a. Quả đất là một NC khổng lồ nhưng từ trường khá yếu: B=0,5 Gauss= 0,00005 Tesla.
b. Nguồn gốc:
Cấu tạo của trái đất gồm:
Vỏ đá silic hóa từ mặt đất (0 km) đến độ sâu 2900km
Lõi cứng ở tâm, bán kính cỡ 1300km.
Nhân: nằm giữa lõi là sắt nóng chảy. Có độ sâu 2900 km đến độ sâu 5100km.
Nhân có thể chia 2 phần:
Phần ngoài là một chất dẫn điện rất tốt, nhiệt độ tới 3000 độ C và áp suất hơn một triệu atmosphere.
Phần trong cóáp suất vào khoảng > 3 triệu atmosphere khiến cho lõi trở thành cực kỳ cứng.
Sự truyền tải nhiệt trong nhân lỏng thực hiện bằng đối lưu: Vật chất nóng chuyển lên trên mặt, vật chất lạnh chuyển xuống dưới sâu.Nguồn gốc của từ trường gắn liền với chuyển động đối lưu của chất lỏng dẫn điện này.
Hoạt động đối lưu không có sự tham gia của các hiện tượng bên ngoài.
2. Độ từ thiên:
Kinh tuyến từ là các đường sức từ của trái đất vẽ trên mặt đất.
Độ từ thiên là góc lệch giữa kinh tuyến từ và kinh tuyến địa lý.
Kí hiệu là D.
Thí dụ: Ở Vinh D= -0 độ 12 phút; Cao Bằng: D=-0 độ 37 phút
Ở Việt Nam, độ từ thiên biến đổi từ 1 ở Cao Bằng đến 0 ở Đà Nẵng và đạt +1 tại Cà Mau.
2. Độ từ khuynh:
Độ từ khuynh là góc hợp bởi vector từ trường trái đất với mặt phẳng
ngang.
Độ từ khuynh ở 2 cực là max 90 độ.
Kí hiệu I:
Thí dụ: Cà Mau I=0; Quảng trịI=+18 độ 22 phút.
3. Các cực của trái đất:
Cực địa lý và cực từ không trùng nhau và ngược nhau.
Trái Đất có 2 cực địa từ, không trùng với 2 cực địa lý.
Cực từ Bắc có toạ độ 70° vĩ Bắc Và 96° kinh Tây, trên lãnh thổ Canada, cách cực Bắc địa lý 800 km.
Cực từ Nam có toạ độ 73° vĩ Nam và 156° kinh Đông ở vùng Nam cực, cách cực Nam địa lý 1000 km.
Trục từ trường tạo với trục trái đất một góc 11°.
Cực từ có vị trí không ổn định và có thể đảo ngược theo chu kỳ. Do đó, bản đồ địa từ được cập nhật 5 năm một lần.
4. Bão từ:
Bão từ là những dòng điện tích ( plasma) từ mặt trời
phát tán đến quả đất ( và các hành tinh trong hệ mặt trời)làm biến đổi từ trường của quả đất.
Nguyên nhân: Bão từ hình thành từ các vụ bùng nổ ở mặt
trời.
Cách
nhận biết: Khi các yếu tố của từ trường Trái Đất (cảm ứng từ, độ từ thiên, độ từ
khuynh) biến đổi bát thường và xảy ra cùng một lúc trên toàn cầu.
Mức độ (theo thời gian): Bão từ mạnh,
bão từ yếu.
Hậu
quả:Bão từ ảnh hưởng đến:
Sức khỏe con người.
Truyền
tải điện.
Thông
tinvô tuyến trên hành tinh.
Điều
khiển các hoạt động ngoài quả đất.
THÔNG TIN:
Từ trường của Trái đất có thể được tạo ra bởi các chuyển động mạnh của các chất dẫn điện lỏng trong lòng đất... đó là khám phá mới của các nhà khoa học Pháp, được đăng tải trên tờLe Figarongày 12-3.
