Dünyanın Manyetik Alan Sonuçları
Dünyanın manyetik alanı neden değişiyor ve bunun etkileri neler olabilir?
- Letícia Mori
- BBC News Brezilya
Kaynak, Getty Images
Yerkürenin manyetik alanında meydana gelen beklenmedik hareketler bilim insanlarının ilgisini çekti.
Üzerinde yaşadığımız gezegenin çekirdeği, sıvı haldeki metallerden oluşuyor. Bu da yerkürenin kuzey ve güney kutuplarıyla aslında devasa bir mıknatıs gibi çalışmasına neden oluyor.
Her iki kutup da coğrafi kutup noktalarına benzer yerlerde bulunuyor.
Manyetik alan aslında yerküre etrafındaki güçlerin oluşturduğu bir "katman".
Manyetosfer
Manyetosfer olarak bilinen bu alan, yerküredeki hayat açısından olağanüstü bir öneme sahip.
Sao Paulo Üniversitesi'nden yerbilimci Ricardo Ferreira Trindade, "Manyetik alan bizi, çok ciddi tehlikeler yaratma riski taşıyan güneş rüzgarına (elektron, proton ve alfa parçacıklarından oluşan plazma dalgaları) karşı bizi koruyor" dedi.
Manyetik alan büyük oranda, likit metallerin yerkürenin iç çekirdeğine doğru hareket etmesiyle ortaya çıkıyor.
Bu hareketin değişmesiyle birlikte manyetik alan da değişim gösteriyor.
Ancak, Trindade'e göre, son 10 yılda manyetik alan daha önce hiç görülmediği kadar hızlı şekilde değişti.
Örneğin, her ne kadar belli bir aralık içerisinde kalsa da, manyetik kuzey kutbu sürekli olarak bulunduğu pozisyonu değiştiriyor.
Değişim yönünü tahmin etmek mümkün olmamakla birlikte değişim hızının ise sabit olduğu görülüyor.
Son günlerde manyetik kuzey kutbunun yeri Kanada'dan Siberya'ya doğru bilim insanlarının öngördüğünden çok daha hızlı şekilde hareket etti.
Modeller
Bu durum, yerçekimi alanında çalışmalar yapan uzmanları, manyetik güçlerin bir haritası olan Dünya Manyetik Modeli'ni (WMM) güncellemek zorunda bıraktı.
Bu harita, askeri ve sivil navigasyon alanının yanı sıra Google Haritalar gibi akıllı telefon uygulamaları tarafından da yaygın şekilde kullanılıyor.
Trindade, "Bu harita, beş yıl boyunca dünyanın farklı noktalarından yapılan bir dizi gözlemin sonucunda ortaya çıkarıldı. Buradan hareketle, zaman ve mekanda meydana gelen değişiklikleri gösteren bir küresel model oluşturuldu. Bu model, uydu konumlandırması için bile temel alınıyor" dedi.
WMM'nin en yeni versiyonu yılında yayımlandı ve bunun yılına kadar geçerli kalması öngörülüyordu.
Ancak manyetosferde meydana gelen değişimlerin hızı, bilim insanlarını 30 Ocak'ta yeni bir güncelleme yayımlamak durumunda bıraktı.
Kutupta meydana gelen değişikliğin yanı sıra bu güncellemeyi gerekli kılan bir diğer gelişme de yılında Güney Amerika üzerinde tespit edilen elektromanyetik darbe oldu.
Bu öngörülemeyen değişiklikler mevcut model üzerindeki hata miktarını da artırdı.
Dünyanın önde gelen bilim dergilerinden Nature'a göre, ABD'li ve İngiliz araştırmacılar, mevcut WMM'in neredeyse kabul edilebilir düzeylerin ötesinde geri kaldığını ve navigasyonda hatalar doğurabilecek durumda olduğunu söylüyor.
Uydu güvenliği
WMM aynı zamanda Dünya'nın yörüngesinde bulunan ekipmanların güvenliği açısından da hayati rol oynuyor.
Manyetik alan, güç anlamında eşit olmayan bir şekilde dağılıyor ve zayıf olduğu yerlerde ise daha az bir koruma sağlıyor.
