Struttura e variazioni del campo magnetico
| 2 gennaio 2011 | acordo, anomalie, campo crostale, campo magnetico, contributi, crosta terrestre, est, extensioni, geografici, geometria, libero, nordoccidentali, pianeta, polo magnetico, sud, terra, vest | Nessun commento
Quando si effettua la misura del campo magnetico terrestre in un determinato punto della superficie del nostro pianeta questa fornisce un valore che è, come detto, il risultato della sovrapposizione di contributi aventi origine diversa.
Questi contributi possono essere considerati separatamente e ciascuno di essi corrisponde ad un diverso campo:
1. Campo principale, generato nel nucleo fluido tramite il meccanismo di geodinamo
2. Campo crostale, generato dalle rocce magnetizzate della crosta terrestre;
3. Campo esterno, generato da correnti elettriche che fluiscono nella ionosfera e nella magnetosfera come conseguenza dell’interazione tra il vento solare e il campo geomagnetico
4. Campo d’induzione elettromagnetica, generato da correnti indotte nella crosta e nel mantello dal campo esterno variabile nel tempo.
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L’IGRF (International Geomagnetic Reference Field) è un modello globale del campo geomagnetico e vuole rappresentare il contributo del solo campo principale. La parte residua all’IGRF osservata in superficie rappresenta il contributo delle anomalie del campo geomagnetico, ossia le deviazioni rispetto all’andamento teorico del campo principale. Andando più in dettaglio, le anomalie si possono a loro volta dividere schematicamente in anomalie regionali, aventi estensioni di migliaia di chilometri, e anomalie locali, aventi estensioni inferiori.
Per la sua geometria il campo geomagnetico terrestre ha le linee di forza entranti nella Terra nell’emisfero Nord e uscenti in quello Sud; quindi l’estremo libero di polarità Nord (positivo) di un ago magnetico tenderà a disporsi in verticale con il suo Nord verso il basso in presenza di polo magnetico di polarità Sud (negativo). E’ comunque tradizione chiamare polo magnetico Nord terrestre semplicemente quello che si trova nell’emisfero Nord e polo magnetico Sud quello che si trova nell’emisfero Sud, in accordo con i corrispondenti poli geografici.
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Il campo magnetico terrestre è soggetto a variazioni che possono essere: di breve periodo, secolari, di lunghissimo periodo. Le variazioni di breve periodo possono avvenire in poche ore o in anni, e sono collegate alle iterazioni tra il campo magnetico interno alla Terra e gli strati fortemente conduttivi nell’atmosfera. Queste variazioni possono essere divise in: regolari ed irregolari.
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Tra le prime vi sono quelle giornaliere, determinate dalle azioni “mareali” del Sole e della Luna sulla ionosfera terrestre (lo strato ionizzato presente nell’atmosfera tra i 50 – 60 Km e 400 Km di altitudine) per esempio, alle medie latitudini, il vettore campo magnetico descrive un’ellisse durante il giorno, seguendo lo spostamento del Sole; quella mensile (ogni 27 giorni circa) che è messa in relazione con particolari campi magnetici della nostra stella.
Tra quelle irregolari, vi sono quelle che prendono il nome di tempeste magnetiche ches ono collegate ad attività solari particolarmente intense, dette “brillamenti solari”, o più in generale all’attività delle macchie solari.
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Come ha dimostrato E. N. Parker nel 1958, il vento solare è un plasma caldo emesso dalla corona solare, costituito essenzialmente da idrogeno ionizzato (protoni ed elettroni non legati fra loro). Questo flusso di particelle cariche, emesso dal Sole in direzione radiale con una velocità variabile da 400 a 800 km/s, genera un campo magnetico che, interagendo con quello terrestre, ne modella le linee di forza, che risultano leggermente schiacciate contro la Terra dalla parte prospiciente il Sole ed allungate in modo da formare una coda dalla parte opposta. Un gran numero di protoni e di elettroni energetici del vento solare penetra nel campo magnetico terrestre, dove rimane confinato in due regioni, denominate fasce di Van Allen, dal nome dello scienziato che ebbe l’occasione di scoprirle nel 1958. |
La fascia di Van Allen interna si estende 
da circa 800 km fino a circa 4000 km al di sopra della superficie terrestre mentre quella esterna si estende sino a circa 60.000 km dalla terra. Esistono buone prove per dimostrare che la fascia interna è composta di protoni ed elettroni derivati dal decadimento di neutroni prodotti nell’atmosfera terrestre da interazioni di raggi cosmici, mentre la fascia esterna e’ costituita principalmente da particelle cariche emesse dal Sole. Un aumento del numero di queste particelle è associato con l’attività solare, e il loro allontanamento dalla fascia di radiazioni provoca le aurore boreali sui poli ed interruzioni delle trasmissioni radio.
da circa 800 km fino a circa 4000 km al di sopra della superficie terrestre mentre quella esterna si estende sino a circa 60.000 km dalla terra. Esistono buone prove per dimostrare che la fascia interna è composta di protoni ed elettroni derivati dal decadimento di neutroni prodotti nell’atmosfera terrestre da interazioni di raggi cosmici, mentre la fascia esterna e’ costituita principalmente da particelle cariche emesse dal Sole. Un aumento del numero di queste particelle è associato con l’attività solare, e il loro allontanamento dalla fascia di radiazioni provoca le aurore boreali sui poli ed interruzioni delle trasmissioni radio. I dati sul campo geomagnetico raccolti negli ultimi 400 – 500 anni hanno messo in evidenza che declinazione, inclinazione ed intensità hanno subito variazioni graduali su tutto il globo. A Londra, per esempio tra il 1580 ed il 1970 questa variazione è risultata in media di circa 0,1° all’anno, il che equivale a 10° ogni secolo. Le variazioni secolari risultano diverse da luogo a luogo anche in modo considerevole, e gli aspetti più interessanti di queste variazioni sono una costante e lenta diminuzione dell’intensità del campo del dipolo principale, ed una migrazione verso ovest del campo ad un ritmo di una frazione di grado ogni anno. Ciò fa pensare che le variazioni secolari del campo magnetico siano dovute a variazioni che avvengono entro la Terra a grande profondità, diversamente da quelle a breve periodo.
Dal punto strettamente geologico si tratta di variazioni estremamente rapide; in meno di duemila anni il campo magnetico si potrebbe praticamente rovesciare con un inversione dei poli magnetici. I fenomeni prettamente geologici concernono materiali rocciosi e si attuano alla scala di milioni di anni; soltanto il movimento di un fluido può essere così rapido, per cui in definitiva, il nucleo fluido sembra la sorgente più plausibile non solo del campo magnetico, ma anche delle sue fluttuazioni.
Struttura e variazioni del campo magneticoultima modifica: 2011-01-02T22:47:00+01:00da
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