Bằng cách tạo ra sự chuyển động mạnh của dung dịch natri lỏng trong ống nghiệm, một nhóm các nhà nghiên cứu thuộc Trung tâm nghiên cứu khoa học Pháp (CNRS), Trung tâm nghiên cứu khoa học về Trái đất và môi trường (CEA) và các trường ĐH sư phạm tại Paris và Lyon đã tạo ra được từ trường Trái đất trong phòng thí nghiệm.
Các nhà nghiên cứu nhận thấy từ trường được tạo ra mang nhiều đặc điểm giống với từ trường tự nhiên của Trái đất.
Phần lớn các vật chất thiên văn trong vũ trụ như hành tinh, các vì sao và các dải thiên hà đều có từ trường. Các từ trường này đóng vai trò quan trọng trong quá trình phát triển của các vật chất trong không gian.
Từ trường của Trái đất cũng rất quan trọng với cuộc sống trên hành tinh. Nó bảo vệ chúng ta, giúp ta tránh được những tác động có hại của các tia vũ trụ và gió Mặt trời. Nếu không có từ trường, chúng ta sẽ không ngừng bị các vật chất độc hại tấn công và cuộc sống không thể duy trì trên Trái đất. Tìm hiểu cơ cấu phát sinh ra từ trường Trái đất, các hành tinh và các vì sao là mục tiêu mà rất nhiều nhà khoa học trên thế giới theo đuổi.
Từ năm 1919, Joseph Larmor, một nhà vật lý người Anh, đã đưa ra giả thuyết cho rằng từ trường của Mặt trời được sinh ra do sự chuyển động của các chất lỏng dẫn điện. Giờ đây, giả thuyết này của ông đã được các nhà khoa học hậu sinh khẳng định.
Theo TTXVN
Từ xa xưa, người Ai Cập, Trung Quốc... đã biết dùng viên đá nam châm tự nhiên chữa chứng đau sưng... với tên gọi "đá thần kỳ". Những đặc tính của từ trường trái đất cũng như các viên đá nam châm trước đây đã gây nên nhiều điều bí hiểm vì lúc bấy giờ khoa học chưa phát triển, chưa hiểu được từ trường là gì, không giải thích được tại sao hòn đá kia lại hút được sắt và chữa được một số bệnh.
Từ trường được sớm ứng dụng trong y học và phát triển nhanh chóng trên các lĩnh vực chẩn đoán, điều trị, dược học... mà thành tựu tiêu biểu là kỹ thuật ghi hình ảnh bằng cộng hưởng từ (Magnetic Resonance Imaging - MRI). Chữa bệnh bằng từ trường đã góp phần làm phong phú ngành vật lý trị liệu - phục hồi chức năng của con người.
Những nghiên cứu của bác sỹ người Mỹ Buryl Payne cho thấy hầu như từ trường không gây tác hại với liều điều trị, không gây biến đổi cấu trúc tế bào và hiện tượng dị sản. ít thấy hiện tượng cơ thể quen với từ trị liệu nên có thể điều trị kéo dài nhiều ngày. Tuy nhiên, việc theo dõi các tác dụng phụ xuất hiện sau nhiều năm (15-20 năm) tới nay vẫn chưa rõ vì thời gian ứng dụng từ trị liệu chưa lâu. Điều trị bằng từ có nhiều ưu điểm như không gây đau đớn cho người bệnh, không gây nhiễm bệnh viêm gan siêu vi trùng và AIDS. Ngày nay, khoa học càng phát triển thì những bí mật về từ trường càng được khám phá kỹ hơn, những ứng dụng của nó trong điều trị bệnh ngày càng rộng rãi hơn.
Nguồn gốc của địa từ trường
Trái đất coi như có cấu tạo gồm một vỏ bao ngoài (đá silicat hóa) từ mặt đất (0 km) đến độ sâu 2900km, một lõi cứng ở tâm, bán kính cỡ 1300km, và ở giữa là một nhân lỏng, chủ yếu là sắt nóng chảy từ độ sâu 2900 km đến độ sâu 5100km. Nhân là một chất dẫn điện rất tốt ở phần trên, nhiệt độ tới 3000oC và áp suất hơn một triệu at-môt-phe.ỞPHẦN DƯỚI, ÁP SUẤT LÊN TỚI 3,5 triệu atmôtphe khiến cho lõi trở thành cực kỳ cứng.
