Chan mayetik tèrès

Modèl varyasyon jaden mayetik Latè an fas a yon tanpèt “van solè”.

Chan mayetik Latè a mezire nan mwa jen 2014 pa Swarm probe (ESA/DTU Space).

Chan mayetik tèrès, ki rele tou boukliye tèrès, se yon champ mayetik ki prezan nan yon espas vas alantou Latè (nan yon fason ki pa inifòm akòz nan entèraksyon li ak van solè a) osi byen ke nan kwout la ak manto. Li gen orijin li nan nwayo ekstèn, pa yon mekanis dynamo ki eksite tèt li.

Laj ak orijin

Dapre etid John Tarduno nan University of Rochester (Etazini), Latè a te deja gen yon chan mayetik 3.45 milya ane de sa. Nan tan sa a entansite jaden an te 50 a 70% nan valè aktyèl li yo. Men, apati 3,2 Ga tè a te entans tankou jodi a. Yo te pwopoze an 2014 ke jaden mayetik Latè a te deja egziste 4.2 milya ane de sa, men validite syans sa yo, ki baze sou mayetizasyon an nan kristal zirkon ansyen, yo te kesyone..

Se kouran elektrik entèn ki pwodui jaden mayetik latè a, kouran sa yo menm yo kenbe pa mouvman konveksyon nwayo ekstèn, ki fòme ak metal likid (esansyèlman Fe| ak Ni). Nwayo ekstèn sa a fonksyone kòm yon dynamo pwòp tèt ou eksite (yo rele tou oto-soutine), sa vle di ke jaden mayetik la se nan orijin kouran elektrik yo ki menm jenere la. jaden (entrelace endiksyon elektwomayetik ak lwa Biot ak Savart). Konveksyon se san dout solutal (akòz gradyans nan konsantrasyon) olye ke tèmik (akòz gradyan nan tanperati), ak intimman lye ak kwasans lan nan [. [nwayo enteryè]]: solid fè-nikèl ke yo te mwens rich nan eleman ki fonn pase likid la, kristalizasyon nan likid sa a anrichi baz la nan nwayo a ekstèn nan eleman ki fonn; eleman sa yo pi lejè pase Fe ak Ni, likid metalik fon an gen tandans monte anba efè poussé Achimèd la.

Nwayo enteryè a, sepandan, twò piti pou mekanis ki anwo a te fonksyone plis pase 1,5 Ga de sa. Yon lòt pwosesis konveksyon solutal ta Lè sa a, yo te eksolisyon nan oksid mayezyòm MgO, akòz refwadisman pwogresif nwayo a (Lè sa a, totalman likid). MgO se an reyalite idrosolubl nan fè likid nan tanperati ki wo anpil. Yon kantite enpòtan MgO te ka fonn nan nwayo a pandan akresyon Latè a, e an patikilye pandan gwo enpak nan orijin Lalin nan.

Deskripsyon

Nou ka wè jaden mayetik Latè a tankou yon leman bar.

Chan mayetik terès la ka konpare, kòm yon premye apwoksimasyon, ak sa yon leman dwat (oswa yon dipol mayetik, oswa yon bobin plat travèse pa yon kouran elektrik. ), nan moman mayetik 7,7 × 10²² A m² an 2000. Pwen santral leman sa a pa egzakteman nan sant Latè a, li se kèk santèn kilomèt de sant jeyometrik la. Apwoksimasyon sa a pa ta dwe fè nou bliye ke jaden an gen konpozan miltipolè ki gen entansite, byenke pi fèb pase eleman dipolè a, pa neglijab, sitou pandan yon ranvèse chan mayetik latè a ki wè entansite a febli. dipol pou konpozan ki pa dipolè yo vin domine.

teori potansyèl la dekri, apati de ekwasyon Laplace, ke leman dwat sa a sipèpoze nan dezyèm lòd yon kwadrupol, nan twazyèm lòd la yon oktopol, elatriye, jiska infini. Sa yo rele dekonpozisyon esferik Harmony admèt koyefisyan ki peze enpòtans yo dwe atribiye a chak leman. Premye moun ki te mezire valè yo se te Gauss lè l sèvi avèk yon rezo obsèvatwa mayetik ki te distribye sou Latè, answit pou l te tire etid estatistik sou yo.

