبق نیست و در حوالی هود سون بِی كانادا و به فاصله 1300km از آن قرار دارد.

مغناطیس زمین

  
  اندازه گیری‌های به عمل آمده در مورد میدان مغناطیسی اطراف زمین نشان می‌دهد كه زمین شبیه یك آهن‌ربای میله‌ای عمل می‌كند.
 

مغناطیس زمین

مغناطیس زمین

    همانطور كه از شكل بر می‌آید بر اساس این آهن‌ربایِ میله‌ایِ مجازی، می‌توان محور مغناطیسی برای زمین در نظر گرفت. محلی كه این محور سطح زمین را قطع می‌كند به عنوان قطب شمال مغناطیسی شناخته می‌شود. علت این نام گذاری این است كه در هر نقطه از زمین، قطب شمال ( N ) عقربه قطب نما به این سمت جهت می‌گیرد. به‌واسطه جاذبه قطب‌های نا‌هم‌نام می‌توان نتیجه گرفت قطب جنوب آهن‌ربایِ میله‌ایِ مجازیِ زمین در حوالی قطب شمال كره زمین قرار داشته باشد.  

مغناطیس زمین

پس لزوماً جهت عقربه قطب نما به سمت شمال جغرافیایی نبوده و به مقدار انحراف آن نسبت به شمال جغرافیایی "زاویه انحراف" می‌گویند. به عنوان مثال، در شهر نیویورك زاویه (فعلی) انحراف حدود غرب است، به این معنی كه عقربه قطب نما غربِ شمال جغرافیایی را نشان می‌دهد.

    گنجشك ها در طول مهاجرت به‌كمك میدان مغناطیسی زمین جهت یابی می‌كنند.

 

مغناطیس زمین

     نكته جالب اینكه محل قطب شمال مغناطیسی ثابت نیست بلكه سال به سال حركت می‌كند. به عنوان مثال محل فعلی آن حدود 770km شمال محل قبلی آن در سال 1904 است. به تغییر جهت عقربه قطب نما (در یك محل خاص) در سال های مختلف توجه كنید.

مغناطیس زمین

 

    جالبتر اینكه، محل قطب شمال و جنوب مغناطیسی در 30000  هزار سال پیش متفاوت از امروز بود.
 

مغناطیس زمین

 

    به تصویر زیر توجّه كنید. آیا خطوط میدان مغناطیسی موازی سطح زمین است؟

مغناطیس زمین

مغناطیس زمین

    همان‌طور كه ملاحظه می‌كنید خطوط میدان در تمامی نقاط موازی سطح زمین نیست. به عنوان مثال در نزدیكی قطب شمال مغناطیسی، خطوط میدان تقریباً عمود بر سطح زمین است.

زاویه‌ای كه میدان مغناطیسی با سطح زمین می‌سازد به عنوان "زاویه میل" شناخته می‌شود.

مغناطیس زمین

دید کلی

در هر نقطه‌ای در نزدیکی سطح زمین ، عقربه مغناطیسی آویزان از رشته یا واقع روی یک نقطه به ترتیب خاصی سمت گیری می‌کند (تقریبا در جهت شمال به جنوب). این واقعیت مهم به این معنا است که زمین میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند، مطالعه میدان مغناطیسی زمین برای مقاصد عملی و علمی از اهمیتی اساسی برخودار است.



تصویر




از زمانهای قدیم ، قطب نماها ، یعنی وسایلی بر اساس استفاده از میدان مغناطیسی زمین برای سمت گیری نسبت به چهار جهت اصلی ، بکار گرفته می‌شدند. قطب نمای مرسوم شامل یک عقره مغناطیسی و یک صفحه مدرج است و در جهت یابیها کاربرد وسیعی دارد.

