Il campo magnetico terrestre è il campo magnetico che circonda la Terra. A volte è chiamato campo geomagnetico.
Il campo magnetico terrestre è creato dalla rotazione della Terra e dal nucleo della Terra. Protegge la Terra dalle particelle nocive nello spazio. Il campo è instabile ed è cambiato spesso nella storia della Terra. Il campo magnetico crea poli magnetici che sono vicini ai poli geografici. Una bussola usa il campo geomagnetico per trovare le direzioni. Anche molti animali migratori usano il campo quando percorrono lunghe distanze ogni primavera e autunno. I poli magnetici si scambiano di posto durante un’inversione magnetica. Quando la Terra gira, le due parti del nucleo si muovono a velocità diverse e si pensa che questo generi il campo magnetico intorno alla Terra e la faccia sembrare come se avesse un grande magnete a barra al suo interno.
Caratteristiche
Il campo geomagnetico della Terra è creato a causa di due cose. I moti convettivi nel nucleo conduttore liquido all’interno del centro della Terra sono importanti per creare il campo magnetico. Quando i moti convettivi si verificano con le correnti elettriche intorno alla Terra, si crea il campo magnetico. La rotazione della Terra è ciò che mantiene il campo magnetico. L’interazione tra i moti convettivi e le correnti elettriche crea un effetto dinamo.
L’intensità del campo magnetico è maggiore vicino ai poli magnetici dove è verticale. L’intensità del campo è più debole vicino all’equatore dove è orizzontale. L’intensità del campo magnetico si misura in gauss.
Il campo magnetico è diminuito in forza attraverso gli ultimi anni. Negli ultimi ventidue anni, il campo è diminuito la sua forza 1.7%, in media. In alcune aree del campo, la forza è diminuita fino al 10%. La rapida diminuzione della forza del campo è un segno che il campo magnetico potrebbe invertirsi. L’inversione potrebbe avvenire nei prossimi mille anni. È stato dimostrato che il movimento dei poli magnetici è legato alla diminuzione della forza del campo magnetico.
Un’inversione geomagnetica è quando il polo magnetico nord e il polo magnetico sud si scambiano di posto. Questo è successo alcune volte nel corso della storia della Terra. L’inversione magnetica avviene dopo che la forza del campo raggiunge lo zero. Quando la forza comincia ad aumentare di nuovo, aumenterà nella direzione opposta, causando un’inversione dei poli magnetici. Il tempo che impiega il campo magnetico a subire un’inversione è sconosciuto, ma può durare fino a diecimila anni. Le inversioni magnetiche della Terra sono registrate nelle rocce, soprattutto nel basalto. Gli scienziati credono che l’ultima inversione geomagnetica sia avvenuta 780.000 anni fa.
Magnetosfera
La magnetosfera è creata dal campo magnetico. È l’area intorno alla Terra che agisce come uno scudo contro le particelle nocive del vento solare. La magnetosfera ha molti strati e strutture diverse, e il vento solare modella ognuno di questi strati. L’interazione tra il vento solare e la magnetosfera causa anche l’apparizione dell’aurora boreale e australe. La magnetosfera è molto importante per proteggere la Terra dalle tempeste solari che aumentano l’attività del vento solare. Le tempeste solari possono causare tempeste geomagnetiche che a volte hanno gravi effetti sulla Terra.
Le zone tra i poli magnetici nord e sud sono le linee del campo magnetico. Queste linee lasciano la Terra dal punto verticale del Sud e rientrano attraverso il punto verticale del Nord. Questi due punti verticali sono chiamati poli di immersione magnetica. I poli di immersione magnetica sono comunemente chiamati poli magnetici. I poli magnetici intersecano la terra in due punti. Il polo magnetico nord interseca la Terra a 78,3 N di latitudine e 100 W di longitudine. Questo pone il polo magnetico nord nel circolo polare artico. Il polo magnetico sud interseca la Terra a 78,3 S di latitudine e 142 E di longitudine. Questo colloca il polo magnetico sud in Antartide. I poli magnetici sono anche dove i campi magnetici sono più forti.