Ansanm liy jaden mayetik Latè ki sitiye anlè yonosfè a, sa vle di plis pase 1 000 km, yo rele magetosfè. Enfliyans chan mayetik Latè a te santi plizyè dizèn de milye de kilomèt lwen.

Lòt planèt nan sistèm solè a gen yon chan mayetik: Mèki, Satin, Iranis, Neptin epi sitou Jipitè. Solèy la li menm gen youn.

Malgre ke leman yo te konnen depi nan Antikite, se Chinwa yo ki, alantou ane 1000-1100, te itilize yo pou oryante tèt yo lè l sèvi avèk konpa. Relasyon ant leman ak chan mayetik Latè a te dekouvri nan 1600, pa William Gilbert, yon fizisyen angle ak doktè Rèn Elizabeth I ki te pibliye an 1600 (la) de Magno Magnete Tellure ("Gran Eman Latè a"). Teyori sa a se premye ki konsène karakteristik mondyal Latè, anvan gravite Isaac Newton. Li te demontre kijan yon konpa mete sou sifas yon boul magnetize ("Terrella") toujou lonje dwèt sou menm pwen, menm jan li fè sou Latè.

Konsèp poto

Dipol terès la.

Pòl mayetik yo konvansyonèlman defini kòm pwen yo sou sifas tè a kote chan mayetik la vètikal lokalman, sa vle di enklinezon mayetik la se 90 degre (gade pi ba a pou pwopriyete chan mayetik la pou yon definisyon enklinasyon). Gen yon sèl poto mayetik pou chak emisfè, nò ak sid. Nan XI^e syèk, polymath Shen Kuo Chinwa a se te premye moun ki remake ke poto jeyografik ak mayetik pa koresponn. Se nan 1831 ke syantis yo remake ke poto mayetik yo t ap deplase.

Pol mayetik nò terès la se an reyalite yon poto "sid" nan mayetis. Sa a se yon konvansyon pi, akòz chwa pou yo rele "nò" pwent zegwi konpa a ki "pwente" nan poto mayetik sa a, ki pa trè lwen Pòl Nò jeyografik la. Aks jeomayetik, pase nan de poto jeomayetik, fè yon ang 11.5° parapò ak aks wotasyon Latè a; sa a se deklinasyon mayetik.

Yon mezi avril 2007 pa pwojè "Poly-Arctic" la te lokalize Pòl Nò mayetik (Nm) nan yon latitid 83.95° N ak yon lonjitid 121.02° W (83° 57′ 00″ N, 121° 01′ 12″ O), sa vle di 673 soti nan Pòl Nò jewografik (Ng) epi answit ak yon vitès mwayèn deplasman 55 km/ane.

Nan ete 2010 la, li te 550 km soti nan Pol Nò jeyografik la.

Akselerasyon an nan mouvman an konbine avèk yon lòt fenomèn: "tranbleman jeomayetik", enpilsyon ki lokalman bay yon "ranfòse" nan jaden an mayetik. Youn te fèt an 2016. Sèvis espesyalize Ameriken yo te oblije distribye, nan 2019, yon nouvo vèsyon World magnetic model, youn nan referans yo nan domèn nan.

Nan mwa septanm 2019, lonjitid Pol Magnetik Nò a se te lonjitid meridian Greenwich la.

Anplis de sa, pozisyon nan poto mayetik la varye pandan jounen an, deplase plizyè dizèn de km alantou pozisyon mwayèn li yo.

Pòl Sid Mayetik la, bò kote kòt Terre Adélie, nan Lamè Mayetik, nan 65°S ak 138° E.