از میدان مغناطیسی زمین چه استفاده‌هایی می‌شود؟

در دریانوردی و هوانوردی جدید ، دیگر قطب نمای مغناطیسی تنها وسیله‌ای برای سمت گیری و تعیین مسیر کشتی یا هواپیما نیست. برای این منظور وسایل دیگری نیز وجود دارد. با وجود این ، از اهمیت قطب نمای مغناطیسی به هیچ وجه کاسته نشده است. تمام کشتیها و هواپیماهای امروزی به قطب نمای مغناطیسی مجهزند. زمین شناسان ، شکارچیان و مسافران نیز از قطب نما خیلی استفاده می‌کنند. وجود میدان مغناطیسی زمین انجام پاره‌ای از بررسیهای مهم دیگر را میسر ساخته است. از آن جمله می‌توان از روشهای اکتشاف و مطالعه ذخایر آهن نام برد.



تصویر

قطبهای مغناطیسی زمین

مغناطیس زمین
پیرامون زمین را میدان مغناطیسی که ماینوتسفر یا مغناطو کره نامیده می‌شود احاطه نموده است. باید توجه داشت که نقاط به هم رسیدن خطوط میدان مغناطیسی روی سطح زمین قرار ندارد، بلکه قدری از آن پایینتر هستند. همچنین قطبهای مغناطیسی زمین با قطبهای جغرافیایی آن منطبق نیستند. محور میدان مغناطیسی زمین ، یعنی خط مستقیمی که از هر دو قطب مغناطیسی می‌گذرد، از مرکز زمین نمی‌گذرد و از اینرو قطر زمین نیست. مغناطو کره توسط دو عامل مشخص می‌شود: انحراف مغناطیسی و شیب مغناطیسی.

انحراف مغناطیسی عبارت است از زاویه انحراف عقربه مغناطیسی از نصف النهار جغرافیایی مورد نظر. خطوط واصل نقاط دارای انحراف مغناطیسی مساوی که خطوط هم گوشه نام دارند، در جنوب و شمال قطبین مغناطیسی که مخالف قطبین جغرافیایی است، همگرا می شود. برخی از محققان ، عدم تطابق قطبهای مغناطیسی و جغرافیایی را به توزیع نایکنواخت خشکی و آب در زمین توجیه می‌نمایند.

شیب مغناطیسی عبارت است از زاویه میان عقربه مغناطیسی نسبت به افق (در نیمکره شمالی سر شمالی عقربه و در نیمکره جنوبی عقربه به افق متمایل می شود). ضمن حرکت از استوا به سوی قطبین ، شیب مغناطیس افزایش می یابد. خط واصل نقاط دارای شیب صفر استوای مغناطیسی نام دارد . استوای مغناطیسی ، استوای جغرافیایی را در دو نقطه، یکی با 169˚ طول شرقی و دیگری با ˚23 طول غربی به جنوب و در نیمکره شرقی به شمال منحرف می گردد. در قطبین مغناطیسی شیب به ˚90 می رسد.



تصویر

مغناطش خود بخودی مواد در میدان مغناطیسی زمین

از مغناطش خودبخودی مواد در میدان مغناطیسی زمین استفاده‌های زیادی می‌شود. از جمله در ساخت مینهای مغناطیسی است که در عمق معینی زیر سطح آب قرار می‌دهند و با عبور کشتی از بالای آنها منفجر می‌شود. ساز و کاری که باعث صعود مین به سطح و انفجار آن می‌شود وقتی عمل می‌کند که عقربه مغناطیسی که می‌تواند حول میله‌ای افقی بچرخد، بر اثر میدان مغناطیسی کشتی که از بالای مین می گذرد، بتواند بگردد. معلوم شده است که کشتی همیشه خودبخود آهنربا می‌شود. برای محافظت در مقابل مینهای مغناطیسی دو روش بکار می‌برند:

مین روبی

این روش عبارت است از حمل مغناطیس نیرومندی که با طنابهای سیمی از هواپیمای در حال پرواز در ارتفاع کم در منطقه مین گذاری شده آویزان می‌شود. گاهی کابل سیمی دایره شکلی را بطور شناور روی آب قرار می‌دهند و جریانی از آن می‌گذرانند. بر اثر میدان مغناطیسی یا جریان ، ساز و کار مینها عمل می‌کند و بدون هیچ خسارتی منفجر می‌شوند.

