JORDENS MAGNETOSFÆRE: EGENSKAPER, STRUKTUR, GASSER - FYSISK - 2026

Den magneto av jorden er den magnetiske omhylling av planeten mot strømmen av ladede partikler som Solen avgir kontinuerlig. Det er forårsaket av samspillet mellom sitt eget magnetfelt og solvinden.

Det er ikke en unik eiendom på jorden, siden det er mange andre planeter i solsystemet som har sitt eget magnetfelt som: Jupiter, Merkur, Neptun, Saturn eller Uranus.

Figur 1. Jordens magnetosfære og dens samspill med solvinden. Kilde: Wikimedia Commons.

Denne strømmen av materie som strømmer fra de ytre lagene av stjernen vår, gjør det i form av sjeldent stoff, kalt plasma. Dette regnes som den fjerde tilstanden av saken, lik den gassformige tilstanden, men hvor høye temperaturer har gitt en elektrisk ladning til partiklene. Den består hovedsakelig av protoner og frie elektroner.

Solcorona avgir disse partiklene med så mye energi at de kan unnslippe tyngdekraften, i en kontinuerlig strøm. Det er den såkalte solvinden, som har sitt eget magnetfelt. Dens innflytelse strekker seg over hele solsystemet.

Takket være samspillet mellom solvinden og det geomagnetiske feltet, dannes en overgangssone som omslutter jordas magnetosfære.

Solvinden, som har en høy elektrisk ledningsevne, er ansvarlig for å forvrenge jordas magnetfelt, og komprimerer den på siden som vender mot solen. Denne siden kalles dagsiden. På motsatt side, eller natt side, beveger feltet seg fra solen og linjene strekker seg ut og danner en slags hale.

kjennetegn

- Områdene med magnetisk påvirkning

Solvinden modifiserer jordas magnetfeltlinjer. Hvis ikke for ham, ville linjene bli utvidet til uendelig, som om det var en stolpe magnet. Samspillet mellom solvinden og jordas magnetfelt gir opphav til tre regioner:

1) Interplanetær sone, der påvirkningen av jordas magnetfelt ikke er synlig.

2) Magnetofunda eller magnetoenvelope, som er det området der samspillet mellom bakkefeltet og solvinden oppstår.

3) Magnetosphere, er det området i rommet som inneholder jordas magnetfelt.

Magnetodekket er begrenset av to veldig viktige overflater: magnetopausen og støtfronten.

Figur 2. Magnetosfærens struktur. Kilde: Wikimedia Commons.

Magnetopausen er magnetosfærens grenseoverflate, omtrent 10 jordradier på dagsiden, men den kan komprimeres ytterligere, spesielt når store mengder masse kastes fra solcoronaen.

Sjokkfronten eller sjokkbuen er på sin side overflaten som skiller magneto-kappen fra den interplanetære sonen. Det er i denne kanten hvor det magnetiske trykket begynner å bremse solvindpartiklene.

- Det indre av magnetosfæren

I diagrammet i figur 2, i magnetosfæren eller hulrommet som inneholder jordas magnetfelt, skiller man godt differensierte områder:

- Plasmasphere

- Plasmaark

- Magneto lim eller magnetisk lim

- Nøytralt poeng

Plasmasfære

Plasmasfæren er et område dannet av et plasma av partikler fra ionosfæren. Partikler som kommer direkte fra solcoronaen som har klart å snike seg inn, vil også stoppe der.

Alle danner et plasma som ikke er så energisk som solvinden.

Denne regionen begynner 60 km over jordoverflaten og strekker seg opptil 3 eller 4 ganger jordens radius, inkludert ionosfæren. Plasmasfæren roterer langs jorden og overlapper delvis med de berømte Van Allen-strålingsbeltene.

Magneto lim og plasma ark

Endringen i retning av jordfeltet på grunn av solvinden, oppstår magnetotail, og også en begrenset sone mellom magnetfeltlinjer med motsatte retninger: plasmasjiktet, også kjent som et aktuelt ark, av flere jordradier tykke .

Nøytralt poeng

Endelig er det nøytrale punktet et sted hvor intensiteten til magnetisk kraft er fullstendig avbrutt. En av dem er vist i figur 2, men det er flere.

Mellom dagen og natten en del av magnetopausen er det en diskontinuitet, kalt cusp, der linjene med magnetisk kraft konvergerer mot polene.

Det er årsaken til nordlyset, siden partiklene i solvinden roterer i en spiral etter magnetlinjene. Dermed klarer de å nå den øvre atmosfæren på polene, ioniserer luften og danner plasmaer som avgir sterkt farget lys og røntgenstråler.

gasser

Magnetosfæren inneholder betydelige mengder plasma: en ionisert gass med lav tetthet som består av positive ioner og negative elektroner, i proporsjoner slik at helheten er nesten nøytral.

Tettheten av plasma er svært varierende, fra 1 til 4000 partikler per kubikkcentimeter, avhengig av området.

Gassene som oppstår i plasma fra magnetosfæren kommer fra to kilder: solvinden og den jordiske ionosfæren. Disse gassene danner et plasma i magnetosfæren som består av:

- Elektroner

- Protoner og 4% av

- Alfapartikler (heliumioner)

Komplekse elektriske strømmer skapes i disse gassene. Plasmastrømintensiteten i magnetosfæren er omtrent 2 x 10 ²⁶ ioner per sekund.

På samme måte er det en svært dynamisk struktur. For eksempel er plasma-halveringstiden flere dager i plasma, og bevegelsen er først og fremst roterende.

I kontrast derimot, i mer ytre regioner av plasmasjiktet, er halveringstiden timer og bevegelsen avhengig av solvinden.

Gassene fra solvinden

Solvinden kommer fra solcoronaen, det ytre laget av stjernen vår, som har en temperatur på noen millioner Kelvin. Stråler av ioner og elektroner skyter ut derfra og sprer seg gjennom rommet med en hastighet på 10 ⁹ kg / s eller 10 ³⁶ partikler per sekund.

De veldig varme gassene som kommer fra solvinden, gjenkjennes av innholdet av hydrogen og heliumioner. Den ene delen klarer å komme inn i magnetosfæren gjennom magnetopausen, gjennom et fenomen som kalles magnetisk tilkobling.

Solvinden utgjør en kilde til materietap og solvinkelmomentet, som er en del av dens utvikling som en stjerne.

Gasser fra ionosfæren

Den viktigste kilden til plasma i magnetosfæren er ionosfæren. Der er de dominerende gassene oksygen og hydrogen som kommer fra jordens atmosfære.

I ionosfæren gjennomgår de en ioniseringsprosess på grunn av ultrafiolett stråling og annen høyenergistråling, mest fra solen.

Ionosfærens plasma er kaldere enn solvinden, men en liten brøkdel av dens raske partikler er i stand til å overvinne tyngdekraften og magnetfeltet, så vel som å komme inn i magnetosfæren.

referanser

1. ILCE Digital Library. Solen og jorden. Et stormfullt forhold. Gjenopprettet fra: Bibliotecadigital.ilce.edu.mx.
2. GRYTE. Magnetosfærens hale. Gjenopprettet fra: spof.gsfc.nasa.gov.
3. GRYTE. Magnetopausen. Hentet fra: spof.gsfc.nasa.gov.
4. Oster, L. 1984. Modern Astronomy. Redaksjonell Reverté.
5. Wikipedia. Magnetosfære. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org.
6. Wikipedia. Sol-vind. Gjenopprettet fra: es.wikipedia.org.