Özellikle yüksek rakımlı bölgeler, güneş rüzgarına daha açık hale geliyor.
Trindade, "Bu tarz bölgelerde bulunan hava ekipmanları, uydu ve teleskopların zarar görme ihtimali de daha yüksek" dedi.
Neden oluyor?
Bilim insanları halen bu değişikliklerin arkasında yatan nedenleri anlamaya çalışıyor.
Leeds Üniversitesi tarafından 'de yapılan bir araştırmada, kuzey kutbunun hareketlerinin, Kanada üzerinde yerkürenin kabuğunun altında meydana gelen likit demir jet akımıyla bağlantısı olabileceği belirtiliyor.
Araştırmaya imza atan bilim insanlarından Philip W. Livermore, Sibirya üzerindeki manyetik alan gücün korurken, Kanada üzerindeki alanın zayıflıyor olabileceğini ve bunun da kutbu Rusya'ya doğru daha hızlı bir şekilde "çekiştiriyor" olabileceğini söyledi.
Aslında yerkürenin manyetik alanı o kadar değişken ki, dünyanın oluşumundan bu yana kuzey ve güney kutupları birçok defa yer değiştirdi.
Mevcut yapı, son yıldır aynı şekilde duruyor ancak her an bunun değişmeye başlaması söz konusu olabilir.
Etkisi ne olabilir?
Sao Paulo Üniversitesi'nden bir diğer yerbilimci Marcia Ernesto da kutupların yer değiştirmesinin yıl gibi zaman alabileceğini düşünüyor.
Peki ama endişelenmeli miyiz? Bilim insanları, bu durumun teknolojik alanda sıkıntı yaratabileceğini ancak arı, somon, kaplumbağa, balina, bakteri ve güvercin gibi yönünü bulurken jeomanyetizm kullanan hayvan türlerini de etkileyebilir.
Ernesto, "Manyetik alandaki değişimlerin hız kazanması, kutupların yer değiştirebileceğinin habercisi olabileceği gibi, aynı zamanda anlık bir değişimin de işareti olabilir" dedi.
Dünyanın Manyetik Alanı
Bir pusula mıknatısının bir kuzey bir de güney kutbu vardır demek yerine bir kuzeyi gösteren bir de güneyi gösteren kutbu vardır demek daha doğrudur. Bir mıknatısın kuzey kutbu, Dünya&#;nın coğrafik kuzey kutbuna yani güney manyetik kutbuna doğru çekilir. Bundan Dünya&#;nın kuzey manyetik kutbunun güney coğrafik kutbunun yakınına yerleşmiş olduğu sonucu çıkarılabilir.
Yerin manyetik alanı, şekilde gösterildiği gibi bir mıknatısın manyetik alanına benzemektedir. Yatay ve düşey eksenler et- rafında dönebilecek biçimde asılan bir pusula iğnesi ekvatora yakın yerlerde yeryüzüne paraleldir. Kuzeye doğru gidildikçe iğnesinin kuzey kutbu Dünya yüzeyini gösterecek şekilde döner.
Kanada&#;da Hudson körfezinin hemen kuzeyindeki bir noktada, pusula iğnesinin kuzey kutbu tam aşağıya doğru yönelir. İlk kez de bulunan bu yer Dünya&#;nın güney manyetik kutbunun bulunduğu konum olarak düşünülmüştür. Bu yer, Dünya&#;nın coğrafik kuzey kutbundan yaklaşık mil uzakta olup tam konumu zamanla çok az değişmektedir. Dünya&#;nın kuzey manyetik kutbu, güney coğrafik kutbundan mil uzaktadır. Bu nedenle bir pusula iğnesinin kuzeyi gösterdiği yaklaşık olarak doğrudur.
Coğrafik kuzey kutup olarak tanımlanan gerçek kuzey ile pusulanın gösterdiği kuzey arasındaki farka manyetik sapma denir. Manyetik sapma, Dünya üzerinde noktadan noktaya göre değişir. Örneğin Fl0rida&#;dan Büyük Göllere (Great Lakes) kadar uzanan hat boyunca bir pusula gerçek kuzeyi gösterir, Waşington&#;da ise gerçek kuzeyin 25° doğusuna yönelir.
