5. Геофизические поля.

Вокруг Земли существуют различные геофизические поля: магнитное, гравитационно, электрическое, термическое и др.

Магнитные свойства Земли были замечены в глубокой древности. Пространство, в котором величина магнитного поля, создаваемого Землей, больше, чем в межпланетном пространстве, называется геомагнитным полем или магнитосферой Земли. Под ударами солнечного ветра магнитосфера сжата со стороны Солнца и сильно вытянута в противоположном направлении, образуя хвост, вытянутый на 900–1050 земных радиусов. Пропускная способность солнечного ветра магнитным полем Земли увеличивается от экватора к полюсам. Магнитное поле у земной поверхности характеризуется тремя элементами земного магнетизма – магнитным наклонением, магнитным склонением и напряжением магнетизма. Геомагнитное поле наглядно проявляется в воздействии на стрелку компаса, всегда стремящуюся расположиться вдоль силовых линий. Угол между стрелкой и направлением географического меридиана называется магнитным склонением, которое бывает восточным (положительным – стрелка отклоняется к востоку) и западным (отрицательным – стрелка отклоняется к западу). Линии одинакового склонения называются изогонами. Магнитное поле Земли имеет северный и южный магнитные полюса, не совпадающие с географическими. На магнитных полюсах магнитная стрелка устанавливается вертикально: на северном – северным концом вниз, а на южном – южным. Линия, на которой магнитная стрелка занимает горизонтальное положение, называется магнитным экватором. Угол между плоскостью горизонта и вертикально вращающейся магнитной стрелкой называется магнитным наклонением, оно изменяется от 0° до 90°, в северном полушарии обозначается «+», а в южном «–». Линии одинакового наклонения – изоклины. Таким образом, склонение и наклонение характеризуют направление магнитных силовых линий в любом пункте в данный момент. Сила магнитного поля характеризуется его напряженностью, которая у Земли невелика. Линии равного напряжения магнитного поля – изодинамы. Различают постоянное (главное) – вызвано магнетизмом самой планеты – и переменное – результат воздействия Солнца – магнитные поля Земли. Представление о состоянии постоянного магнитного поля Земли дают магнитные карты. Элементы земного магнетизма медленно, но непрерывно меняются. Толщина магнитосферы на дневной стороне Земли равна 10 земным радиусам, а на ночной стороне – 40.

Гравитационное поле – это поле, в котором действует сила тяжести. Эта сила направлена по отвесной линии к центру Земли. Всякое изменение в распределении масс или скорости вращения Земли отражается на силе тяжести. Напряженность гравитационного поля равномерно уменьшается от полюсов к экватору (на 0,6%)., а также при удалении вверх от земной поверхности (на расстоянии 40000 км над экватором оно равно 0). Гравитационное поле, которое могло бы быть у Земли, если бы она имела фигуру эллипсоида вращения с равномерным распределением масс, называется нормальным. Разность между напряженностью нормального (теоретического) и реального гравитационного полей – аномалия силы тяжести. Она очень мала (колеблется в пределах 0,05% полной силы поля). Реальное гравитационное поле изображается с помощью изаномал (линий одинакового отклонения действительного значения силы тяжести от теоретического) на гравиметрических картах. На гравитационное поле Земли действуют гравитационные поля других космических тел. Гравитационное поле Земли имеет большое географическое значение.

Земля – это огромный заряженный шар, создающий вокруг себя довольно сильное электрическое поле, которое убывает с высотой и на расстоянии 10 км от земной поверхности практически исчезает. Земля имеет отрицательный заряд (0,5 млн. кулонов). Он поддерживается на протяжении веков, благодаря специфическим процессам в атмосфере, которые до конца еще не изучены. Отрицательный заряд Земли компенсируется положительным зарядом слоя ионов в ионосфере – верхнем слое атмосферы, состоящем из ионизированных космическими лучами молекул. Своеобразными генераторами, питающими ионосферу положительными зарядами, являются грозы (одновременно на Земле бушует до 1800 гроз). Электрический потенциал Земли 130 В/м. От «небес» к Земле течет электрический ток, общая сила которого достигает 1800 А. Впервые обнаружил атмосферное электричество М.В. Ломоносов, когда изучал грозовые явления.