خنثی سازی میدان مغناطیسی کشتی

این روش به این ترتیب است که حلقه هایی از سیم عایق بندی شده را به کشتی وصل می‌کنند و جریانی را از آنها می‌گذرانند، بطوری که میدان مغناطیسی این جریان مساوی و در خلاف جهت میدان مغناطیسی کشتی (که یک مغناطیس دائمی است) باشد. وقتی که این میدانها باهم ترکیب شوند، همدیگر را خنثی می‌کند و کشتی بدون اینکه ساز و کار مین را به کار اندازد از روی آن می‌گذرد.

آنچه باید بدانیم

  • از مدتها پیش (قرن شانزدهم) معلوم شده است که شبکه پنجره قائم به مرور زمان آهنربا می‌شود.

  • یکی از اولین پژوهشگران میدان مغناطیسی زمین ، گیلبرت (Gilbert) آزمایش زیر را در کتاب خود شرح داده است. اگر شخصی به یک میله آهنی که از شمال به جنوب قرار گرفته است با چکش بکوبد، میله آهنربا می‌شود.

  • در تدارک پرواز به قطب شمال ، بیشترین توجه به سمت گیری هواپیما در نزدیکی قطب مبذول می‌شود، زیرا قطبهای مغناطیسی معمولی در این فاصله به کلی از کار کردن باز می‌ماند و عملا بدون استفاده هستند

۱۰ عاقبت عجیب گرمای زمین

۱۰ عاقبت عجیب گرمای زمین
یکی از موضوعات مورد بحث در سال های اخیر، گرم شدن آب و هوای کره زمین است.
۱۰ عاقبت عجیب گرمای زمین

یکی از موضوعات مورد بحث در سال های اخیر، گرم شدن آب و هوای کره زمین است. گرم شدن زمین، نتیجه وارد شدن گازهای کربن دار مانند دی اکسیدکربن به جو زمین از طریق وسایل نقلیه، کارخانه ها و سایر منابع آلاینده است و پیش بینی های مختلفی درباره تاثیرات این پدیده (مانند آب شدن یخ های قطبی، بالاآمدن سطح آب دریاها، به زیر آب رفتن بعضی از خشکی ها و توفان های شدید) به عمل آمده است. اما تغییرات آب و هوای کره زمین از هم اکنون به بعضی از شیوه های عجیب تر هم تاثیرات خود را نشان داده است. بنابراین خودتان را آماده بروز اثرهای عجیبی مانند آتش سوزی های جنگلی شدید، ناپدیدشدن دریاچه ها، آلرژی های غیرعادی و احتمال بروز مجدد بیماری هایی که از مدت ها پیش ناپدید شده بودند، کنید.

۱) آلرژی های عجیب و غریب می آیندآیا حملات عطسه و خارش چشم ها که در هر بهار آزارتان می دهد، در سال های اخیر بدتر شده است؟ در طول چند دهه گذشته تعداد بیشتر و بیشتری از آمریکاییان به آلرژی های فصلی و آسم مبتلا شده اند. اگرچه تغییرات سبک زندگی و آلودگی محیطی ممکن است نهایتا افراد بیشتری را به عوامل آلرژی زایی که به وسیله هوا منتقل می شوند، مستعد کند، پژوهش ها نشان داده اند میزان بالاتر دی اکسید کربن و گرم شدن آب وهوای کره زمین باعث می شود که گیاهان زودتر شکوفا شوند و گرده های بیشتری تولید کنند. باوجود این مواد آلرژی زای بیشتر، فصل آلرژی می تواند بیشتر به طول انجامد.