Dünya&#;nın manyetik alan deseni, Dünya&#;nın derinliklerindeki bir çubuk mıknatısın oluşturabileceği alan desenine benziyorsa da Dünya&#;nın alan kaynağını, büyük kütleli ve sürekli olarak mıknatıslanmış maddeler değildir. Dünya&#;nın yüzeyinin altındaki derin tabakalarda büyük miktarda demir filizi vardır. Ancak Dünya&#;nın çekirdeğindeki yüksek sıcaklık demirin sürekli bir mıknatıs olmasını engeller.
Bilim adamları, Dünya&#;nın manyetik alanın gerçek kaynağının, merkezindeki yük taşıyan konveksiyon akımları olduğunu sanmaktadır. İçteki sıvıda dönen iyonlar ve elektronlar, bir tel ilmekteki akımın bir manyetik alan oluşturması gibi bir manyetik alan oluşturabilirler.
Bir gezegenin manyetik alan şiddetinin, gezegenin dönme hızına bağlı olduğunu belirten kuvvetli deliller vardır. Örneğin Jupiter, Dünya&#;dan daha hızlı döner ve son zaman uzay araştırmaları ile Jupiter&#;in manyetik alanının Dünya&#;nınkinden daha büyük olduğu saptanmıştır. Venüs, Dünya&#;dan daha yavaş döner ve manyetik alanının Dünya&#;nınkinden daha zayıf olduğu bulunmuştur. Dünya&#;nın manyetizmasıyla ilgili çalışmalar devam etmektedir.
Dünya&#;nın manyetik alanı ile ilgili ilginç bir tespitte son bir milyon yıl içinde manyetik alanın bir çok kez yön değiştirmesidir. Bunun için gerekli kanıtı içinde demir içeren bir taş (bazalt) vermektedir. Bazalt, okyanus tabanındaki volkanik fışkırmalarla ortaya çıkar. Lavlar soğurken o katılaşır ve Dünyanın manyetik alanının bir resmini korur. Taşların yaşları belirlenerek manyetik alanın yön değiştirme periyodu bulunur.
Manyetik Alanı Değiştirelim
Bilmekte Fayda Var!
Dünyanın Manyetik Alanı Nasıl Oluşur?
Dünya’nın yarıçapı yaklaşık kilometre olan çekirdeğinde büyük oranda demir ve az miktarda nikel eriyik hâlde bulunur. Dünya’nın manyetik alanı da çekirdekteki elektrik yüklü demir ve nikel atomlarının hareketlerinden kaynaklanır. Bu durum Dünya’nın dev bir mıknatıs gibi davranmasına neden olur. Oluşan bu manyetik alan, canlı hayatını önemli ölçüde etkiler. Manyetik alan, canlılar için yaşamsal tehdit oluşturan radyasyona karşı kalkan vazifesi görmesinin yanı sıra insanların ve bazı canlıların yön bulması konusunda da kolaylık sağlar.
Dünya’nın biri coğrafi Kuzey Kutbu, diğeri de coğrafi Güney Kutbu yakınlarında olmak üzere iki manyetik kutbu vardır. Manyetik kuzey kutbu coğrafi Güney Kutbu yakınlarında, manyetik güney kutbu ise coğrafi Kuzey Kutbu civarında yer alır. Zıt manyetik kutuplar birbirini çeker, benzer manyetik kutuplar ise birbirini iter. Bu yüzden bir pusulanın manyetik iğnesinin kuzey kutbu coğrafi kuzeyi, güney kutbu ise coğrafi güneyi işaret eder.
VectorMine/iStock
Dünya'nın manyetik alanı
Tasarla ve Yap köşesinin bu projesinde, uygun malzemeler kullanarak Dünya’nın manyetik alanından daha güçlü bir manyetik alan üretip bu manyetik alanı pusula yardımıyla gözlemliyoruz.
Nelere İhtiyacımız Var?
