დედამიწის მაგნეტიზმი

დედამიწის მაგნეტიზმი — გეომაგნეტიზმი, დედამიწისა და მისი გარემომცველი კოსმოსური სივრცის მაგნიტური ველი; გეოფიზიკის დარგი, რომელიც შეისწავლის გეომაგნიტური ველის გავრცელებას, მის ცვალებადობას დროში და მასთან დაკავშირებულ გეოფიზ. პროცესებს დედამიწასა და ზედა ატმოსფეროში. გეომაგნიტურ ველს სივრცის ყოველ წერტილში ახასიათებს T მაგნ დაძაბულობის ვექტორი, რომლის მიმართულება და სიდიდე მართკუთხა კოორდინატთა სისტემაში განისაზღვრება სამი მდგენელით: X — ჩრდილოეთისა, Y — აღმოსავლეთისა, Z — ვერტიკალურით ან დედამიწის მაგნეტიზმის სამი ელემენტით: H მაგნიტური დაძაბულობი ჰორიზონტალური მდგენელით, D მაგნიტური მიხრილობით (კუთხე H-სა და გეოგრაფიული მერიდიანის სიბრტყეს შორის) და I მაგნიტური დახრილობით (კუთხე T-სა და ჰორიზონტის სიბრტყეს შორის). D კუთხე დედამიწის სხვადასხვა წერტილში 0-180° ფარგლებში იცვლება. მიხრილობა შეიძლება იყოს როგორც აღმოსავლეთისა (E), ისე დასავლეთისა (W). T, X, Y, Z და H სიდიდეები იზომება ერსტედის (ე) წილადებში ან გამებში $(1\gamma =10^{-5}{\text{ე}})$ . გეომაგნიტური ელემენტები: D, I, H ან T, X, Y, Z იზომება მაგნიტური ხელსაწყოებით. საკმარისია მხოლოდ სამი მათგანის გაზომვა, დანარჩენის გამოანგარიშება შეიძლება ტრიგონომეტრიული დამოკიდებულებათა საფუძველზე.

XVIII საუკუნემდე აკვირდებოდნენ მხოლოდ D და I ელემენტებს, რომლებიც XV და XVI საუკუნეებში აღმოაჩინეს. H მდგენელის ზუსტი აბსოლუტური მნიშვნელობა პირველად განსაზღვრა კ. გაუსმა ქალაქი გეტინგენში 1832 წელს. მანვე შექმნა გეომაგნიტური ველის მათემატიკური მოდელი 1839 წელს. გეომაგნიტური ველის სტრუქტურის შესასწავლად საჭიროა დედამიწის ზედაპირზე ერთმანეთისაგან 20-40 კმ და მეტად დაშორებულ წერტილებში ჩატარდეს მაგნიტური აგეგმვა გაიზომოს დედამიწის მაგნეტიზმის ელემენტები ან T, X, Y, Z სიდიდეები. უკანასკნელი 20-25 წლის განმავლობაში შეიმუშავეს გეომაგნიტური ველის სრული დაძაბულობის ვექტორისა და მისი Z და H მდგენელების აბსოლუტური გაზომვის მეთოდი, რომელიც დიდი სიზუსტით სრულდება ე. წ. ბირთვული მაგნიტომეტრის საშუალებით. გეომაგნიტური ველი შედგება ძირითადი (მუდმივი, 99%) და ცვალებადი (1%) ველებისაგან.

ძირითადი გეომაგნიტური ველი განიცდის უწყვეტ ნელ ცვლილებას, რომელსაც საუკუნეობრივი სვლა (საუკუნეობრივი ვარიაცია) ეწოდება. ძირითადი გეომაგნიტური ველის სივრცითი განაწილების შესასწავლად მაგნიტური აგეგმვით მიღებული სიდიდეების საფუძველზე დგება მაგნიტური რუკები, სადაც მაგნიტური ელემენტების თანაბარი მნიშვნელობები მრუდეებით არის შეერთებული: D იზოგონებით ან აგონიკური ხაზით, რომელიც აერთებს მაგნიტური მიხრილობის ნულოვანი მნიშვნელობის მქონე წერტილებს; I-იზოკლინებით ხოლო T, H, X, V, Z — იზოდინამებით. მაგნიტური მიხრილობისა და გეომაგნიტური ველის დამაბულობის რუკებიდან ჩანს რომ იზოგონები და იზოდინამები თავს იყრიან დედამიწის ჩრდილოეთ და სამხრეთ მაგნიტურ პოლუსებში, რომლებიც არ ემთხვევა შესაბამის გეოგრაფიულ პოლუსებს. 1975 წლისთვის ჩრდილოეთ მაგნიტური პოლუსის გეოგრაფიული კოორდინატები იყო: $\gamma$ =100°23' დ. გ., $\varphi$ =75°51' ჩ. გ.; სამხრეთ მაგნიტური პოლუსისა — $\gamma$ 139°36' ა. გ., $\varphi$ =66°06' ს, გ., ეპოქის აღნიშვნა აუცილებელია, რადგან დედამიწის მაგნიტური პოლუსის მდებარეობა წლიდან წლამდე საუკუნეობრივ გადაადგილებას განიცდის. რუკაზე მსხვილი ხაზით აღნიშნულია მაგნიტური ეკვატორი, რომლის გასწვრივ T ჰორიზონტალურად არის მიმართული, ე. ი. ემთხვევა H-ს (D=0, Z=0). რუკიდან ჩანს, რომ იზოდინამების მნიშვნელობა მაგნიტური ეკვატორიდან როგორც ჩრდილოეთ, ისე სამხრეთ მაგნიტური პოლუსისაკენ დაახლოებით 0.4-იდან 0.7 ე-მდე იზრდება. დედამიწის ზედაპირის რომელიმე უბნისათვის გეომაგნიტური ველის ელემენტების დაკვირვებით მიღებული მნიშვნელობის გადახრას ნორმალურისაგან მაგნიტური ანომალია ეწოდება. რუკაზე ადვილი შესამჩნევია მსოფლიო მაგნიტური ანომალიები აღმოსავლეთ ციმბირში და ბრაზილიაში. მსოფლიო მაგნიტური ანომალიები სისტემატურად გადაადგილდება დასავლეთისაკენ (დასავლეთური დრეიფი) 0.2° სიჩქარით წელიწადში. ამასთანავე იცვლება დედამიწის მაგნიტური მომენტის სიდიდეცა და მიმართულებაც. პალეომაგნეტიზმის მონაცემები მიუთითებენ, რომ ძირითადი გეომაგნიტური ველის მიმართულება წარსულ გეოლოგიურ ეპოქებში რამდენჯერმე შეიცვალა დიამეტრიულად საწინააღმდეგო ნიშნით. მაგნიტური ანომალიათა კავშირი დედამიწის ქერქის გეოლოგიურ და ტექტონოლოგიურ აგებულებასთან ძიების მაგნიტური მეთოდების საფუძველს წარმოადგენს.