Sự truyền tải nhiệt trong nhân lỏng thực hiện bằng đối lưu, vật chất nóng chuyển lên trên mặt, vật chất lạnh chuyển xuống dưới sâu và nguồn gốc của từ trường gắn liền với chuyển động đối lưu của chất lỏng dẫn điện này. Hoạt động của nó giống như hoạt động của một máy phát điện tự kích, nghĩa là không có sự tham gia của các hiện tượng bên ngoài.
Một nam châm khổng lồ.
Ngay từ năm 1838, Gauss, đã chứng tỏ rằng nguồn gốc chính của từ trường đo được trên mặt địa cầu lại định vị trong lòng trái đất. Còn các nguồn khác, gọi là các nguồn bên ngoài, định xứ ở các tầng cao khí quyển và xa hơn nữa, thì đóng góp không đáng kể chỉ vào cỡ sai số các phép đo.
Bão từ trên Trái Đất
Các quá trình được miêu tả như sau:
Các dòng hạt mang điện phóng ra từ Mặt Trời sinh ra một từ trường, có độ lớn vào khoảng 6.10-9 tesla.
Từ trường này ép lên từ trường Trái Đất làm cho từ trường nơi bị ép tăng lên.
Khi từ trường Trái Đất tăng lên, từ thông sẽ biến thiên và sinh ra một dòng điện cảm ứng chống lại sự tăng từ trường của Trái Đất (theo định luật Lenz).
Dòng điện cảm ứng này có thể đạt cường độ hàng triệu ampe chuyển động vòng quanh Trái Đất và gây ra một từ trường rất lớn tác dụng lên từ trường Trái Đất.
Hiện tượng này tiếp diễn làm cho từ trường Trái Đất liên tục biến thiên và kim la bàn dao động mạnh.
Nếu hướng của từ trường trong tầng điện ly hướng về phía Bắc, giống như hướng của từ trường Trái Đất, bão địa từ sẽ lướt qua hành tinh của chúng ta. Ngược lại, nếu từ trường hướng về phía Nam, ngược với hướng từ trường bảo vệ của Trái Đất, các cơn bão địa từ mạnh sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới Trái Đất. Mặc dù khí quyển Trái Đất chặn được các dòng hạt năng lượng cao đến từ Mặt Trời này (gồm electron và proton), song các hạt đó làm xáo trộn từ trường của hành tinh, cụ thể là quyển từ, có thể gây ra rối loạn trong liên lạc vô tuyến hay thậm chí gây mất điện.
Các vụ phun trào khí và nhiễm điện từ Mặt Trời được xếp theo 3 cấp: C là yếu, M là trung bình, X là mạnh. Tùy theo cấp cao hay thấp mà ảnh hưởng của nó lên từ trường Trái Đất gây ra bão từ nhiều hay ít. Bão từ được xếp theo cấp từ G1 đến G5, G5 là cấp mạnh nhất. Theo nhiều nghiên cứu thì hiện nay các cơn bão từ xuất hiện nhiều hơn và mạnh hơn, điều này cho thấy rằng Mặt Trời đang ở vào thời kỳ hoạt động rất mạnh.
Ảnh hưởng của Bão từ đối với sức khỏe con người
Thời kỳ có bão từ là thời kỳ rất nguy hiểm cho người có bệnh tim mạch bởi vì từ trường ảnh hưởng rất mạnh đến hoạt động của các cơ quan trong hệ tuần hoàn của con người. Để đảm bảo sức khỏe, những người mắc bệnh tim mạch nên tránh hoạt động nhiều ngoài trời, nhất là những bệnh nhân đã được cấy máy tạo nhịp tim vĩnh viễn, uống đủ nước trong ngày để tránh hiện tượng máu cô đặc vì máu cô đặc sẽ càng làm cho cục máu đông hình thành dễ dàng hơn. Những bệnh nhân mắc bệnh mạch vành, bệnh động mạch cảnh... đang được dùng các loại thuốc chống đông máu, chống kết dính tiểu cầu như Aspirin, Plavix phải dùng thuốc đều đặn theo đúng chỉ dẫn của thầy thuốc và đặc biệt là không được quên uống thuốc trong những ngày này dù chỉ một lần.
