TỪ QUYỂN CỦA TRÁI ĐẤT: ĐẶC ĐIỂM, CẤU TRÚC, KHÍ - VẬT LÝ - 2025

Từ quyển của Trái đất là lớp vỏ từ của hành tinh chống lại dòng điện của các hạt mang điện mà Mặt trời phát ra liên tục. Nó được gây ra bởi sự tương tác giữa từ trường của chính nó và gió mặt trời.

Đó không phải là tính chất riêng của Trái đất, vì có nhiều hành tinh khác trong hệ Mặt trời có từ trường riêng như: Sao Mộc, Sao Thủy, Sao Hải Vương, Sao Thổ hay Sao Thiên Vương.

Hình 1. Từ quyển của Trái đất và sự tương tác của nó với gió Mặt trời. Nguồn: Wikimedia Commons.

Dòng vật chất chảy ra từ các lớp bên ngoài của ngôi sao của chúng ta, hoạt động như vậy ở dạng vật chất hiếm, được gọi là plasma. Đây được coi là trạng thái thứ tư của vật chất, tương tự như trạng thái khí, nhưng trong đó nhiệt độ cao đã cung cấp điện tích cho các hạt. Nó chủ yếu bao gồm các proton và các electron tự do.

Corona mặt trời phát ra những hạt này với năng lượng lớn đến mức chúng có thể thoát khỏi lực hấp dẫn, trong một dòng chảy liên tục. Đó là cái gọi là gió mặt trời, có từ trường riêng. Ảnh hưởng của nó mở rộng khắp Hệ Mặt trời.

Nhờ sự tương tác giữa gió mặt trời và địa từ trường, một vùng chuyển tiếp được hình thành bao quanh từ quyển của Trái đất.

Gió Mặt Trời, có tính dẫn điện cao, có tác dụng làm biến dạng từ trường Trái Đất và nén nó về phía đối diện với Mặt Trời, mặt này được gọi là mặt ngày. Ở phía đối diện, hoặc phía ban đêm, trường di chuyển khỏi Mặt trời và các đường của nó kéo dài ra, tạo thành một loại đuôi.

nét đặc trưng

- Các vùng ảnh hưởng từ trường

Gió mặt trời điều chỉnh các đường sức từ của Trái đất. Nếu không có anh ta, các đường sẽ được mở rộng đến vô cùng, như thể nó là một thanh nam châm. Sự tương tác giữa gió Mặt trời và từ trường Trái đất làm phát sinh ba vùng:

1) Vùng liên hành tinh, nơi không thể cảm nhận được ảnh hưởng của từ trường Trái đất.

2) Magnetofunda hay từ trường, là khu vực xảy ra tương tác giữa trường trên cạn và gió mặt trời.

3) Từ quyển, là vùng không gian chứa từ trường của Trái đất.

Nắp nam châm được giới hạn bởi hai bề mặt rất quan trọng: ngăn nam châm và mặt trước chống sốc.

Hình 2. Cấu trúc của từ quyển. Nguồn: Wikimedia Commons.

Từ trường là bề mặt ranh giới của từ quyển, xấp xỉ 10 bán kính Trái đất vào ngày, nhưng nó có thể bị nén thêm nữa, đặc biệt là khi một lượng lớn khối lượng bị tách khỏi vành nhật hoa.

Về phần mình, mặt trước xung kích hoặc vòng cung xung kích là bề mặt ngăn cách vỏ bọc nam châm khỏi vùng liên hành tinh. Chính ở rìa này, nơi áp suất từ ​​trường bắt đầu làm chậm các hạt gió mặt trời.

- Phần bên trong của từ quyển

Trong sơ đồ hình 2, trong từ quyển hoặc khoang chứa từ trường Trái đất, các khu vực phân biệt rõ ràng được phân biệt:

- Plasmasphere

- Tấm plasma

- Keo magneto hoặc keo từ tính

- Điểm trung lập

Quả cầu plasma

Plasmasphere là một khu vực được hình thành bởi plasma gồm các hạt từ tầng điện ly. Các hạt đến trực tiếp từ hào quang mặt trời đã tìm cách lẻn vào cũng sẽ dừng lại ở đó.

Tất cả chúng tạo thành plasma không có năng lượng như năng lượng của gió mặt trời.

Vùng này bắt đầu cách bề mặt trái đất 60 km và kéo dài tới 3 hoặc 4 lần bán kính trái đất, bao gồm cả tầng điện ly. Plasmasphere quay dọc theo Trái đất và chồng lên một phần với các vành đai bức xạ Van Allen nổi tiếng.

