Der „unsichtbare Schild“, der die Erde heimlich schützt

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Autor: Digital World

Hersteller: China Science Expo

Das Erdmagnetfeld ist ein für das menschliche Leben unverzichtbarer Umweltfaktor. Es spielt eine bedeutende Rolle in der Evolution der Erde, in biologischen Aktivitäten und im menschlichen Leben. Das Magnetfeld der Erde wird allgemein als Geomagnetfeld bezeichnet. Unter Geomagnetismus versteht man im Allgemeinen nur die Messung und Erforschung des Erdmagnetfelds, der Geomagnetismus umfasst jedoch auch Erdmagnetismus, Gesteinsmagnetismus, Paläomagnetismus sowie die Entstehung und Entwicklung des Erdmagnetfelds.

1. Veränderungen und Anwendungen des Erdmagnetfeldes

Langfristige und weltweite Beobachtungen und Untersuchungen des Erdmagnetfelds haben gezeigt, dass sich das Erdmagnetfeld zeitlich und räumlich verändert. Daher wurden vielerorts geomagnetische Observatorien bzw. Erdmagnetfeldstationen eingerichtet, um Veränderungen des Erdmagnetfelds kontinuierlich zu beobachten und aufzuzeichnen. mein Land hat in Peking, großen Verwaltungsregionen und einigen wichtigen Provinzen und Städten geomagnetische Observatorien (Stationen) eingerichtet.

Erdmagnetfeld (Bildquelle: veer Gallery)

Diese Veränderungen im Erdmagnetfeld liefern nicht nur zahlreiche Informationen über die Struktur und Aktivitäten der Erde, sondern haben auch viele wichtige Anwendungen. Beispielsweise ist die magnetische Prospektion zu einer wichtigen und häufig verwendeten Methode in der geophysikalischen Prospektion geworden. Im Vergleich zu anderen geophysikalischen Prospektionsmethoden wie der Schwerkraftmethode und der elektrischen Methode weist es seine eigenen Merkmale auf. Die magnetische Prospektion kann nicht nur bei der Erkundung von Eisenerz, sondern auch bei der Erkundung anderer mit Eisenerz verbundener Mineralien eingesetzt werden. Ersteres wird als direkte magnetische Prospektion bezeichnet, beispielsweise die Erkundung von Magnetit, Hämatit, Vanadium-Titan-Magnetit und Gold-Kupfer-Magnetit; Letzteres wird als indirekte magnetische Prospektion bezeichnet und umfasst beispielsweise die Untersuchung und Erkundung von Metallvorkommen mit Nickel, Chrom und Kobalt sowie nichtmetallischen Vorkommen wie Diamanten, Bor und Asbest und Erdölminen.

Beobachtungsstudien des Erdmagnetfelds und damit verbundener geomagnetischer Phänomene haben zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten. Neben der magnetischen Prospektion gibt es auch magnetische Orientierung und magnetische Navigation wie Kompasse; plötzliche Änderungen des Geomagnetfelds (magnetische Stürme) können zur Vorhersage der Sonnenaktivität und des Weltraumwetters verwendet werden; geomagnetische Störungen und magnetische Stürme können den Funkverkehr und das Klima beeinträchtigen; Abnorme Veränderungen des Erdmagnetfelds stehen im Zusammenhang mit Erdbeben und Vulkanausbrüchen und können daher als Faktor bei der Vorhersage von Erdbeben und Vulkanausbrüchen verwendet werden. Geomagnetfeldbeobachtungen können in Kombination mit anderen geophysikalischen Beobachtungen für geologische Untersuchungen usw. verwendet werden.

2. Umkehrung des Erdmagnetfelds

Moderne wissenschaftliche Forschungen zeigen, dass das Magnetfeld der Erde mit der Entstehung und Entwicklung der Erde entstand und sich entwickelte. Aber woher wissen wir, wie sich das Erdmagnetfeld im Laufe der Erdentwicklung verändert? Welche Informationen über die Entwicklung der Erde können wir aus diesen Veränderungen gewinnen?

Die Veränderungen des Erdmagnetfelds im Laufe der Milliarden Jahre der Erdentwicklung werden aus Beobachtungsstudien des Magnetismus kontinentaler und ozeanischer Gesteine ​​in verschiedenen geologischen Zeiträumen gewonnen.