- 1 adet 20 cm x 30 cm boyutlarında ambalaj kartonu
- 1 adet 20 cm x 20 cm boyutlarında ambalaj kartonu
- 2 adet 10 cm x 20 cm boyutlarında ambalaj kartonu
- 1 adet 3 cm x 25 cm boyutlarında ambalaj kartonu
- 1 adet 2,5 mm kalınlığında, 2,40 m uzunluğunda iletken kablo
- 1 adet krokodil kablolu dörtlü pil yatağı
- 4 adet 1,5 V’luk kalem pil
- 6 adet mini pusula
- 1 adet 15 cm çapında Dünya görseli
- Cetvel
- Kurşun kalem
- Silikon tabancası ve silikon
- Makas
- Şeffaf bant
Uyarı:
Kesici ve delici aletleri kullanırken dikkatli olalım. Silikon tabancasının elimizi yakmamasına dikkat edelim.
Ne Yapıyoruz?
Ne Oldu?
Pil yatağından çıkan kırmızı krokodil kabloyu kare şeklindeki iletken kabloya temas ettirdiğimizde telin üzerinden elektrik akımı geçmeye başladı. Elektrik yüklerinin hareketlerinin ortaya çıkardığı manyetik alan pusulaların iğnelerini saptırdı.
Oluşan manyetik alanın büyüklüğü telden geçen akımın büyüklüğü ile doğru orantılıdır. Telden uzaklaştıkça manyetik alanın büyüklüğü azalır. Bu durumu pusulamızı iletken tellere yaklaştırıp uzaklaştırarak gözlemleyebiliriz.
Düşünelim!
- Pil yatağı ile iletken kablo arasındaki bağlantıların yerini değiştirirsek pusula iğnelerinin sapma yönünde bir değişiklik gözlemler miyiz?
Kaynaklar:
Yazar Hakkında:
Namdar Gürsönmez
İzmir Çiğli-Karşıyaka Aydoğan Yağcı Bilim ve Sanat Merkezi Fen Bilimleri Öğretmeni
Dünya'nın bir Dünyanın manyetik alanı hala hayatta olduğumuz için teşekkürler. Bu manyetik alan, gezegenin içinden dışarıya ve güneş rüzgarıyla buluştuğu uzaya uzanır. Jeomanyetik alan adıyla da bilinir ve sonuncusu olan çekirdekte bulunan metallerin miktarı ile verilir. Dünyanın katmanları.
Bu yazıda, Dünya'nın manyetik alanının önemini, kökenini, işlevini ve şu anda onunla neler olduğunu göreceğiz.
Indeks
Nedir?
Sanki gezegenimizin içinde sahip olduğumuz bir tür mıknatıs gibi. Manyetik alan, Dünya'nın çekirdeğinde var olan sözde konveksiyon akımlarından kaynaklanan bir tür elektrik akımıyla üretilir. Bu elektrik akımları, çekirdekte demir ve nikel gibi büyük miktarda metal bulunduğundan meydana gelir. Konveksiyon akımlarının meydana geldiği sürece jeodinamik denir.
Bilim, bu Dünya'nın manyetik alanını uzun süredir inceliyor. Dünya'nın çekirdeği, ayın yaklaşık üçte ikisi büyüklüğündedir. Yaklaşık santigrat derecedir, bu nedenle demir neredeyse Güneş'in yüzeyi kadar sıcaktır. Dünyanın diğer katmanlarının uyguladığı bir baskı olduğu için demirin sıvı olmadığını görebiliriz. Dış çekirdek, sıvı halde olan demir, nikel ve diğer metallerden oluşan km kalınlığında başka bir katmandır. Bunun nedeni, dış çekirdekteki basıncın daha düşük olması, dolayısıyla yüksek sıcaklıkların metallerin erimesine neden olmasıdır.
Dış çekirdekteki sıcaklık, basınç ve bileşimdeki farklılıklar, erimiş metalin sözde konveksiyon akımlarına neden olan şeydir. Daha soğuk, daha yoğun madde batar, daha sıcak, daha az yoğun madde yükselmeye başlar. Atmosferdeki hava kütlelerinde olanla aynıdır. Bunu da saymalıyız, coriolis etkisi Dünyanın dönme hareketi nedeniyle de hareket eder. Sonuç olarak, erimiş metalleri karıştıran girdaplar oluşturulur.