Bệnh nhân tăng huyết áp đang được dùng thuốc chống tăng huyết áp, không được quên uống thuốc hạ áp vì dù chỉ quên một lần vào ngày có bão từ, huyết áp có thể tăng cao kịch phát gây tai biến nghiêm trọng (vỡ động mạch chủ, vỡ mạch não...). Các trường hợp đau đầu kiểu migraine cần được nghỉ ngơi, có thể sử dụng các thuốc giảm đau để chống lại các cơn đau cũng như tình trạng rối loạn giấc ngủ có thể xảy ra.
Bệnh nhân mắc các chứng trầm cảm cần được gia đình và người thân quan tâm, săn sóc nhiều hơn để có thể duy trì chất lượng cuộc sống ở mức cao trong những ngày thời tiết không tốt này. Người bình thường, nhất là những người cao tuổi khi thấy những biểu hiện bất thường như đau đầu, choáng váng, có cơn xỉu, ngất, đau ngực, giảm hoặc yếu vận động chân tay... cần đi kiểm tra sức khoẻ tại các cơ sở y tế để phát hiện sớm và điều trị kịp thời những bệnh lý tim mạch thường gặp trong thời gian bão từ. Bão từ cũng sẽ gây ra tác động tiêu cực đến sức khỏe của người già, và ảnh hưởng tới da nếu phơi nắng trực tiếp.
Vết đen khổng lồ trên mặt trời mà các nhà khoa học phát hiện vào tuần trước đang di chuyển tới vị trí hướng về trái đất, một diễn biến có thể khiến địa cầu hứng chịu bão từ mạnh trong tuần.
Cơ quan Hàng không vũ trụ Mỹ (NASA)phát hiệnnhững vết đen khổng lồ trên mặt trời vào hôm 3/11 nhờ những bức ảnh do tàu theo dõi mặt trời Solar Dynamic Observatory (SDO) gửi về. Đây là nhóm vết đen lớn nhất trên mặt trời mà con người phát hiện kể từ năm 2005. Tới nay chiều rộng của nhóm - được đặt tên là AR1339 - đã gấp 17 lần đường kính trái đất,Spaceđưa tin.
Ngày 4/11, SDO phát hiện một cơn bão dữ dội trên tầng thượng quyển của mặt trời. Nó là một trong những cơn bão mạnh nhất mà ngôi sao trong Thái Dương Hệ có thể tạo ra. Nơi xuất phát của nó chính là nhóm vết đen AR1339.
"Khoảng 45 phút sau khi cơn bão xuất hiện trên mặt trời, hoạt động của một số hệ thống viễn thông radio trên trái đất bị tê liệt. Chúng tôi đang tiếp tục theo dõi vùng AR1339 vì nó có thể tạo ra những trận bão khác", NASA thông báo.
Trangspaceweather.comcũng xác nhận lượng hạt ion trong tầng thượng quyển trái đất tăng vọt sau cơn bão. Các hạt ion làm thay đổi sóng radio tại Mỹ và châu Âu.
Từ hôm 4/11 tới nay các nhà khoa học của Trung tâm Dự báo Thời tiết vũ trụ Mỹ đang theo dõi những vết đen trên mặt trời,Discoverycho biết. Họ xác nhận rằng giờ đây AR1339 đang di chuyển tới phía đối diện trái đất nên phần lớn năng lượng của nó sẽ hướng về hành tinh xanh. Trong vòng mấy ngày tới rất có thể trái đất sẽ hứng chịu một trận bão từ mạnh khác do hoạt động của vết đen khổng lồ.
