اللهم صل علی محمد و آل محمد و عجل فرجهم

مغناطیس‌سپهر یا مگنتوسفر چیست و چه کاری انجام می‌دهد؟

مگنتوسفر زمین

مغناطیس‌سپهر یا مگنتوسفر چیست؟

مغناطیس‌سپهر یا مگنتوسفر چیست: ناحیه‌ اطراف یک سیاره را که تحت تاثیر میدان مغناطیسی همان سیاره است، مغناطیس‌سپهر یا مگنتوسفر می‌گویند. زمین نیز مغناطیس‌سپهر یا مگنتوسفر دارد. حرکت فلزات مذاب در هسته زمین، سیاره ما را به آهن‌ربای بزرگی تبدیل کرده است و نتیجتاً اطراف زمین میدان مغناطیسی تشکیل شده است. مگنتوسفر مانند یک پوسته نامرئی میدان مغناطیسی زمین را احاطه کرده است. مگنتوسفر در اثر وزش بادهای خورشیدی مرتعش می‌شود و شکل و گستره آن پیوسته تغییر می‌یابد اما از هم نمی‌پاشد. مغناطیس‌سپهر یا مگنتوسفر زمین، سیاره ما را در برابر بادهای خورشیدی و پرتوها و ذرات خطرناک خورشید محافظت می‌کند. در ادامه با جزییات بیشتری توضیح داده خواهدشد که مگنتوسفر زمین و به‌طور کلی مگنتوسفر چیست، چگونه پدید می‌آید و چه کاری انجام می‌دهد.

 


میدان مغناطیسی و مگنتوسفر زمین

هسته زمین حاوی آهن و نیکل مذاب است. حرکت وضعی زمین، یعنی چرخش زمین بدور خود سبب می‌شود تا آهن و نیکل مذاب در هسته زمین نیز به چرخش درآید. حرکت این فلزات، در اطراف زمین میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند. یعنی زمین مانند آهن‌ربای بزرگی در اطراف خود میدان مغناطیسی تشکیل می‌دهد. وزش بادهای خورشیدی و اثرات آن بر میدان مغناطیسی زمین سبب می‌شود ناحیه‌ نامرئی خاصی حول زمین تعریف شود که آن را مغناطیس‌سپهر زمین یا مگنتوسفر زمین می‌نامند. به بیان دیگر، مگنتوسفر مرز میدان مغناطیسی زمین با بادهای خورشیدی است. لذا میدان مغناطیسی زمین و مگنتوسفر زمین دو مفهوم جداگانه‌ اما به‌هم وابسته‌اند. مگنتوسفر، زمین را از برخی پرتوها و ذرات مضر خورشیدی محافظت می‌کند.

میدان مغناطیسی زمین

تصویر ۱. زمین مانند آهن‌ربایی است که در اطراف آن میدان مغناطیسی پدید آمده است. راستای میدان مغناطیسی زمین دقیقا از قطب شمال تا قطب جنوب نیست، بلکه نسبت به محور زمین حدود ۱۱ درجه انحراف دارد.

میدان مغناطیسی زمین مرئی نیست اما جهت‌گیری آن را می‌توان با خطوط فرضی نشان داد. زمین مانند آهن‌ربای میله‌ای بسیار بزرگی است که محور عمودی آن حدود ۱۱ درجه از راستای عمود انحراف دارد. یکی از قطب‌های مغناطیسی زمین در قطب جنوب و دیگری در آمریکای شمالی است. میدان مغناطیسی از فراز دو قطب زمین به فضای بیرون گسترش یافته است و زمین را همچون پوسته‌ای نامرئی از ذرات پرانرژی خورشیدی و نیز سایر ذراتی که بار الکتریکی دارند و از نقاط دورتر کهکشان به‌سمت زمین می‌آیند، محافظت می‌کند.

مغناطیس‌سپهر یا مگنتوسفر زمین

تصویر ۲. مغناطیس‌سپهر یا مگنتوسفر زمین در اثر میدان مغناطیسی زمین پدید آمده است. نحوه و شدت وزش بادهای خورشیدی، میدان مغناطیسی را دچار ارتعاش می‌کند. طبیعتا شکل و گستره مگنتوسفر نیز به تبع آن، پیوسته مرتعش می‌شود و تغییر می‌یابد.


مغناطیس‌سپهر زمین یا مگنتوسفر زمین چه کاری انجام می‌دهد؟

وضعیت جوی زمین به میزان گرما، رطوبت و باد بستگی دارد اما وضعیت جوی فضای اطراف زمین به امواج الکترومغناطیسی و ذراتی وابسته است که از سمت خورشید و دیگر نقاط کهکشان راه شیری در فضا منتشر می‌شوند. خورشید نیز مانند زمین، جو یا اتمسفر دارد. میدان مغناطیسی خورشید در جو خورشید انرژی منتشر می‌کند که نتیجتا فعالیت‌های خورشیدی متعددی را موجب می‌شود. این امواج شدید و ذرات پرانرژی که به آن‌ها بادهای خورشیدی می‌گویند، می‌تواند وارد فضای بین سیارات شود. مغناطیس‌سپهر مانند سپری نامرئی، زمین را از ذرات و پرتوهای مضر خورشید محافظت می‌کند.

بادهای خورشیدی

بادهای خورشیدی، جریانی از ذرات باردار هستند که با سرعت بسیار از نواحی بالایی اتمسفر خورشید به تمام منظومه شمسی منتشر می‌وزد. به‌ علت دمای بسیار بالای خورشید، ذرات تشکیل‌دهنده بادهای خورشیدی ‌از حالت گاز نیز فراتر رفته و به‌ حالت پلاسما درآمده‌اند. لذا باد خورشیدی، پلاسمایی است که با سرعت در فضای منظومه شمسی منتشر می‌شود. شدت و سرعت بادهای خورشیدی به میزان فعالیت‌های خورشید بستگی دارد. گاهی شدت و سرعت آن‌ها بیشتر و گاهی کمتر است.