۲) دریاچه ها خشک می شوند۱۲۵ دریاچه در مناطق قطبی در چند دهه گذشته ناپدید شده اند و این وضعیت نشان می دهد که گرم شدن کره زمین در نواحی نزدیک قطب به سرعت دارد عمل می کند. پژوهش ها در مورد اینکه این آب های ناپدیدشده به کجا رفته اند این احتمال را مطرح می کند که این دریاچه ها به زمین زیر خود فرورفته ا ند. هنگامی که دما بالا

می رود زمین های دایما یخ زده باز می شوند و آب دریاچه می تواند از طریق خاک نشت کند و آب دریاچه خالی شود. یک پژوهشگر این پدیده را به درآوردن توپی وان آب تشبیه می کند. هنگامی دریاچه ها ناپدید می شوند، جاندرانی که در آنها زندگی می کنند، نیز زیستگاه خود را از دست می دهند و می میرند.

۳) گیاهان در قطب ها می رویندگرچه ذوب شدن یخ ها در مناطق قطبی باعث مشکلاتی برای گیاهان و حیوانات در عرض های جغرافیایی پایین تر می شود، گیاهان خود مناطق قطبی که معمولا در طول سال در میان یخ و برف قرار دارند، با شروع زودتر بهار فرصت بیشتری برای رشد پیدا می کنند. پژوهش ها نشان داده اند در خاک های جدید در این مناطق نسبت به خاک های قدیمی میزان بالاتری کلروفیل که فراورده فتوسنتزاست دیده می شود.

۴) صدف حیوانات دریایی ضخیم می شودیک نگرانی مرتبط با افزایش میزان دی اکسیدکربن جو افزایش همزمان میزان این گاز در آب اقیانوس هاست، زیرا آب اقیانوس ها این گاز را از هوا در خود حل می کنند. افزایش میزان دی اکسیدکربن آب اقیانوس ها را اسیدی تر می کند و در نتیجه بعضی از جانداران صدف دار دریایی مجبور می شوند، زره محافظتی شان را تقویت کنند. در مقابل یک بررسی نشان داده است بعضی از این جانداران صدف دار در هنگام وجود دی اکسیدکربن بیشتر در آب دریا، راحت تر غلاف های شان را می سازند. بنابراین آثار دی اکسیدکربن ممکن است بر حسب نوع حیوان دریایی متفاوت باشد.

۵) آثار باستانی نابود می شوددر سراسر جهان، معابد، ساختمان های باستانی و سایر مکان هایی که به عنوان یادگارهای تمدن های گذشته وجود دارند، تا به حال توانسته اند در برابر انواع عوامل مخرب در امان بمانند، اما آثار فوری گرم شدن کره زمین ممکن است نهایتا آنها را ویران کند. افزایش سطح دریاها و تحولات جوی شدیدتر بالقوه می تواند این مکان های غیرقابل جایزیگزینی را تخریب کند. سیلاب های ناشی از گرم شدن کره زمین از هم اکنون در تایلند، به یک محل با تاریخ ۶۰۰ ساله، به نام سوکوتایی، را که زمانی پایتخت پادشاهی تایی (تایلند باستانی) بود، آسیب رسانده است.

۶) تنازع بقا دستخوش تغییر می شوددر حالی که گرمایش جهانی باعث می شود بهار شروع شود، پرنده ای که زودتر از تخم درآمده است، نه تنها کرم های بیشتری برای تغذیه نصیب خود می کند، بلکه با احتمال بیشتری ممکن است ژن هایش را به نسل بعدی هم منتقل کند. ازآنجایی که گیاهان زودتر شکوفا می شوند، برای حیواناتی که با تغییر دما مهاجرت می کنند، بهتر خواهد بود که در آن منطقه بمانند. آن جانورانی که بتوانند ساعت درونی زیستی شان را دوباره تنظیم کنند و به جلو بکشند، بخت بهتری برای تولید بچه هایی دارند که می توانند زنده بمانند و اطلاعات ژنتیکی شان را منتقل کنند و به این ترتیب، مشخصات ژنتیکی کل جمعیت آنها تغییر می کند.