Vết đen trên mặt trời là những vùng tối trên bề mặt ngôi sao này. Độ sáng bề mặt vết đen chỉ bằng khoảng 1/4 so với vùng xung quanh và nhiệt độ của chúng cũng thấp hơn nhiều. Sự biến đổi từ trường cực mạnh là nguyên nhân gây nên vết đen mặt trời. Từ trường của vết đen tăng dần trong quá trình phát triển của nó.
Bão mặt trời (hay gió mặt trời) là hiện tượng các luồng hạt mang điện tích được giải phóng từ tầng thượng quyển của mặt trời. Do mang năng lượng cao, các hạt mang điện tích - bao gồm proton và electron - có thể thoát khỏi lực hấp dẫn của mặt trời. Sự tương tác giữa các hạt mang điện tích từ mặt trời với những đường sức từ của trái đất là nguyên nhân gây nên bão từ.
Minh Long
Trung tâm Dự báo thời tiết vũ trụ (SWPC) thuộc Cục quản lý Đại dương và Khí quyển quốc gia Hoa Kỳ (NOAA) cảnh báo, một cơn bão địa từ cấp G3 trên trái đất do một vụ nổ mạnh đáng kể ngày 24/9/2011đã tạo ra một vầng hào quang của mặt trời và một cơn bão năng lượng mặt trời cấp độ từ cấp G1 đến cấp G5.
Hào quang vụ nổ gây ra cơn bão mặt trời mạnh(Ảnh: sciencedaily)
Cơn bão có tác động đến Trái Đất, tạo ra một từ trường và gây nên bão địa từ mạnh ở một số vùng. Hào quang vụ nổ ngày 24/9 chứa các hạt tích điện và từ trường di chuyển trực tiếp từ ánh nắng mặt trời với tốc độ 5 triệu dặm một giờ, nếu nó đánh thẳng vào trái đất, bão từ có thể gây ra tổn thất cực kỳ nghiêm trọng.
Bão từ trên trái đất có thể làm gián đoạn hệ thống lưới điện, đài phát thanh và vệ tinh viễn thông. Tuy nhiên đến ngày hôm nay vẫn chưa có tác động nào.
Các điểm trên mặt trời sản xuất hàng loạt phóng hào quang của ngày 24/9 vẫn hoạt động và có thể gây ra cơn bão trong vài ngày tới.
SWPC của NOAA sẽ tiếp tục theo dõi hoạt động của cơn bão, và thông báo cho các nhà khai thác mạng, vệ tinh, hãng hàng không và mọi người để bảo vệ hệ thống cơ sở hạ tầng và cộng đồng. Vũ trụ cũng có thể tạo ra cực quang lớn (ánh sáng phía Bắc và phía Nam).
Ngắm cực quang từ vũ trụ
Khi quan sát từ Trạm Không gian Quốc tế (ISS), cực quang ở bán cầu nam của trái đất giống như những dải sáng nhảy múa.
Những dải sáng vào tối 15/9 trong bức ảnh của Ron Garan. Ảnh:AP.
APđưa tin Ron Garan, phi hành gia đang làm việc trên ISS, chụp được cảnh tượng cực quang xuất hiện ở bán cầu nam vào ngày 15/9. Những dải sáng cực quang dường như nhảy múa cùng chòm sao Lạp Hộ. Đó là một khoảnh khắc khó quên, Garan nói.
Sau khibão từquét qua trái đất vào ngày 10/9, cực quangxuất hiệnthường xuyên ở bán cầu bắc trong những ngày qua. Bức ảnh của Garan cho thấy cực quang cũng xuất hiện ở bán cầu nam.
Cực quang xuất hiện khi những hạt mang điện tích từ mặt trời lao vào bầu khí quyển trái đất với tốc độ cực lớn. Trong quá trình di chuyển, những hạt mang điện tích đâm vào các nguyên tử oxy và nitơ khiến mức năng lượng của chúng tăng lên. Kết quả là những nguyên tử nitơ và oxy phát ra dải ánh sáng nhiều màu sắc. Khi những dải ánh sáng xuất hiện ở bán cầu bắc, chúng được gọi là bắc cực quang. Nếu xuất hiện ở bán cầu nam, người ta gọi chúng là nam cực quang.