ძირითადი გეომაგნიტური ველის ფიზიკური მიზეზების ასახსნელად წამოყენებულია მრავალი ჰიპოთეზა. დედამიწის ქერქის ფერომაგნიტური მასები საკმარისი არ არის ამ ველის წარმოქმნის ასახსნელად. ზოგი მეცნიერის აზრით, ძირითადი გეომაგნიტური ველი წარმოიქმნება დედამიწის ბირთვის ზედაპირზე არსებული გრიგალისებრი ელექტრული დენებით, რომლებიც ინდუქციური ან თერმული წარმოშობისაა. თუ იმასაც დავუშვებთ, რომ დედამიწის მანტია და ბირთვი ერთნაირი კუთხური სიჩქარით არ ბრუნავენ, შესაძლებელი გახდება ველის დასავლეთური დრეიფის ახსნაც. უფრო დასაბუთებული ჩანს თეორია, რომელიც დედამიწის მუდმივი მაგნიტური ველის წარმოშობას თვითაგზნების ეფექტით ხსნის და არ გამორიცხავს დედამიწის ბირთვის მაგნიტური ღერძის დიამეტრულად საწინააღმდეგო მიმართულებით შეცვლის შესაძლებლობას.

ცვალებადი გეომაგნიტური ველი (მაგნიტური ვარიაციები გაპირობებულია ატმოსფეროს ზედა ფენებში და უფრო მალლა არსებული ელექტრული დენების სისტემებით. ძირითადად არსებობს ცვალებადი მაგნიტური ველის ორი სახის ვარიაცია. პირველს ახასიათებს რხევათა მდორე ფორმა ზომიერი ამპლიტუდებით, მზისიერი (S ვარიაციები) და მთვარისმიერი (L ვარიაციები) დღეღამური პერიოდებით, ხოლო მეორეს რხევათა აღრეული ფორმა და დიდი ამპლიტუდები, პერიოდულობის გარეშე (მაგნიტური შეშფოთებები). S და L ვარიაციები დამოკიდებულია ადგილის განედზე, წლის დროზე და განიცდიან ცვლილებებს მზის აქტივობის 11-წლიანი ციკლის შესაბამისად. 5 ვარიაციები 30-70 $\gamma$ -ს, ხოლო L ვარიაციები 1-5 $\gamma$ -ს აღწევენ. მაგნიტური შეშფოთებები ძლიერ განსხვავდება ერთმანეთისაგან როგორც ინტენსივობით, ისე ფორმით. ერთი ან რამდენიმე დღის ხანგრძლივობის გლობალური მასშტაბის მაგნიტური შეშფოთებებს, რომელთაც იწვევს მზის აქტიური უბნებიდან ამოტყორცნილ დამუხტულ ნაწილაკთა კორპუსკულთა ნაკადის მიახლოება დედამიწასთან, უწოდებენ მაგნიტურ ქარიშხლებს. შემჩნეულია კავშირი მაგნიტური ქარიშხლებსა და კოსმოსური სხივების ინტენსივობას შორის. დედამიწის მაგნეტიზმის მოვლენებს მრავალმხრივი გამოყენება აქვს მეცნიერებასა და ტექნიკაში. იმ ფაქტს, რომ გეომაგნიტური ველის ზეგავლენით მაგნიტური ისარი მუდამ თანხვდება მაგნიტური მერიდიანის სიბრტყეს, იყენებენ ორიენტირებისათვის. გეომაგნიტური ველის ლოკალური ანომალიები საშუალებას გვაძლევს შევისწავლოთ დედამიწის აგებულება და სასარგებლო წიაღისეულის განლაგება. გეომაგნიტური ვარიაციებს იყენებენ ატმოსფეროს ზედა ფენებისა და დედამიწის მიმდებარე კოსმოსური სივრცის შესასწავლად. გეომაგნიტური ვარიაციები ადამიანის კოსმოსში შეღწევის ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი ხელშემწყობი ფაქტორია. მათი შესწავლა მდიდარ მასალას იძლევა მზისა და დედამიწის კავშირის მრავალი პრობლემის გადასაწყვეტად.

ლიტერატურა

ნოდია მ., ქართული საბჭოთა ენციკლოპედია, ტ. 3, თბ., 1978. — გვ. 439-430.
ნოდია მ. დედამიწის მაგნეტიზმი, ტ. 1-2, თბ., 1959.