Keo Magneto và tấm plasma

Sự thay đổi hướng của trường trái đất do gió mặt trời, tạo ra từ trường, và cũng là một vùng giới hạn giữa các đường sức từ có hướng ngược nhau: tấm plasma, còn được gọi là tấm hiện tại, dày một vài bán kính trái đất. .

Điểm trung lập

Cuối cùng điểm trung hòa là nơi mà cường độ của lực từ bị triệt tiêu hoàn toàn. Một trong số chúng được thể hiện trong hình 2, nhưng có nhiều hơn thế.

Giữa phần ngày và đêm của nam châm có một điểm không liên tục, được gọi là đỉnh, nơi các đường sức từ hội tụ về các cực.

Đó là nguyên nhân tạo ra ánh sáng phương Bắc, vì các hạt của gió Mặt Trời quay theo hình xoắn ốc theo các đường sức từ. Do đó, chúng tìm cách tiếp cận tầng khí quyển phía trên của các cực, làm ion hóa không khí và hình thành các plasmas phát ra ánh sáng màu rực rỡ và tia X.

Khí

Từ quyển chứa một lượng đáng kể plasma: một chất khí ion hóa mật độ thấp được tạo thành từ các ion dương và điện tử âm, theo tỷ lệ sao cho toàn bộ gần như trung tính.

Mật độ của plasma rất thay đổi, nằm trong khoảng từ 1 đến 4000 hạt trên một cm khối, tùy thuộc vào khu vực.

Các khí tạo ra plasma của từ quyển đến từ hai nguồn: gió mặt trời và tầng điện ly trên cạn. Những khí này tạo thành plasma trong từ quyển được tạo thành từ:

- Điện tử

- Proton và 4% của

- Hạt alpha (ion heli)

Các dòng điện phức tạp được tạo ra bên trong các chất khí này. Cường độ dòng điện plasma trong từ quyển xấp xỉ 2 x 10 ²⁶ ion mỗi giây.

Theo cách tương tự, nó là một cấu trúc năng động cao. Ví dụ, trong plasmasphere, thời gian bán hủy của plasma là vài ngày và chuyển động của nó chủ yếu là quay.

Ngược lại, ở nhiều vùng bên ngoài hơn của tấm plasma, chu kỳ bán rã là giờ và chuyển động của nó phụ thuộc vào gió mặt trời.

Khí của gió mặt trời

Gió mặt trời đến từ vành nhật hoa, lớp ngoài cùng của ngôi sao của chúng ta, ở nhiệt độ vài triệu Kelvin. Các phản lực của các ion và electron bắn ra từ đó và tán xạ trong không gian với tốc độ 10 ⁹ kg / s hoặc 10 ³⁶ hạt mỗi giây.

Các khí rất nóng đến từ gió mặt trời được nhận biết bởi hàm lượng của chúng là các ion hydro và heli. Một phần quản lý để đi vào từ quyển thông qua từ trường, thông qua một hiện tượng được gọi là tái kết nối từ tính.

Gió Mặt Trời tạo thành nguồn thất thoát vật chất và mômen động lượng của Mặt Trời, là một phần trong quá trình tiến hóa của nó như một ngôi sao.

Khí từ tầng điện ly

Nguồn chính của plasma trong từ quyển là tầng điện ly. Ở đó khí chủ yếu là oxy và hydro đến từ bầu khí quyển của trái đất.

Trong tầng điện ly, chúng trải qua quá trình ion hóa do bức xạ tia cực tím và các bức xạ năng lượng cao khác, chủ yếu là từ Mặt trời.

Plasma của tầng điện ly lạnh hơn của gió mặt trời, tuy nhiên một phần nhỏ các hạt nhanh của nó có khả năng vượt qua trọng lực và từ trường, cũng như xâm nhập vào từ quyển.

Người giới thiệu

1. Thư viện số ILCE. Mặt trời và Trái đất. Một mối quan hệ đầy sóng gió. Được khôi phục từ: Bibliotecadigital.ilce.edu.mx.
2. NỒI. Phần đuôi của từ quyển. Đã khôi phục từ: spof.gsfc.nasa.gov.
3. NỒI. Từ từ. Lấy từ: spof.gsfc.nasa.gov.
4. Oster, L. 1984. Thiên văn học hiện đại. Biên tập Reverté.
5. Wikipedia. Từ quyển. Được khôi phục từ: en.wikipedia.org.
6. Wikipedia. Gió trời. Được khôi phục từ: es.wikipedia.org.