Pozisyon poto mayetik yo

Pòl Nò mayetik	(2001) 81° 18′ N, 110° 48′ O	(2004) 82° 18′ N, 113° 24′ O	(2005) 82° 42′ N, 114° 24′ O	(2010) 85° 00′ N, 132° 36′ O
Pòl Sid mayetik	(1998) 64° 00′ S, 138° 30′ E	(2004) 63° 30′ S, 138° 00′ E	(2005)63° 06′ S, 137° 30′ E	(2010) 64° 24′ S, 137° 18′ E

Pwopriyete nan jaden an mayetik

Nan yon pwen bay nan chan mayetik Latè a, vektè chan mayetik ${\vec {B}}$ ka dekonpoze an yon eleman vètikal ${\vec {B}}_{\mathrm {v} }$ (ki dirije dapre vètikal lokal la, apeprè nan direksyon sant Latè) ak yon eleman orizontal ${\vec {B}}_{0}$. Nan poto mayetik yo, eleman orizontal la gen yon valè zewo.

• Yo rele ang ki fòme pa ${\vec {B}}$ ak ${\vec {B}}_{0}$ "enklinasyon". Se poutèt sa, li ogmante lè nou jwenn pi pre poto yo mayetik, tandans nan direksyon pou 90 °.
• Yo rele ang (oryante) ki soti nan direksyon Pol Nò jeyografik la nan direksyon ${\vec {B}}_{0}$ "deklinasyon".
• modil ${\vec {B}}$ yo rele “entansite”.

Van solè a responsab varyasyon nan jaden an mezire, atravè kouran elektrik ke li jenere nan iyonosfè a ak mayetosfè a. Tou depan de aktivite solè, tanpèt mayetik ka deranje chan mayetik lajenetik terès pa varye entansite nan eleman orizontal B₀. Anplis de sa, van solè defòme liy jaden chan mayetik Latè a. Sou bò lajounen, yo ap aplati nan direksyon Latè a, epi sou bò lannwit yo, yo gaye sou dis terrestrial radii.

Valè endiksyon mayetik la eksprime nan teslas (non inite a nan Sistèm Entènasyonal Inite yo), nan onè Nikola Tesla . Kounye a, li se alantou 47 μT nan sant la nan Lafrans.

Arkeomagnetis, ki baze sou etid tras chan mayetik ki fikse nan objè akeyolojik (brik, seramik, elatriye), ak paleomagnetis, ki baze pito sou wòch, pèmèt nou konprann evolisyon geomagnetism sou tan; pa date ranvèsman polarite mayetik atravè laj yo, pou egzanp.

Mezi jaden mayetik latè

Metòd peryòd

Pou de Bobin Helmholtz ki idantik ki separe pa yon distans ki egal a reyon yo, yo ka konsidere jaden ki te kreye nan mitan de bobin sa yo inifòm (de bobin yo pote menm kouran an). Lè yo mete bobin sa yo konsa ke jaden yo pwovoke ki aliyen ak jaden mayetik Latè a, jaden total ki kapab lakòz ant bobin yo se:

${\overrightarrow {B_{1}}}={\overrightarrow {B_{t}}}+{\overrightarrow {B_{i}}}$.

Yon zegwi mayetik (konpas) mete nan R/2 aliman ak jaden sa a ki lakòz. Deplase soti nan pozisyon ekilib li, li osile nan yon peryòd:

$T_{1}=2\pi \left[{\frac {J}{\mu (B_{t}+B_{i})}}\right]^{1/2}$

kote μ deziyen moman mayetik leman an ak J moman inèsi li yo.

Si nou ranvèse direksyon aktyèl la nan bobin yo, jaden an pwovoke chanje direksyon (konsèvasyon direksyon kolinye ak jaden tè ​​a). Lè w asire ke jaden an pwovoke pa bobin la pi ba pase jaden mayetik tè a (chanjman nan direksyon aktyèl la pa dwe pwovoke yon chanjman nan direksyon zegwi a), zegwi a osile nan peryòd la:

$T_{2}=2\pi \left[{\frac {J}{\mu (B_{t}-B_{i})}}\right]^{1/2}$.