Nach langfristiger Beobachtung und Erforschung des Magnetismus stark magnetischer Gesteine ​​in unterschiedlichen geologischen Epochen auf verschiedenen Kontinenten und Ozeanen der Erde, d. h. der Beobachtung und Erforschung des Restmagnetismus bei der Entstehung der Gesteine ​​und dessen Beibehaltung bis zur gegenwärtigen Beobachtung, hat sich im Wesentlichen gezeigt, dass die Richtung des Restmagnetismus dieser alten Gesteine, d. h. die Richtung des Erdmagnetfelds, als die Gesteine ​​bei ihrer Entstehung durch das Erdmagnetfeld magnetisiert wurden, teilweise der aktuellen Richtung des Erdmagnetfelds entspricht (positiv genannt), teilweise der aktuellen Richtung des Erdmagnetfelds entgegengesetzt ist (umgekehrt genannt).

Im Laufe der langfristigen Entwicklung der Erde hat sich die magnetische Richtung (Polarität) urzeitlicher Gesteine, die in verschiedenen geologischen Perioden entstanden sind, aufgrund von Änderungen in der Richtung des Erdmagnetfelds verändert. Darüber hinaus kann das Alter von Menschen und antiken Artefakten anhand des Restmagnetismus von antiken Gesteinen und des Restmagnetismus von antiker Keramik und anderen Artefakten bestimmt werden. Dies wird als Archäomagnetismus bezeichnet. In meinem Land wurden paläomagnetische Datierungsmethoden verwendet, um das Alter des Peking-Menschen, des Yuanmou-Affenmenschen in Yunnan und des Wushan-Menschen in Sichuan zu bestimmen. Die Ergebnisse stimmen mit den Altersangaben überein, die durch andere wissenschaftliche archäologische Datierungsmethoden ermittelt wurden.

3. Aurora, ein Geschenk des Erdmagnetfelds

Das Polarlicht der Erde ist ein wunderschönes Lichtphänomen, das am Nord- und Südpol der Erde und in den Höhenlagen in der Nähe dieser Pole auftritt. Es ist farbenfroh und hat verschiedene Formen. Dieses leuchtende Phänomen wurde von Menschen schon vor Tausenden von Jahren beobachtet und aufgezeichnet. Es wird Nordlicht genannt. Allerdings kannte man lange Zeit nicht die Ursache der Aurora, geschweige denn die Beziehung zwischen der Aurora und dem Magnetfeld der Erde. Erst mit der Entwicklung der modernen Wissenschaft wurde entdeckt, dass Zeitpunkt, Form und Veränderungen der Aurora eng mit dem Magnetfeld der Erde zusammenhängen.

Nordlichter (Fotoquelle: Veer-Fotogalerie)

Die Entstehung der Polarlichter ist hauptsächlich darauf zurückzuführen, dass geladene Teilchen von der Sonne in den Einflussbereich des Erdmagnetfelds emittiert werden. Unter dem Einfluss des Erdmagnetfelds gelangen sie aus hohen Breitengraden in die Erdatmosphäre und regen die Partikel in der Höhenluft zum Leuchten an. Die Erde ist ein riesiger Magnet und ihre Magnetpole befinden sich in der Nähe des Nord- und Südpols. Wir wissen, dass der Kompass immer nach Norden und Süden zeigt, weil er vom Magnetfeld der Erde beeinflusst wird. Der Strom geladener Teilchen von der Sonne wird auch durch das Magnetfeld der Erde beeinflusst, was dazu führt, dass er sich in der Nähe der Magnetpole sammelt. Daher erscheinen Polarlichter hauptsächlich am Himmel in der Nähe des Nord- und Südpols. Die Lichter, die in der Antarktis vorkommen, werden Südlichter genannt, und die Lichter, die in der Arktis vorkommen, werden Nordlichter genannt.

Heute sind Fragen wie der Mechanismus und die Umkehrung des Erdmagnetfelds zu hochaktuellen Themen der geophysikalischen Forschung geworden. Ich bin überzeugt, dass uns die Wissenschaftler dabei helfen werden, das Geheimnis dieses unsichtbaren Schildes noch weiter zu lüften.