۷) گونه های جانوری کوچک می شوندهمراه با افزایش درجه حرارت کره زمین، به نظر می رسد بعضی از گونه های حیوانی در حال کوچک تر شدن هستند. به نظر می رسد این تغییر در مقیاس کل اجتماعات جانوری و نیز گونه های منفرد حیوانات در حال رخ دادن است. گونه های کوچک تر در رقابت با گونه های بزرگ تر برنده می شوند؛ در جمعیت های جانوران حیوانات کم سن تری مشاهده می شوند و اندازه بعضی از حیوانات برای سن آنها، کوچک تر شده است. این پدیده در گونه های مختلف جانوری از ماهی گرفته تا گوسفند استرالیایی دیده شده است.

۸) سرعت ماهواره ها تغییر می کندبالارفتن میزان دی اکسید کربن در جو زمین حتی آثاری در فضا داشته است. هوا در بیرونی ترین لایه اتمسفر بسیار رقیق است، اما مولکول های هوا هنوز کششی ایجاد می کنند که سرعت ماهواره ها را کند می کند و مهندسان را وامی دارد تا به طور دوره ای این ماهواره ها را به مدار مناسب شان باز گردانند. اما میزان دی اکسیدکربن در اتمسفر در حال افزایش است. هنگامی که مولکول های دی اکسید کربن در لایه های پایین تر جو هنگام برخورد با یکدیگر انرژی را به صورت حرارت آزاد می کنند، هوا گرمتر می شود، اما در بیرونی ترین لایه اتمسفر مولکول ها پراکنده به ندرت به هم برخورد می کنند و انرژی خود را به صورت پرتوهایی به خارج از جو می فرستند و به این ترتیب هوای اطراف شان را سرد می کنند. هنگامی که دی اکسیدکربن بیشتری در این لایه فوقانی اتمسفر وجود داشته باشد، این پدیده سرد شدن شدت می گیرد و باعث می شود هوا به سمت پایین بیاید. بنابراین اتمسفر در این ناحیه رقیق تر می شود و ماهواره که با اصطکاک کمتری روبه رو است، سرعت بیشتری پیدا می کند.

۹) کوه ها بلند می شوندگرچه یک کوهنورد معمولی متوجه تغییر تدریجی ارتفاع کوه ها نمی شود، اما کوه های آلپ و سایر رشته کوه های جهان در طول قرن گذشته دچار افزایش تدریجی ارتفاع شده اند که در نتیجه ذوب شدن یخچال های روی آنهاست. برای هزاران سال وزن این یخچال ها روی سطح زمین فشار می آورده و آن را به پایین می رانده است. هنگامی که یخچال ها ذوب می شوند، این وزن آزاد می شود و سطح زمین به تدریج به بالا باز می گردد. به علت اینکه گرم شدن آب و هوای کره زمین ذوب این یخچال ها را سرعت بخشیده است، این کوه ها با سرعت بیشتری بالا می آیند.

۱۰) جنگل ها آتش می گیرندگرم شدن کره زمین، علاوه برذوب کردن یخچال ها و ایجاد توفان های گرمسیری شدیدتر، ایجاد آتش سوزهای جنگلی را هم افزوده است. در ایالات غربی آمریکا و نیز در اروپا در طول چند دهه گذشته، آتش سوزی های جنگلی بیشتری رخ داده و مناطق وسیع تری را برای مدت طولانی تری سوزانده است. دانشمندان این آتش سوزی ها را به درجه حرارت های بالاتر و ذوب زودرس یخ ها مرتبط می دانند. هنگامی که بهار زودتر شروع شود و یخ ها زودتر ذوب شوند، مناطق جنگلی خشک تر می شوند و برای مدت طولانی تری به این حال باقی می مانند و در نتیجه احتمال آتش سوزی آنها افزایش می یابد.

منبع: Live Science
روزنامه سلامت ( www.salamat.ir )