Poli magnetici della Terra
Polo magnetico nord
Il polo magnetico nord è il punto sulla superficie dell’emisfero nord della Terra dove il campo magnetico del pianeta punta verticalmente verso il basso. C’è solo un posto dove questo avviene, vicino al (ma distinto dal) Polo Nord geografico.
La sua controparte dell’emisfero meridionale è il Polo Magnetico Sud. Poiché il campo magnetico terrestre non è esattamente simmetrico, una linea tracciata da uno all’altro non passa attraverso il centro geometrico della Terra.
Il Polo Magnetico Nord si sposta nel tempo a causa dei cambiamenti magnetici nel nucleo della Terra. Nel 2001, era vicino a Ellesmere Island nel nord del Canada a 81°18′N 110°48′W / 81.3°N 110.8°W. A partire dal 2015, si pensa che il polo si sia spostato a est oltre la rivendicazione territoriale artica canadese a 86°18′N 160°00′W / 86.3°N 160.0°W.
I poli magnetici nord e sud della Terra sono noti anche come poli di immersione magnetica, in riferimento al “tuffo” verticale delle linee del campo magnetico in quei punti.
Inversioni del campo magnetico terrestre
La Terra cambia i suoi poli magnetici ogni milione di anni (più o meno 250.000 anni). Prima di un cambiamento di campo magnetico, il campo magnetico della Terra diventa più debole e si muove, come farebbe una trottola prima di cadere. La Terra ha già avuto centinaia di cambiamenti (flip flop). Gli scienziati lo sanno come risultato degli studi del magnetismo sul fondo del mare, vicino alla dorsale medio-atlantica. La lava esce lentamente da questo crepaccio (apertura nel fondo del mare) e poi si raffredda con le sue molecole di ossido di ferro che puntano tutte nella nuova direzione del campo magnetico terrestre. Possiamo guardare la storia di questo campo magnetico oggi per guardare indietro ai molti capovolgimenti nel passato.
Le inversioni si verificano a intervalli da meno di 0,1 milioni di anni a ben 50 milioni di anni. L’inversione geomagnetica più recente, chiamata inversione Brunhes-Matuyama, è avvenuta circa 780.000 anni fa. Un’altra inversione globale del campo terrestre, chiamata evento Laschamp, è avvenuta durante l’ultima era glaciale (41.000 anni fa). Tuttavia, a causa della sua breve durata è chiamata “escursione”.
Animali migratori
Gli animali che fanno lunghe migrazioni possono dipendere dal campo magnetico come guida.
Alcuni animali migratori conoscono la loro posizione dall’intensità del campo. Conoscono il tempo grazie ai ritmi circadiani che il campo produce. Gli animali migratori nascono con una mappa magnetica nella loro testa che permette loro di migrare a grandi distanze in modo sicuro. La loro capacità di percepire il campo magnetico è dovuta alle particelle magnetiche. Altri animali hanno una bussola chimica basata su un meccanismo di coppia radicale.
Immagini per bambini
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Simulazione al computer del campo della Terra in un periodo di polarità normale tra le inversioni. Le linee rappresentano le linee del campo magnetico, blu quando il campo punta verso il centro e giallo quando si allontana. L’asse di rotazione della Terra è centrato e verticale. Gli ammassi densi di linee sono all’interno del nucleo terrestre.
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Sfondo: un insieme di tracce da osservatori magnetici che mostrano una tempesta magnetica nel 2000. Globo: mappa che mostra le posizioni degli osservatori e le curve di livello che danno l’intensità magnetica orizzontale in μ T.
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Stimati i contorni di declinazione per anno, dal 1590 al 1990 (clicca per vedere la variazione).
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Variazioni del momento di dipolo assiale virtuale dall’ultima inversione.
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Una schematizzazione che illustra la relazione tra il moto del fluido conduttore, organizzato in rulli dalla forza di Coriolis, e il campo magnetico che il moto genera.
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Un modello delle caratteristiche a breve lunghezza d’onda del campo magnetico terrestre, attribuite alle anomalie litosferiche.
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