Nan de peryòd sa yo nou jwenn:

$B_{t}=B_{i}{\frac {(T_{1}^{2}+T_{2}^{2})}{(T_{2}^{2}-T_{1}^{2})}}$.

Kidonk, si nou konsidere bobin nan reyon R, ki konpoze de N vire epi ki pote pa yon kouran entansite I, lè nou mezire T_{1</ sub> ak T2 nou dedwi jaden mayetik tè a:}

<matematik> B_t= (4/5)^{3/2}\frac{NI\mu _0}{R}\frac{(T_1^2+ T_2^2)}{(T_2^2- T_1^2 )} </ matematik >.

Metòd tanjant

Fwa sa a, bobin Helmholtz yo plase konsa jaden yo pwovoke orthogonal ak jaden mayetik Latè a.

Zegwi a mayetik, sibi aksyon an nan de jaden, se oryante dapre rezilta yo. Jaden ki lakòz konpa a sibi egal a sòm jaden tè ​​a ak jaden pwovoke a epi li aliyen nan direksyon α konsa ke:

$B_{i}=B_{t}\tan \left({\frac {\pi }{2}}-\alpha \right)$.

Yon mezi ang α pèmèt nou jwenn valè chan mayetik la:

$B_{t}=(4/5)^{3/2}{\frac {NI\mu _{0}}{R}}{\frac {1}{{\frac {\pi }{2}}-\alpha }}$.

Aplikasyon

Reprezantasyon poto mayetik ak jeyografik latè.

Bousòl la

Zegwi a nan yon konpas pafè (pa deranje pa yon jaden ki pèdi), se oryante sou eleman nan paralèl ak kadran an (nòmalman pozisyone orizontal), rete tanjant nan liy jaden an kote li ye a. Bousòl la endike direksyon Pòl Nò mayetik (e pa sa nan Pòl Nò jewografik); yo rele diferans relatif angilè deklinasyon mayetik, ki valè a depann de kote nou ye a.

Bousòl yo itilize nan navigasyon an, ki rele konpas, jeneralman pa endike Nò mayetik, men "Nor konpa", yon direksyon kote yo dwe fè yon lòt koreksyon ankò (ki rele devyasyon konpa a), nan lòd pou jwenn direksyon Nò mayetik.

Deklinasyon mayetik yon kote yo bay sou kat detaye (1/50 000 oswa 1/25 000) rejyon an. Sou tablo naval ak aéronautique yo bay yon estimasyon varyasyon anyèl li yo tou (pa egzanp diminisyon 6' pa ane). Pou sèten aplikasyon modèn (avyasyon, elatriye), nou pito itilize yon magetomètr, ki mezire twa konpozan vektè chan mayetik la.

Paleoma ajenetik

Nou fè distenksyon ant arkeomagnetis, ki baze sou etid tras chan mayetik ki fikse nan objè akeyolojik (brik, seramik, elatriye), ak paleomagnetis ki baze sou analiz varyasyon wòch yo anrejistre nan chan mayetik. . Pandan solidifikasyon "rapid" nan yon materyèl (tire nan potri, eripsyon vòlkanik, elatriye), dipol mayetik li genyen yo vin jele, konsa bay yon snapshot nan direksyon an nan jaden mayetik Latè a. Travay Xavier Le Pichon nan ane 1970 yo te fè li posib pou mete aksan sou fenomèn drive kontinantal, ki baze sou etid varyasyon chan mayetik latè ki anrejistre nan riz yo. Se konsa, nou te kapab dekouvri ke chan mayetik Latè a te sibi plizyè envèrsyon polarite pandan plizyè milyon ane.