Địa cầu không phải là nơi duy nhất trong hệ Mặt trời có cực quang. Hiện tượng này cũng xuất hiện trên sao Mộc, sao Thổ, sao Thiên Vương, sao Kim, sao Hỏa và sao Hải Vương.
Minh Long
Kẻ thù đáng sợ của vệ tinh nhân tạo
Các vệ tinh nhân tạo trên quỹ đạo thấp của trái đất được thiết kế để chống bão từ, song tuổi thọ của chúng có thể giảm mạnh nếu siêu bão từ xuất hiện.
Kính thiên văn không gian Hubble và các vệ tinh nhân tạo trên quỹ đạo thấp của trái đất có thể bị phá hoại bởi siêu bão từ. Ảnh:NASA.
Khi một đợt bùng nổ xuất hiện trên tầng thượng quyển của mặt trời, bầu khí quyển trái đất sẽ hứng chịu những luồng hạt mang điện tích cao. Những hạt này có thể cản trở hoặc làm tê liệt các vệ tinh nhân tạo trên quỹ đạo thấp của trái đất.
Các vệ tinh nhân tạo có thể hỏng, thậm chí ngừng hoạt động, trong các trận bão từ. Tuy nhiên, mối đe dọa chỉ tồn tại trong vài ngày sau khi bão từ ập tới.
Mức độ nguy hiểm có thể tăng lên đáng kể nếu bão từ siêu mạnh xảy ra, bởi electron và các hạt mang năng lượng từ mặt trời sẽ tăng tốc khi lao vào bầu khí quyển trái đất.
National Geographiccho biết, Yuri Shprits, một nhà địa vật lý của Đại học California tại Mỹ, sử dụng một mô hình máy tính để nghiên cứu tác động của siêu bão từ đối với các vệ tinh nhân tạo bay trên quỹ đạo thấp.
Mô hình cho thấy, trong phần lớn trận bão từ, tốc độ di chuyển của các hạt mang điện tích giảm hoặc giữ nguyên khi chúng lao vào bầu khí quyển địa cầu. Tuy nhiên, nếu siêu bão từ xuất hiện, tốc độ của các hạt mang điện tăng dần khi chúng lao vào bầu khí quyển. Tốc độ của các hạt mang điện càng lớn thì khả năng gây hại cho các bộ phận trong vệ tinh nhân tạo của chúng càng cao.
Ngăn chặn những hạt mang điện tích như thế là việc chẳng những khó khăn mà còn tốn kém. Chúng xuyên qua lớp vỏ của vệ tinh nhân tạo và xâm nhập vào các chất bán dẫn, nơi chúng có thể tạo nên hiện tượng tăng điện áp khiến các thiết bị điện tử hỏng, Shprits giải thích.
Shprits dự đoán phần lớn vệ tinh nhân tạo trên quỹ đạo thấp sẽ hỏng trong vài năm nếu một siêu bão từ xuất hiện. Song điều đáng chú ý hơn là tác động của bão từ có thể kéo dài tới một thập kỷ.
Dựa trên những tính toán, chúng tôi nhận định siêu bão từ sẽ làm giảm 10% thời gian hoạt động của vệ tinh nhân tạo trên quỹ đạo thấp, Shprits phát biểu.
Giới khoa học chưa từng phát hiện siêu bão từ trong kỷ nguyên vũ trụ (từ thập niên 50 tới nay). Theo các tài liệu lịch sử, có thể trận siêu bão từ gần nhất xảy ra vào năm 1859. Mặc dù vậy, nhiều nhà khoa học nhận định việc một siêu bão từ khác xuất hiện chỉ là vấn đề thời gian.
Siêu bão từ là hiện tượng hiếm, song chắc chắn xảy ra, Shprits khẳng định.
