Chuyên đề độ từ thiên độ từ khuynh

•Trái đất là một thanh nam châm cực lớn, khoảng không gian chịu ảnh hưởng của nam châm đó gọi là từ quyển hay từ trường của trái đất... • Trường từ của trái đất tương tự như một trường t

CHUYÊN ĐỀ:

ĐỘ TỪ THIÊN, ĐỘ TỪ KHUYNH

THỰC HIỆN: TẬP THỂ TỔ 2

Nguồn gốc từ trường trái đất

????Tại sao Quả đất có một từ trường?

•Trái đất là một thanh nam châm cực lớn, khoảng không gian chịu ảnh hưởng của nam châm đó gọi là từ quyển hay từ trường của trái đất

• Trường từ của trái đất tương tự như một trường từ được tạo thành bởi một thanh nam châm khổng lồ đặt trong lòng trái đất có phương kéo dài (trục từ) hợp với trục quay của trái đất (hay trục Bắc - Nam địa lý) 1 góc khoảng

120 (hiện cực Bắc từ đang nằm trong vùng có tọa độ khoảng vĩ độ 76 bắc, kinh độ 101 tây - thuộc miền Bắc Canada)

• Ở ngoài bề mặt trái đất, từ trường gần như là một trường lưỡng cực Ở vùng gần cực Bắc địa lý (phía sao Bắc cực) các đường cảm ứng từ tương tự như ở cực nam của thanh nam châm

• Các đường cảm ứng là liên tục và tự khép kín mặc dù dòng điện của chúng

ở bên trong trái đất còn chưa biết chi tiết

• Phân bố từ trường của trái đất ở ngoài bề mặt của nó được biểu diễn một cách khái lược như hình vẽ ta thấy các đường ứng từ nói chung đi ra từ nam bán cầu và đi vào bề mặt trái đất ở bắc bán cầu

• Các đường này tương tự như các đường cảm ứng từ của trường lưỡng cực

từ Điều này có nghĩa là ở ngoài mặt trái đất, từ trường về căn bản giống như được tạo ra một lưỡng cực từ đặt ở tâm trái đất

• Cho đến nay vẫn chưa có một giả thuyết nào hoàn chỉnh giải thích được từ trường Trái đất (địa từ) Người ta cho rằng từ tính của trái đất là do những

hệ thống các dòng điện tồn tại trong nhân của nó, sinh ra do sự dịch chuyển vật chất trong nhân Mặt khác, từ trường của trái đất còn do các đá của vỏ trái đất chứa những khoáng vật có từ tính

• Năm 1940, một số nhà vật lý đã đưa ra giả thuyết "Đinamô" để giải thích nguồn gốc từ trường của trái đất

• Theo thuyết này thì từ trường Trái đất chủ yếu được hình thành từ các dòng đối lưu trong chất lỏng của trái đất ở độ sâu trên 3000 km Sự khác biệt về nhiệt độ trong chất lỏng của trái đất đã làm xuất hiện các dòng đối lưu

• Nếu trong nhân của trái đất có một " từ trường nguyên thuỷ " thì các dòng đối lưu trên sẽ có vai trò như một cuộn dây trong máy phát điện Dòng điện nhờ đó được hình thành và chính nó đã tạo ra từ trường cho trái đất

• Tuy nhiên thuyết vẫn còn một số điểm chưa rõ ràng Trong quá trình hình thành từ trường trái đất, cần có "từ trường nguyên thuỷ", nhưng từ trường này được hình thành từ bao giờ và bằng cách nào? Đây là một trong những tồn tại chưa giải quyết được của các ngành khoa học về Trái đất

• Một số nhà khoa học lại cho rằng nguyên nhân của từ trường là sự tồn tại những chuyển động cuộn xoáy mạnh trong lòng đại dương của một chất lỏng kim loại nằm sâu trong lòng đất Song hiện nay vẫn chưa ai hiểu được động học của máy phát đó, lại càng không hiểu vì sao lại có hiện tượng đảo cực

• Đây là một số hình ảnh về từ trường trái đất:

Thảm họa đảo cực từ

•Tình trạng đảo cực từ trường xảy ra khi dòng sắt nóng chảy di chuyển quanh lớp nhân ngoài của Trái đất thay đổi quá trình tuần hoàn Và khi đó, cường độ của từ trường giảm xuống trước khi nhịp điệu tuần hoàn được thiết lập lại và tình trạng phân cực mới bắt đầu

• Tuy nhiên, cho đến nay, giới khoa học vẫn chỉ mới dự đoán thời gian kéo dài của mỗi lần đảo chiều là từ vài ngàn năm đến 28.000 năm.Braford Clement đã tiến hành phân tích dữ liệu từ 30 mẫu trầm tích được khoan từ đáy hồ hoặc đáy biển ở nhiều kinh độ và vĩ độ trên thế giới

• Các mẫu vật này lắng đọng trong 4 thời kỳ khác nhau và ghi lại dấu vết của

từ trường ở những giai đoạn đó Kết quả phân tích cho thấy phải mất trung bình khoảng 7.000 năm hai cực từ mới được thiết lập trở lại.L