Eksplorasyon min

Mineral pwospèksyon konstitye youn nan pi gwo domèn aplikasyon pou etid geomagnetism. Diferan wòch ki gen magnetizations diferan, valè entansite chan mayetik latè a modifye. Se konsa, li posib jwenn yon kat jeyografik nan estrikti yo an pwofondè, dapre varyasyon yo nan mayetizasyon nan wòch yo.

Yon plak pwotèj pou lavi

Chan mayetik Latè a jwe yon wòl esansyèl nan devlopman lavi sou Latè, lè li detounen patikil ki ka touye moun nan van solè a konsa fòme Aurora Borealis ak Limyè Sid.

Nwayo ekstèn (likid) ki jenere chan mayetik mondyal Latè a refwadi trè dousman. nwayo anndan an (solid) grandi pa solidifikasyon metal likid nwayo ekstèn lan an kontak ak nwayo enteryè a. Yo estime ke nwayo ekstèn lan pral (prèske) konplètman solidifye nan kèk milya ane, e kòm yon rezilta jaden mayetik mondyal la pral disparèt.

Lè sa a, Latè a pral prezante kondisyon ki konparab ak sa yo ki prezan Venis kounye a.

Ranvèse nan jaden mayetik Latè a

Ranvèse jaden mayetik Latè a se yon fenomèn renouvlab nan istwa jewolojik Latè a, Pòl Nò mayetik la deplase nan Pol Sid jeyografik la, ak vis vèrsa. Se rezilta yon twoub nan estabilite Nwayo Latè. Lè sa a, jaden mayetik la vin fou pou yon peryòd kout (de 1000 a 10 000 ane) pandan ki poto mayetik yo deplase rapidman sou tout sifas glòb la, oswa disparèt, selon teyori yo.

Pandan tranzisyon sa a, entansite chan mayetik la trè fèb epi sifas planèt la ka ekspoze a van solè, ki kapab danjere pou òganis vivan yo. Si sa te rive jodi a, anpil teknoloji ki sèvi ak chan mayetik ta ka afekte tou.

Nan fen peryòd tranzisyon sa a, swa poto mayetik yo retounen nan pozisyon inisyal yo, nan ka sa a li se sèlman yon levasyon jewomayetik, oswa yo permute epi gen nou pale de envèrsyon.

Jaden Latè a ranvèse apeprè 300 fwa pandan dènye 200 milyon ane yo. Dènye ranvèsman an te fèt 780,000 ane ak dènye vwayaj la 330 ane de sa00 ane}}, pèsonn pa konnen ki lè pwochen an pral rive.

Gade tou

Sou lòt pwojè yo :

Chan mayetik tèrès, sou Wikimedia Commons

Bibliyografi

• Pierre-Noël Mayaud, “Guillaume Le Nautonier, yon précurseur nan istwa geomagnetism”, Revue d'histoire des sciences, 2004, volim 57, nimewo 57-1, p. 161-173 [[ li sou entènèt]]

Filmografi

• Magnetis terès, pase, prezan, tan kap vini, fim dokimantè ki te dirije pa Yves Michaud (Gauthier Hulot, konseye syantifik), Asosyasyon "University of all knowledge – the rest ", Paris ; CERIMES, Vanves, 2009, 82 min (DVD) (konferans samdi 10 janvye 2009)

Lyen deyò

• Lekòl ak Obsèvatwa Syans Latè
• Mize sismoloji ak mayetik tèrès: koleksyon enstriman, videyo ak dosye yo konprann
• Geological Survey of Canada - Geomagnetism
• Konferans eksperimantal Orijin jaden mayetik latè pa ​​[[Institut de physique du globe de Paris|IPG de Paris] ] nan espas PGG nan ESPCI ParisTech
• Entwodiksyon nan nan glòb la, pa Louis Cagniard, National School of Petroleum and Motors (Frans)
• INTERMAGNET: rezo mondyal obsèvatwa mayetik, transmèt done yo nan prèske tan reyèl
• [PDF] Edmond Hoge, « Geomagnetis nan Bèljik », Royal Academy of Belgium, 1957 (paj 17 ss.)