بادهای خورشیدی در اطراف زمین نیز می‌وزند و سبب می‌شوند میدان مغناطیسی زمین تحت تاثیر این بادهای خورشیدی دچار نوسان شود و بخش‌هایی از آن همسو با بادهای خورشیدی کشیده شود و به‌شکل رشته‌هایی شبیه دم دنباله‌دار درآید.

اثر بادهای خورشیدی بر میدان مغناطیسی زمین

تصویر ۳. وزش بادهای خورشیدی، میدان مغناطیسی زمین و نتیجتاً مگنتوسفر زمین را مرتعش می‌کند و مگنتوسفر زمین را در جهت وزش بادهای خورشیدی می‌کشد.

مطلب مرتبط: لایه‌های جو خورشید چیستند – دما و ارتفاع و دیگر ویژگی‌ها

وقتی بادهای خورشیدی به نواحی بالایی اتمسفر زمین می‌رسند، می‌توانند انرژی ذره‌های دارای بار را افزایش دهند. در نتیجه این فرآیند، در یونوسفر زمین نورهای درخشانی موسوم به شفق قطبی ایجاد می‌شود. شفق قطبی در ارتفاع حدود ۱۰۰ تا ۲۰۰ کیلومتری از سطح زمین، حول قطب‌های مغناطیسی زمین در اتمسفر آن می‌چرخد. در نیم‌کره شمالی زمین شفق‌های قطبی را نورهای شمالی نیز می‌نامند. برخورد الکترون‌ها با اکسیژن در اتمسفر زمین شفق‌های سرخ و سبز پدید می‌آورد. اما اگر الکترون‌ها با نیتروژن برخورد کنند، شفق سرخ، آبی و ارغوانی تولید می‌شود.

اثر بادهای خورشیدی بر زمین

اگر بادهای خورشیدی شدید باشند، جو زمین را متلاطم می‌کنند. بادهای خورشیدی شدید می‌توانند به ماهواره‌ها آسیب بزنند، ارتباطات رادیویی، مکان‌یابی ماهواره‌ای و سامانه‌های ارتباطی هواپیماها را مختل کنند و به شبکه‌های برق در سطح زمین خسارت بزنند. اگر فعالیت‌های مغناطیسی خورشید طولانی‌مدت باشد، آب‌وهوای زمین و فضا نیز دست‌خوش تغییر می‌شود. دانشمندان و کارشناسان با رصد مستمر فعالیت‌های خورشیدی، توفان‌های خورشیدی را پیش‌بینی و خود را برای مواجهه با آن آماده می‌کنند. مگنتوسفر زمین مانند سپری نامرئی، سیاره ما را از بادهای خورشیدی و ذرات و امواج مضر آن محافظت می‌کند.


مغناطیس‌سپهر یا مگنتوسفر دیگر سیارات منظومه شمسی

علاوه بر زمین برخی از دیگر سیارات نیز میدان مغناطیسی و نیز مگنتوسفر دارند. بزرگترین مگنتوسفر منظومه شمسی متعلق به سیاره مشتری است. میزان گستردگی مگنتوسفر مشتری دو تا سه برابر حجم خورشید است.

مگنتوسفر مشتری

میدان مغناطیسی مشتری حدود ۲۰,۰۰۰ برابر قوی‌تر از میدان مغناطیسی زمین است. لذا مگنتوسفر مشتری بزرگ‌تر است. به‌همین علت مگنتوسفر مشتری می‌تواند بادهای خورشیدی را از تقریبا ۳ میلیون کیلومتر دورتر به اطراف منحرف کند. قمر آیو و دیگر قمرهای گالیله‌ای مشتری نیز تحت تاثیر مگنتوسفر مشتری هستند. آیو نزدیک‌ترین قمر به سیاره مشتری است. ذرات بارداری که اطراف سیاره مشتری به دام افتاده‌اند، به سطح‌ این قمرها برخورد می‌کنند و اتم‌ها و مولکول‌هایی از آن‌ها منتشر می‌شود که گاهی حول قمر آیو اتمسفر نازکی پدید می‌آورند.


خلاصه: مغناطیس‌سپهر یا مگنتوسفر چیست

مغناطیس‌سپهر یا مگنتوسفر چیست؟ ناحیه‌ اطراف یک سیاره را که تحت تاثیر میدان مغناطیسی همان سیاره (و نه میدان‌های مغناطیسی دیگر در فضای بین‌سیاره‌ای) است، مغناطیس‌سپهر یا مگنتوسفر می‌گویند. مغناطیس‌سپهر یا مگنتوسفر، مرز میدان مغناطیسی زمین با بادهای خورشیدی است. وزش بادهای خورشیدی شکل و گستره میدان مغناطیسی یک سیاره را تغییر می‌دهد و ناحیه‌ای حول سیاره تعریف می‌شود که به آن مغناطیس‌سپهر یا مگنتوسفر می‌گویند. شکل و گستره مغناطیس‌سپهر بسته به نحوه و شدت وزش بادهای خورشیدی متغیر است. مگنتوسفر، زمین را در برابر برخی از امواج و ذرات مضر خورشید محافظت می‌کند.

 

عنوان مطلب: مغناطیس‌سپهر یا مگنتوسفر چیست و چه کاری انجام می‌دهد؟