• Và lần đảo cực gần đây nhất diễn ra cách đây khoảng 790.000 năm và nếu quá trình này tiếp tục, thì lần tới, kim la bàn sẽ chỉ về hướng nam, thay vì hướng bắc như hiện nay

• Sự đảo chiều này không diễn ra đột ngột, nó diễn ra sớm hơn ở xích đạo (khoảng 2.000 năm) nhưng lại chậm hơn ở các vĩ độ cao, gần về phía hai cực (khoảng 10.000 năm)

• Nguyên nhân của tình trạng này là khi không có từ trường bắc - nam, nhân trái đất đã tạo ra một trường từ thứ hai yếu hơn, có rất nhiều cực mini tại

bề mặt của nó Cuối cùng khi hai cực chính được thiết lập lại, từ trường thứ cấp biến mất

• Chuyên gia cho rằng hậu quả của sự đảo cực từ trường là đời sống sẽ bị

đảo lộn, mọi người phải đi lại bằng la bàn

• Từ trường còn là lá chắn bảo vệ Trái đất khỏi các vụ nổ bức xạ nguy hiểm

từ mặt trời, nếu mất đi lá chắn này thì con người phải tiếp xúc nhiều hơn với bức xạ, các hạt từ mặt trời sẽ lao vào thượng tầng khí quyển, làm ấm

nó và có thể làm thay đổi khí hậu

• Các nhà khoa học đang cảnh báo trong giai đoạn diễn ra hiện tượng đảo cực từ, cường độ từ trường Trái đất sẽ giảm dần cho tới khi bằng 0

• Những kết quả nghiên cứu trên khiến nhiều người e ngại nếu địa từ biến

mất, các loài động vật bao gồm cả con người có khả năng tuyệt chủng

• Hiện tượng đảo ngược cực từ trường như diễn ra ngẫu nhiên về thời gian và không thể dự đoán được, có thể 20.000 - 30.000 năm và cũng có thể lên tới

50 triệu năm

VÀ TRÁI ĐẤT ĐANG CHUẨN BỊ CHO MỘT LẦN

ĐẢO CỰC MỚI

Độ từ thiên

•Độ từ thiên D ở một nơi là góc hợp bởi kinh tuyến từ và kinh tuyến địa lý của nơi đó (góc hợp bởi phương nằm ngang của kim nam châm và phương Nam - Bắc địa lý)

•Trong kinh diện từ, kim nam châm không nằm ngang mà một đầu bị chúc xuống đất Độ lớn của δ có dao động ngày đêm, trong năm và nhiều năm, chịu ảnh hưởng của bão từ

•Muốn đo độ từ thiên, ta phải :

- Xác định kinh diện địa lý : dùng phương pháp quan sát thiên văn (ngắm một ngôi sao nhất định)

- Xác định kinh diện từ : Dùng la bàn độ thiên La bàn này cấu tạo bởi một kim nam châm chuyển động quanh một trục thẳng đứng đi qua trọng tâm của kim, dùng để định phương Nam - Bắc từ tại một nơi (ngắm phương nam châm cân bằng trong mặt phẳng ngang)

• Độ từ thiên không những biến đổi theo không gian mà còn theo thời gian nữa

• Trong một ngày, ở một nơi độ từ thiên qua hai lần cực đại và hai lần cực tiểu, chênh nhau khoảng vài phút góc

• Độ từ thiên ở một nơi cũng biến đổi theo năm tháng, nhưng trị số chỉ biến thiên trong khoảng từ -220 (Tây) và +220(Đông) Việc xác định chính xác giá trị của δ rất cần thiết trong định vị hàng hải, hàng không

sự thay đổi từ thiên Trái Đất(1950->1990)

•Nếu cực Bắc của kim nam châm chúc xuống đất : I > 0.

•Nếu cực Nam của kim nam châm chúc xuống đất : I < 0

•Muốn đo độ từ khuynh ta dùng la bàn từ khuynh La bàn này cấu tạo bởi một kim nam châm, chuyển động dể dàng quanh một trục đi qua trọng tâm Hai cực của kim chuyển dịch trên một đường tròn thẳng đứng đã chia ra độ góc Lúc đo, ta để kim nằm trong kinh diện từ (theo hướng kim ở la bàn độ thiên) Kim cân bằng theo chiều của từ trường trái đất và ta đọc ngang trị số I

•Độ từ khuynh biến thiên từ -900 đến +900 tùy theo nơi và thời gian

•Độ lệch này thay đổi khoảng 1 độ trong 5 năm do sự di chuyển của phần lỏng bên dưới vỏ trái đất Vì thế, việc cập nhật bản đồ cũng rất quan trọng Một số

la bàn cũng được hiệu chỉnh để sử dụng trong một vùng xác định, nếu sử dụng

ở vùng khác sẽ dẫn đến sai số lớn

• Ảnh hưởng của độ từ khuynh khi di chuyển khoảng 16 km sẽ dẫn tới sai số như sau:

Độ từ khuynh ở vài điểm trên trái đất Từ khuynh trên trái đất

Các thiết bị đo độ từ khuynh

CÁM ƠN THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ THEO DÕI