Nasıl oluşur
Çoğunlukla demirden oluşan sıvının sürekli hareketi, karşılığında manyetik alan üreten elektrik akımlarını oluşturan şeydir. Elektrik yüklü metaller bu manyetik alanlardan geçer ve kendi elektrik akımlarını oluşturmaya devam eder. Bu şekilde döngü sürdürülür. Tam ve kendi kendine yeten döngüye jeodinamik denir.
Coriolis kuvveti, birçok manyetik alanın aynı yönde hizalanmasına neden olan bir spirale neden olur. Tüm bu manyetik kuvvet çizgilerinin birleşik etkisi, Dünyayı saran manyetik alanı yaratır.
Dünyanın manyetik alanıyla ilgili olan Dünya katmanından veya atmosferden bahsettiğimizde, manyetosferden söz ederiz. Dışarıda olan, gezegeni çevreleyen ve tamamen bu Dünyanın manyetik alanı tarafından kontrol edilen atmosferin alanıdır. Manyetosferin şekli, yüzeye çarpan güneş rüzgarı tarafından verilir. Bu güneş rüzgarı manyetosferin bir kısmını sıkıştırır ve bu nedenle karşı tarafı genişletir. Bu büyük genişleme "manyetik kuyruk" olarak bilinir.
Güneş rüzgarı, büyük yıldızımız Güneş'in faaliyetidir. Bu güneş rüzgarı, atmosferimize girerse, küresel olarak telekomünikasyon sistemlerinde ciddi hasara neden olabilir. İçinde yaşadığımız teknolojik çağ için felaket olur. GPS başarısız olurdu, telefon kapsama alanı, radyo dalgaları veya televizyon vb. Yoktu. Bu nedenle manyetosferin varlığı sayesinde korunuyoruz.
Dünyanın manyetik alanının özellikleri
Bilimin yıllar içinde keşfettiği bu manyetik alanın özelliklerini ve bununla ilgili binlerce çalışma ile analiz edeceğiz.
- Manyetik alanın yoğunluğu ekvator yakınlarında en düşük ve kutuplarda en yüksektir.
- Dış sınır manyetopozdur.
- Manyetosfer, güneş rüzgarının etkisi altında dinamik bir şekilde hareket eder. Aktivitesine bağlı olarak, bir tarafı daha fazla sıkıştırılabilir ve diğer tarafa genişleyebilir ki buna manyetik kuyruk denir.
- Kuzey ve güney manyetik kutupları coğrafi kutuplarla aynı değildir. Örneğin, manyetik ve coğrafi kuzey kutupları arasında yaklaşık 11 derece sapma vardır.
- Alanın yönü yavaşça değişiyor ve bilim adamları yön değişikliğini inceliyorlar. Hareket yılda 40 mil hızlandı.
- Deniz tabanındaki bazı mineraller sayesinde incelenen çeşitli jeolojik kayıtlar var. manyetik alan son milyon yılda yüzlerce kez tamamen tersine çevrildi. Bu ters çevirmede, kutuplar, geleneksel bir pusula kullanırsak, kuzeyi göstermeyecek, güneyi gösterecek şekilde zıt uçlarda olacaktır.
Manyetik alanın önemi
Manyetik alanın önemini görebilmeniz için, hangi işlevleri yerine getirdiğini ve gezegenimizin etrafında olması için ne olduğunu açıklayacağız. Daha önce de bahsettiğimiz gibi, bizi güneş rüzgarının neden olabileceği zarardan koruyan şey budur. Bu manyetosfer sayesinde, güneş rüzgarını bazı çok çekici fenomenlerden algılayabiliriz. kuzey ışıkları.
Bu manyetik alan aynı zamanda bir atmosfere sahip olmamızdan da sorumludur. Atmosfer, bizi Güneş'in güneş ışınlarından koruyan ve yaşanabilir sıcaklığı koruyandır. Aksi takdirde, sıcaklıklar derece ile derece arasında değişir. Kuşlar ve kaplumbağalar gibi türler de dahil olmak üzere binlerce hayvanın göç dönemlerinde kendilerini yönlendirmek ve yön bulmak için manyetik alanı kullandıkları da söylenmelidir.
Umarım bu bilgilerle Dünya'nın manyetik alanı ve önemi hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz.