24.10.2017 25.10.2017 von Astronaut

In letzter Zeit hören wir immer häufiger von magnetischen Stürmen, geomagnetischen Bedingungen, günstigen und ungünstigen Tagen in Bezug auf die geomagnetische Aktivität. Kennen wir die wahre Natur des Ursprungs magnetischer Stürme? Höchstwahrscheinlich nicht. Können wir uns vorstellen, wie starke oder schwache Magnetstürme uns beeinflussen? Ich bezweifle, dass Sie die Antworten auf diese Fragen kennen. Lassen Sie uns das untersuchen und herausfinden, was magnetische Stürme eigentlich sind und wie sie sich auf eine Person auswirken.

Natur geomagnetischer Stürme

Die Erde hat ein Magnetfeld, das sie vor der Strahlung der Sonne und des Weltraums schützt. Dieses Magnetfeld wird als magnetische Abschirmung bezeichnet. Der Schild sichert die Existenz der Biosphäre und des Lebens auf der Erde. Diejenigen Planeten, auf denen kein Magnetfeld vorhanden ist, gelten im Vergleich zur Erde als tot, obwohl dort möglicherweise Lebenszeichen vorhanden sind. Von Zeit zu Zeit treten auf der Sonne aktive Phänomene auf: Massenauswürfe, Fackeln, Stoßwellen. Diese Phänomene führen zur Entstehung von Energieteilchen, die von der Sonne in alle Richtungen, einschließlich in Richtung der Erde, streuen und in die Magnetosphäre eintreten. Wenn die Schockwelle, die vor dem Massenauswurf auftritt, mit der Magnetosphäre kollidiert, beginnt das Magnetfeld der Erde zu revoltieren, zu oszillieren, zu zittern. Dieser Vorgang wird als magnetischer Sturm bezeichnet.

Nach modernen Konzepten, die auf interplanetaren Weltraumstudien mit verschiedenen Instrumenten basieren, treten Magnetstürme als Ergebnis der Wechselwirkung von Hochgeschwindigkeitsflüssen von magnetisiertem Sonnenplasma (Protonen und Elektronen) mit der Magnetosphäre der Erde auf. Da die Temperatur der oberen Schichten der Sonnenatmosphäre (Korona) etwa eine Million Grad beträgt, erreichen die Wasserstoff- und Heliumatome (ihre Hauptbestandteile) so enorme Geschwindigkeiten, dass sie bei Kollisionen Elektronen voneinander abschlagen und sich buchstäblich herausstellen "nackt". Dank dieser sogenannten "Stoßionisation" bleiben in der Korona der Sonne nur "nackte" Atomkerne übrig - aus Atomen herausgeschlagene Protonen und Elektronen. Dieses Teilchengemisch ist Plasma. Durch zahlreiche Kollisionen entwickeln einige Teilchen so hohe Geschwindigkeiten, dass sie es schaffen, die Anziehungskraft der Sonne zu überwinden und für immer in den umgebenden Weltraum zu entkommen. Es findet eine Art „Verdampfung“ von Protonen und Elektronen statt. Diese Plasmaströme, die in der Korona der Sonne entstehen und sich unter normalen Bedingungen mit einer Geschwindigkeit von etwa 300 km/s bewegen, werden als „Sonnenwind“ bezeichnet. Der Sonnenwind wurde vor relativ kurzer Zeit von Raumfahrzeugen sogar an den äußersten Grenzen des Sonnensystems entdeckt.

Trifft das Plasma des Sonnenwindes auf seinem Weg auf das Magnetfeld der Erde (es ähnelt bekanntlich dem Feld eines flachen Magneten), so komprimiert es, den Gesetzen der Physik gehorchend, zunächst die magnetischen Feldlinien und beginnt dann, um die zu fließen Erde, wie ein Wasserfluss um ein festes Hindernis. Auf der der Sonne zugewandten Seite der Erde liegt die Strömungsgrenze in einem Abstand von 10–12 Erdradien (ca. 70.000 km). Auf der Nachtseite erstreckt sich das Magnetfeld in Form einer Wolke, ähnlich einem Kometenschweif, über Entfernungen von etwa 1000 Erdradien (etwa 6 Millionen km). Diese gesamte Region, die das Magnetfeld und das erdnahe Plasma enthält, wird als Magnetosphäre der Erde bezeichnet.

Solange der reguläre Sonnenwind mit einer Geschwindigkeit von etwa 300 km/s „bläst“, treten keine Störungen in der Erdmagnetosphäre auf, dies ist die sogenannte geomagnetische „Ruhe“. Aber jetzt erschien eine große Gruppe von Flecken auf der Sonne, die eine stark magnetisierte Substanz ist, die aus dem Inneren der Sonne hervorgegangen ist (das Magnetfeld der Flecken ist tausendmal stärker als das Magnetfeld der Erde). Wenn sich Punkte mit unterschiedlicher magnetischer Polarität zufällig nähern, entsteht so etwas wie ein riesiger „Kurzschluss“ mit der Freisetzung einer wahrhaft kosmischen Energiemenge. Es ist vergleichbar mit dem Ausbruch von 10 Millionen Vulkanen oder der Explosion von mehreren Dutzend Wasserstoffbomben. Astronomen nennen dieses Phänomen Sonneneruption.

Zu dieser Zeit gibt es auch eine Emission von Hochgeschwindigkeitsströmen geladener Teilchen - Elektronen und Protonen. Wenn dieser gestörte Sonnenwind, der ein Magnetfeld trägt, auf seinem Weg auf die Magnetosphäre der Erde trifft, treten am Kontaktpunkt zufällige und manchmal sehr starke Änderungen der Magnetfeldstärke der Erde auf, was die Essenz eines magnetischen Sturms ist.

Da die Geschwindigkeit eines solchen gestörten Sonnenwinds durch Flares zwischen 500 und 1000 km/s liegt, beginnt ein Magnetsturm normalerweise ein oder zwei Tage nach einer Sonneneruption. So lange braucht das Plasma für die 150 Millionen Kilometer von der Sonne zur Erde.

Magnetstürme sind planetarer Natur und haben globale Auswirkungen auf die Erde und den erdnahen Weltraum. Während eines magnetischen Sturms wird das gesamte Magnetfeld der Erde gestört. Diese Störungen führen zu unterschiedlichen Phänomenen. Alle Schichten der Erdatmosphäre, die Ionosphäre, Plasmasphäre, Magnetosphäre unterliegen Veränderungen. Es gibt Ströme von energetischen Teilchen und Strömungen.

Die stärksten geomagnetischen Stürme der Geschichte

Die manchmal katastrophalen Auswirkungen magnetischer Stürme auf technische Objekte werden durch ein elektrisches Induktionsfeld verursacht, das während eines Fastens auftritt

Reis. 1. Carringtons Skizze einer Sonneneruption am 1. September 1859

Änderung der Stärke des Magnetfelds auf der Erde. Zum ersten Mal wurden während eines starken Magnetsturms am 1. September 1859 greifbare Effekte dieser Art festgestellt, die zu Recht mit dem Namen des englischen Astronomen Carrington in Verbindung gebracht werden, der Sonnenflecken untersuchte. Er projizierte Bilder von Flecken aus einem Teleskop auf eine Leinwand und skizzierte sie. Einmal sah Carrington in einer Gruppe von Flecken zwei helle weiße Flecken, die nach einigen Minuten zu verblassen begannen und erloschen (Abb. 1). Weiße Flecken waren schon vorher zu sehen, aber irgendwie beachteten sie sie nicht. Und dieses Mal, einen Tag nachdem Carrington die chromosphärische Flare beobachtet hatte, brach ein magnetischer Sturm aus, der laut Experten der stärkste in den anderthalb Jahrhunderten war, die seitdem vergangen waren.

Damals gab es noch nicht so viele Elektrogeräte auf der Erde, aber die Zerstörung erwies sich als spürbar: Starke Ströme legten Telegrafenleitungen lahm, ein Transformator in einem Kraftwerk brannte aus ... Seitdem korreliert die Zahl der technischen Unfälle mit kosmophysikalischen Indikatoren hat deutlich zugenommen.

Ein magnetischer Sturm am 24. März 1940 verursachte Stromausfälle in Neuengland, New York, Pennsylvania, Minnesota, Quebec und Ontario. Auf dem Atlantikkabel zwischen Schottland und Neufundland wurde eine Überlastung von 2600 Volt registriert.

Am 13. März 1989 ermöglichte ein gewaltiger Sturm Millionen von Menschen, die Polarlichter nicht nur in Alaska oder Skandinavien, sondern auch an der Mittelmeerküste und in Japan zu bewundern. Doch derselbe „Sturm des Jahres“ zerstörte den Transformator des Atomkraftwerks in Salem (New Jersey, USA). Es blockierte auch den Betrieb des Hochspannungsnetzes in Quebec und ließ 6 Millionen Menschen neun Stunden lang ohne Strom. Nach dem Unfall in Salem stellte sich heraus, dass bereits eine kleine Erhöhung der Gleichstromstärke den Transformator zur Umwandlung von Wechselstrom außer Kraft setzen kann. Dieses Additiv bringt es in den Betriebsmodus mit übermäßiger magnetischer Sättigung des Kerns, was zu einer Überhitzung der Wicklungen und letztendlich zu einem Unfall des gesamten Systems führt.

Der geomagnetische Sturm erreichte seine maximale Intensität am 13. März, als der Planetenindex Ap einen Wert von 246 erreichte, der dritte für den gesamten Beobachtungszeitraum seit 1932: 272, und der Dst-Index der geomagnetischen Aktivität (engl. Disturbance Storm Time Index) zwischen 1:00 und 2:00 Uhr UTC am 14. März erreichte einen Wert von -589 nT (oder sogar -640 nT nach anderen Quellen), ein Rekord seit 1957.

In der UdSSR wurde während dieses geomagnetischen Sturms die Funkkommunikation mit Punkten in hohen Breiten unterbrochen, und die Aurora wurde sogar in Simferopol beobachtet

Der Aufprall wird durch eine elektromotorische Kraft verursacht, die durch kurzzeitige Schwankungen des Erdmagnetfelds induziert wird. Die induzierte Potentialdifferenz ist gering und beträgt etwa wenige Volt pro Kilometer (der Maximalwert wurde 1940 in Norwegen gemessen und betrug etwa 50 V / km), aber in langen Leitern mit geringem Widerstand - Kommunikations- und Stromleitungen, Pipelines, Eisenbahnschienen - die volle Stärke der induzierten Ströme kann Dutzende und Hunderte von Ampere erreichen. Am stärksten betroffen sind die von Ost nach West verlaufenden Stromleitungen in den Polarregionen. Der American Energy Reliability Council stuft die Magnetstürme vom März 1989 und Oktober 1991 in dieselbe Klasse wirtschaftlicher Schäden ein wie Hurrikan Hugo und das Erdbeben von San Francisco.

Die Bedeutung von Magnetstürmen nimmt mit den Jahren zu, weil die Technosphäre der Erde wächst. Zuvor beobachtete die Menschheit nur die Polarlichter, von denen das stärkste 1859 aufgezeichnet wurde. Der englische Astronom Richard Carrington beobachtete die stärkste Flare in der gesamten Geschichte der Beobachtungen auf der Sonne, mit der Polarlichter fast auf dem gesamten Territorium der Erde, einschließlich am Äquator, in Verbindung gebracht wurden. 1859 hatte die Erde keine so große Technosphäre, Satelliten, Stromleitungen, daher waren diese Phänomene nicht so deutlich zu spüren. Aber 1989, als die Menschheit bereits Satelliten gestartet und ausgedehnte Stromleitungen und Pipelines entwickelt hatte, wurde der Magnetsturm sehr bedeutsam und beeinträchtigte das Stromsystem von Quebec stark.

Die Technosphäre der Erde dehnt sich aus. Fast alle modernen Technologien – GPS, GLONASS und andere – sind Satelliten, und Satelliten werden stark von der Sonnenaktivität beeinflusst. Elektronik kann aufgrund des Aufpralls energiereicher Teilchen ausfallen. Und je mehr wir Satellitentechnologien einführen und je länger wir Stromleitungen herstellen, desto mehr magnetische Stürme sind für die Erde zu spüren. Die Induktionswirkung eines Sturms hängt von der Größe dieser Systeme ab.

Dies legt nahe, dass bei der Entwicklung, dem Aufbau von Satellitensystemen und der Erweiterung der Technosphäre Faktoren berücksichtigt werden müssen, die zuvor nicht berücksichtigt wurden. Andererseits ist es notwendig, die Aktivität der Sonne und die damit verbundene geomagnetische Störung auf der Erde zu beobachten.

Ein weiterer Aspekt des Einflusses von Magnetstürmen hängt damit zusammen, dass sich während eines Magnetsturms die Umgebung verändert, sich die Atmosphäre erwärmt und dies zu einer Druckänderung in der Erdatmosphäre führen kann. Diese Veränderungen können laut Ärzten die Gesundheit von Menschen mit geschwächter Anpassung beeinträchtigen. Statistiken zeigen, dass während Magnetstürmen die Zahl der Notrufe aufgrund von Gesundheitsverschlechterung bei Menschen mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen um etwa 20% zunimmt. Gleichzeitig sind die auf der Erde auftretenden Störungen des Magnetfelds im Verhältnis zum Feld selbst unbedeutend. Meistens machen sie etwa 1/300–1/1000 des Feldes selbst aus. Aber die Wirkung ist planetarisch. Im menschlichen Gehirn gibt es Resonanzen, die mit den Resonanzen der Ionosphäre zusammenfallen - etwa 10 Hz. Es gibt auch Resonanzen im menschlichen Herzen, die mit den Resonanzen der Magnetosphäre zusammenfallen - ungefähr 1 Hz. Wenn die Resonanzregionen der Ionosphäre und Magnetosphäre angeregt werden und die Dichte der elektromagnetischen Strahlung in ihnen zunimmt, kann dies die Gesundheit von Kranken beeinträchtigen. Diese Beziehungen werden jetzt aktiv von Ärzten und Biophysikern untersucht.

Gegenwärtig untersuchen Astronomen die Möglichkeiten zur Vorhersage des Weltraumwetters und der gesamten Reihe von Phänomenen, die im Sonne-Erde-System auftreten. Um das Wetter vorherzusagen, ist es notwendig, Informationen über die Sonne, ihre aktiven Regionen, ihre magnetische Konfiguration und die Möglichkeit von Eruptionen und Emissionen zu haben. Wenn der Auswurf bereits stattgefunden hat, fliegt er je nach Geschwindigkeit zwei bis drei Tage zur Erde. Während dieser Zeit können Sie verstehen, um welche Art von Emission es sich handelt, in welchem ​​​​Teil der Sonne sie aufgetreten ist, und ihre Wirkung vorhersagen. In der Regel ist der rechte Teil der Sonne am geowirksamsten.

Die magnetische Achse der Erde ist gegenüber der Rotationsachse geneigt. Die Wirkung von Magnetstürmen hängt in vielerlei Hinsicht von der Stärke und Geschwindigkeit des Massenauswurfs sowie von der Ausrichtung dieser Achse in Bezug auf die Auswurfrichtung im Moment der Kollision der Erde mit der Plasmawolke ab . Die Magnetachse ist um etwa 11 Grad zur Rotationsachse geneigt. Es kann zur Sonne oder in die entgegengesetzte Richtung von der Sonne gedreht werden, wenn die Plasmawolke mit der Magnetosphäre der Erde kollidiert. Weltraumphänomene sind nicht gleich, Massenauswürfe von der Sonne treten zufällig auf, sie haben unterschiedliche Amplituden und Geschwindigkeiten. Daher fallen Weltraumwetterereignisse selten zusammen und sind schwer mit hoher Wahrscheinlichkeit vorherzusagen. Dennoch sind einige Vorhersagen durchaus realisierbar. Sie werden jetzt aktiv beim Start von Raumfahrzeugen und bei der Raumflugkontrolle eingesetzt.

Wie sich Magnetstürme auf die menschliche Gesundheit auswirken.

Wissenschaftler beschäftigen sich schon seit geraumer Zeit mit magnetischen Stürmen. Insbesondere der Einfluss magnetischer Stürme auf den menschlichen Körper und insbesondere auf Patienten mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen wurde 1915-1919 von französischen Ärzten aufgedeckt. Sie fanden heraus, dass die Patienten während solcher Stürme von anhaltenden Schmerzanfällen erfasst werden, die 2-3 Tage andauern.

Der große russische Wissenschaftler A.L. Tschischewski. 1931 schrieb er das Buch The Earth Embraced by the Sun. Darin wurde erstmals der Einfluss der Sonnenaktivität – „Weltraumwetter“ – auf biologische und gesellschaftliche Phänomene nachgezeichnet: Veränderungen in der Tierzahl, das Auftreten von Seuchen, ja sogar der Beginn von Kriegen und Revolutionen.

Im Laufe eines Lebens erlebt ein Mensch den Einfluss von 2000-2500 Magnetstürmen - jeder mit seiner eigenen Dauer (1-4 Tage) und Intensität. Magnetische Stürme haben keinen klaren Zeitplan - sie können Tag und Nacht in der Hitze des Sommers und Winters „decken“, und ihr Einfluss betrifft absolut jeden und alles. Mehr als 50 Prozent der Weltbevölkerung spüren die Folgen von Magnetstürmen.

Magnetische Stürme werden oft von Kopfschmerzen, Migräne, Herzklopfen, Schlaflosigkeit, schlechter Gesundheit, verminderter Vitalität und einer starken Druckänderung begleitet. Was ist los? Während Magnetstürmen verdickt sich das Blut einer Person (bei einer gesunden Person ist dies weniger ausgeprägt). Durch eine solche Blutverdickung verschlechtert sich der Sauerstoffstoffwechsel und das Gehirn und die Nervenenden reagieren als erste auf Sauerstoffmangel. Es gibt niemanden, der frei von den Auswirkungen des Erdmagnetfeldes wäre. Männer sind anfälliger für magnetische Stürme als Frauen. An magnetisch aktiven Tagen steigt die Zahl der Herzinfarkte um mehr als das Dreifache, Schlaganfälle um das Zweifache, Angina-Attacken um das Anderthalbfache. Von allen Krankheiten, die von magnetosphärischen Stürmen betroffen sind, wurden vor allem Herz-Kreislauf-Erkrankungen herausgegriffen, da ihre Beziehung zu solarer und magnetischer Aktivität am offensichtlichsten war. Herzrhythmusstudien haben gezeigt, dass schwache Störungen im Erdmagnetfeld nicht zu einer Zunahme der Anzahl von Herzrhythmusstörungen führten. An Tagen mit mäßigen und starken geomagnetischen Stürmen treten jedoch häufiger Herzrhythmusstörungen auf als ohne magnetische Stürme. Dies gilt sowohl für Beobachtungen in Ruhe als auch bei körperlicher Anstrengung.

Beobachtungen von Bluthochdruckpatienten zeigten, dass einige der Patienten einen Tag vor dem Einsetzen eines magnetischen Sturms reagierten. Andere fühlten sich zu Beginn, in der Mitte oder am Ende eines geomagnetischen Sturms schlechter. Erst am zweiten Tag nach dem Unwetter stabilisierte sich der Blutdruck der Patienten. Studien haben gezeigt, dass die schädlichste Wirkung auf Patienten ein Sturm in seiner Anfangsphase ist. Eine Analyse zahlreicher medizinischer Daten hat auch den jahreszeitlichen Verlauf der Verschlechterung der Gesundheit während Magnetstürmen abgeleitet; es ist durch die stärkste Verschlechterung zur Frühlings-Tagundnachtgleiche (23. März) gekennzeichnet, wenn die Anzahl und Schwere von Gefäßunfällen (insbesondere Myokardinfarkten) zunehmen.

Bei der Überwachung der Notrufe wurde festgestellt, dass es an magnetisch aktiven Tagen mehr (viel) Notrufe gibt als an magnetisch ruhigen Tagen.

Wie genau wirken Magnetstürme auf den menschlichen Körper?

• In Übereinstimmung mit der Sonnenaktivität treten Änderungen in der Anzahl der Leukozyten auf: Ihre Konzentration nimmt bei hoher Sonnenaktivität ab und steigt bei niedriger an.
• Eine hohe magnetische Aktivität "verlängert" den Menstruationszyklus, und die Intensität der Änderungen der Störung des Erdmagnetfelds wirkt sich direkt auf den Beginn und das Ende der Geburt aus. Es ist eine Tatsache, dass Frühgeburten oft durch magnetische Stürme provoziert werden.
• Der gesamte Körper ist magnetischen Stürmen ausgesetzt. Und je mehr chronische Krankheiten, desto stärker die Wirkung von Stürmen.
• Das Risiko von Blutgerinnseln steigt.
• Die Sedimentationsrate der Erythrozyten im Blut ändert sich, die Blutgerinnung verlangsamt sich.
• Die "Versorgung" von Geweben und Organen mit Sauerstoff ist gestört, das Blut verdickt sich.
• Migräne, Kopfschmerzen, Gelenkschmerzen, Schwindel treten auf.
• Der Herzschlag wird häufiger und die allgemeine Vitalität lässt nach.
• Schlaflosigkeit, Drucksprünge werden festgestellt.
• Es gibt ein Fortschreiten chronischer Krankheiten, insbesondere solcher, die das Nervensystem betreffen.
• Die Zahl der Herzinfarkte und Schlaganfälle nimmt zu.
• Die Konzentration von Fibrinogen und die Ausschüttung von Stresshormonen steigen.

Studien in verschiedenen Ländern mit großem Faktenmaterial haben gezeigt, dass die Zahl der Unfälle und Verletzungen im Transportwesen während Sonnen- und Magnetstürmen zunimmt, was durch Veränderungen in der Aktivität des Zentralnervensystems erklärt wird. Gleichzeitig treten Lethargie, Langsamkeit auf, die Schlagfertigkeit verschlechtert sich und die Wahrscheinlichkeit, falsche Entscheidungen zu treffen, steigt.

Es wurden Beobachtungen über den Einfluss magnetischer Stürme auf Patienten gemacht, die an Geisteskrankheiten, insbesondere dem manisch-depressiven Syndrom, leiden. Es wurde festgestellt, dass bei ihnen während eines starken magnetischen Sturms manische Phasen und während eines niedrigen magnetischen Sturms depressive Phasen vorherrschten.

Die Bewohner des Planeten, die näher an den Polen leben, leiden häufiger als andere unter magnetischen "Störungen". Das heißt, je näher am Äquator, desto geringer ist der Einfluss magnetischer Stürme. Wenn zum Beispiel in St. Petersburg 90 Prozent der Bevölkerung unter den Folgen von Magnetstürmen leiden, dann in der Nähe des Schwarzen Meeres - nicht mehr als 50 Prozent.

Ein magnetischer Sturm trifft immer die verwundbarsten Punkte des Körpers, was auf dem einen auf Depressionen, auf dem anderen auf die Verschlimmerung chronischer Leiden, auf dem dritten auf Migräne usw. Am härtesten trifft es Kerne und Menschen, die an VVD und Übergewicht leiden.

Gründe für die Auswirkungen von Magnetstürmen auf den Menschen

Wir reagieren auf einen Sturm als Warnsignal einer möglichen Gefahr. Der Körper gerät in Stress, mobilisiert alle Kräfte zum Kampf. Wetterabhängigkeit ist also eine der Möglichkeiten, ums Überleben zu kämpfen. Sie können ganz einfach feststellen, wie wetterabhängig Sie sind, also wetterempfindlich. Wenn sich Ihr Wohlbefinden während des Klimawandels verschlechtert, Ihre Leistungsfähigkeit abnimmt, Depressionen auftreten und sich die gleichen Anzeichen einer Verschlechterung des Wohlbefindens wiederholen, dann sind Sie wetterempfindlich.

Es ist bekannt, dass das Magnetfeld auf sich bewegende elektrische Ladungen, elektrische Ströme, Permanentmagnete wirkt. In biologischen Systemen, einschließlich des menschlichen Körpers, gibt es geordnete Bewegungen elektrischer Ladungen (Elektronen und Ionen). Neben Strömen und Ladungen in einem lebenden Organismus gibt es kleine Magnete - Moleküle verschiedener Substanzen, hauptsächlich Wasser. Wir wissen, dass Magnete interagieren. Deshalb bewirkt das wechselnde Magnetfeld die Neuorientierung dieser kleinen Magnete im Körper. Abweichend von der üblichen Richtung erfüllen sie ihre Funktionen nicht mehr normal, worunter der gesamte Organismus zu leiden beginnt. Im menschlichen Körper entstehen zusätzliche Bioströme, die das normale Leben weiter stören. Der menschliche Körper ist elektromagnetische Bioströme.

So schützen Sie sich vor einem Magnetsturm - Maßnahmen, um die schädlichen Auswirkungen von Magnetstürmen auf den Menschen zu verhindern

Natürlich kann man sich vor einem Magnetsturm nirgendwo verstecken. Aber es wird nicht überflüssig sein zu wissen, dass die schwersten Auswirkungen des Sturms sein werden:

• In der Höhe - in einem Flugzeug (eine Luftdecke - Erde - schützt nicht in der Höhe).
• In den nördlichen Regionen unseres Landes und in den nördlichen Ländern (Finnland, Schweden usw.).
• Im Untergrund. Im Untergrund erzeugte niederfrequente Magnetfelder bilden zusammen mit der Störung des elektromagnetischen Feldes unseres Planeten eine Quelle starker negativer Auswirkungen auf den menschlichen Körper.

Wie schützt man seine Gesundheit vor dem Einfluss eines magnetischen Sturms?

Befolgen Sie vor dem Sturm (während dieser Zeit erfährt der Körper die schwerste „Überlastung“) und während des Sturms die Empfehlungen von Experten:

• Beseitigen Sie Alkohol, Nikotin und hohe körperliche Aktivität.
• Halten Sie im Falle einer Verschlimmerung chronischer Krankheiten (insbesondere Herzerkrankungen) Medikamente für den Notfall bereit.
• Stehen Sie morgens nicht abrupt aus dem Bett auf (dies gilt insbesondere für hypotonische Patienten).
• Nehmen Sie Aspirin ein, um Blutgerinnseln vorzubeugen (vergessen Sie nicht, einen Arzt aufzusuchen – Aspirin ist beispielsweise bei Magengeschwüren und Gastritis kontraindiziert).
• Bei Schlaflosigkeit, Nervosität, erhöhter Angst – ein Aufguss aus Eukalyptus, Baldrian, Zitronenmelisse, Herzgespann und Aloe-Saft (diese Pflanze stört nicht bei jedem Wetter).
• Die Ernährung für die Zeit des Sturms besteht aus Fisch, Gemüse und Getreide. Die Nahrungsaufnahme ist mäßig.
• Sorgen Sie für vollen, gesunden Schlaf.
• Erhöhen Sie die Aufnahme von natürlichen Antioxidantien (ersetzen Sie Kaffee durch grünen Tee).
• Trinken Sie mehr Flüssigkeit, um die Blutviskosität zu reduzieren.
• Nehmen Sie Kräuter-/Ölbäder und Wechselduschen.

P.S. Spezialisten, die das Labor für Röntgen-Sonnenastronomie des Physikalischen Lebedew-Instituts der Russischen Akademie der Wissenschaften vertreten, erklärten heute, 24. Oktober, erwarten erhebliche geomagnetische Unruhen unseren Planeten. Mit einer Wahrscheinlichkeit von etwa 65 Prozent wird die Störung so stark sein, dass man sie als magnetischen Sturm qualifizieren kann. Sie dauert voraussichtlich bis 27. Oktober.

Laut Wissenschaftlern werden derzeit Quellen von zwei dichten Sonnenwindströmen auf gegenüberliegenden Seiten unseres Sterns beobachtet. Die Sonne macht in 27 Tagen eine vollständige Umdrehung um ihre Achse relativ zur Erde, wobei sowohl die Rotation des Sterns um seine Achse als auch die Bewegung des Planeten in seiner Umlaufbahn berücksichtigt werden. Die Erde befindet sich also in diesem Zeitraum zweimal, also alle zwei Wochen, in einem der beiden Energieströme. Dies hat in der Vergangenheit bereits zu fast fünf Tagen magnetischer Störungen geführt, die vom 11. bis 15. Oktober andauerten. Eine ähnliche Veranstaltung wird in den kommenden Tagen stattfinden, und dann am 6. und 7. November und so weiter. Experten glauben, dass die Erde bei der derzeitigen Konfiguration des Sonnenwinds "im Rhythmus magnetischer Stürme" leben muss. Bislang können Wissenschaftler nicht mit Sicherheit sagen, wann genau sich die Situation ändern könnte. Nach einer der Annahmen kann dies erst nach einigen Monaten geschehen.

Obwohl dies auf den ersten Blick paradox erscheinen mag, sind solche „regelmäßigen“ Magnetstürme charakteristisch für eine Zeit, in der die Sonnenaktivität nahe einem Minimum liegt (jetzt wird unser Stern genau in diesem Stadium des 11-jährigen Aktivitätsänderungszyklus beobachtet). Tatsache ist, dass laut Experten fast keine neuen magnetischen Regionen und Flecken auf dem Stern erscheinen und dadurch die Konfiguration der Sonnenwindströmungen sehr stabil wird.

Auf die eine oder andere Weise drängen die Wissenschaftler darauf, keine allzu große Angst vor dem nächsten Magnetsturm zu haben - aller Wahrscheinlichkeit nach wird seine Stärke 2 auf einer Fünf-Punkte-Skala nicht überschreiten, was es ermöglicht, ihn als moderat oder mittel einzustufen. In der Regel verlaufen Magnetstürme dieser Stärke für die Bewohner der Erde fast unmerklich. Gleichzeitig könnten sich geomagnetische Störungen am 6. und 7. November als bedeutender herausstellen, stellen die Forscher fest. (laut MK)

Die Magnetosphäre umhüllt jeden Körper mit einem Magnetfeld. Es scheint aufgrund der Tatsache, dass geladene Teilchen unter dem Einfluss des inneren Magnetismus von der ursprünglichen Bewegungslinie abweichen. Der Treffpunkt von Sonnenenergie und Magnetfeld bildet ein Plasma, das die magnetosphärische Hülle bedeckt.

Die Wirkung der Sonne auf die Erde

Die Sonne gibt eine große Energiemenge ab, die sich ständig ausdehnt und nach außen „verdampft“. Diese Ausdehnung wird als Sonnenwind bezeichnet.

Der Sonnenwind breitet sich in jede Richtung aus und füllt den gesamten interplanetaren Raum aus. Aus diesem Grund bildet sich im interstellaren Bereich eine Plasmaformation namens Sonnenwindplasma.

Das Sonnenplasma bewegt sich spiralförmig und überwindet den Abstand zwischen Sonne und Erde in durchschnittlich 4 Tagen.

Die Sonne setzt die Energie frei, die das Leben auf der Erde am Laufen hält. Aber auch von der Sonne geht gefährliche Strahlung aus, die für alle Lebewesen auf unserem Planeten zerstörerisch ist. Wenn sich die Erde um die Sonne bewegt, verteilt sich die Strahlung ungleichmäßig über das Jahr. Aus diesem Grund wechseln die Jahreszeiten.

Was schützt die Erde?

Die natürliche Struktur des Planeten Erde schützt ihn vor schädlicher Sonnenstrahlung. Die Erde ist von mehreren Hüllen umgeben:

• die Magnetosphäre, die vor dem strahlenden Sonnenfluss schützt;
• Ionosphäre, die Röntgen- und Ultraviolettstrahlung absorbiert;
• die Ozonschicht, die Restmengen an UV-Strahlung zurückhält.

Dadurch wird die Biosphäre der Erde (der Lebensraum lebender Organismen) vollständig geschützt.

Die Magnetosphäre der Erde ist eine Schutzschicht, die am weitesten vom Zentrum des Planeten entfernt ist. Es ist eine Barriere für Sonnenwindplasma. Aus diesem Grund umströmt das Sonnenplasma die Erde und bildet dabei eine Hohlraumbildung

Warum existiert ein Magnetfeld?

Die Ursachen des Erdmagnetismus sind im Inneren des Planeten verborgen. Wie über die Struktur des Planeten Erde bekannt ist, besteht er aus:

Rund um den Planeten gibt es verschiedene Felder, darunter gravitative und magnetische. Schwerkraft im einfachsten Sinne ist die Anziehungskraft der Erde auf alle materiellen Teilchen.

Der Magnetismus der Erde besteht aus Phänomenen, die an den Grenzen von Kern und Mantel auftreten. Der Planet selbst ist ein riesiger Magnet, eine gleichmäßig magnetisierte Kugel.

Die Ursache jedes Magnetfeldes ist ein elektrischer Strom oder eine kontinuierliche Magnetisierung. Wissenschaftler, die sich mit dem Problem des Erdmagnetismus befassen, finden heraus:

• Ursachen der magnetischen Anziehungskraft der Erde;
• Verbindungen zwischen Erdmagnetismus und seinen Quellen herstellen;
• bestimmen die Verteilung und Richtung des Magnetfelds auf dem Planeten.

Diese Studien werden mittels magnetischer Vermessungen sowie durch Beobachtungen in Observatorien - speziellen Punkten in verschiedenen Regionen der Welt - durchgeführt.

Wie ist die Magnetosphäre organisiert?

Art und Struktur der Magnetosphäre werden entwickelt:

• Sonnenwind;
• Erdmagnetismus.

Der Sonnenwind ist die Ausgabe des Plasmas, das von der Sonne in alle Richtungen verteilt wird. Die Windgeschwindigkeit an der Erdoberfläche beträgt 300-800 km/s. Der Sonnenwind ist gefüllt mit Protonen, Elektronen, Alphateilchen und zeichnet sich durch Quasi-Neutralität aus. Der Sonnenwind ist mit Sonnenmagnetismus ausgestattet, der durch Plasma sehr weit transportiert wird.

Die Magnetosphäre der Erde ist ein ziemlich komplexer Hohlraum. Alle seine Abschnitte sind mit Plasmaprozessen gefüllt, bei denen die Mechanismen der Teilchenbeschleunigung von großer Bedeutung sind. Von der Sonnenseite aus wird der Abstand vom Zentrum zu den Grenzen der Erde durch die Stärke des Sonnenwinds bestimmt und kann 60 bis 70.000 Kilometer betragen, was 10-12 Erdradien Re entspricht. Re entspricht 6371 km.

Die Grenzen der Magnetosphäre sind je nach Standort in Bezug auf die Sonne unterschiedlich. Eine ähnliche Grenze auf der Sonnenseite hat eine ähnliche Form wie ein Projektil. Seine ungefähre Entfernung beträgt 15 Re. Auf der dunklen Seite hat die Magnetosphäre die Form eines zylindrischen Schwanzes, ihr Radius beträgt 20-25 Re, die Länge beträgt mehr als 200 Re, das Ende ist unbekannt.

In der Magnetosphäre gibt es Regionen mit hochenergetischen Teilchen, sie werden "Strahlungsgürtel" genannt. Die Magnetosphäre ist in der Lage, verschiedene Schwingungen auszulösen und ist selbst eine Strahlungsquelle, von der ein Teil die Erde durchdringen kann.

Plasma sickert in die Magnetosphäre der Erde durch Intervalle zwischen den Merkmalen der Magnetopause - Polarspitzen - und auch aufgrund hydromagnetischer Phänomene und Instabilitäten.

Magnetfeldaktivität

Die Magnetosphäre der Erde beeinflusst die geomagnetische Aktivität, geomagnetische Stürme und Substürme.

Sie schützt das Leben auf der Erde. Ohne sie würde das Leben aufhören. Wissenschaftlern zufolge sind die Ozeane des Mars und seine Atmosphäre aufgrund des unverhüllten Einflusses des Sonnenwinds ins All geflogen. In ähnlicher Weise wurde das Wasser der Venus von einem Sonnenstrom in den Weltraum getragen.

Auch Jupiter, Uranus, Saturn und Neptun haben eine Magnetosphäre. Mars und Merkur haben kleine magnetische Schalen. Die Venus hat es überhaupt nicht, dank der Ionosphäre ist es möglich, mit dem Sonnenwind fertig zu werden.

Feldfunktionen

Das Hauptfeld ist Spannung. Magnetische Intensität - Dies ist das Magnetfeld des Planeten, das mit Kraftlinien dargestellt wird, Tangenten an sie zeigen die Richtung des Intensitätsvektors.

Die magnetische Feldstärke beträgt heute 0,5 Oersted oder 0,1 a/m. Wissenschaftler lassen Größenschwankungen in der Vergangenheit zu. Aber in den letzten 2-3,5 Milliarden Jahren hat sich das Erdmagnetfeld nicht verändert.

Die Punkte auf der Erde, an denen die Spannung vertikal ist, werden magnetische Pole genannt. Es gibt zwei auf der Erde:

• Nördlich;
• Süd.

Durch beide Pole verläuft eine Gerade - die magnetische Achse. Der senkrecht zur Achse stehende Kreis ist der magnetische Äquator. Die Feldstärke am Äquator ist horizontal.

Magnetische Pole

Die magnetischen Pole entsprechen nicht den üblichen geografischen. Die geografischen Pole werden entlang der geografischen Achse platziert, entlang der sich der Planet dreht. Wenn sich die Erde um die Sonne bewegt, bleibt die Richtung der Erdachse erhalten.

Die Kompassnadel zeigt genau auf den magnetischen Nordpol. Magnetische Observatorien messen die Schwankungen des Magnetfeldes während des Tages, einige von ihnen sind mit jeder zweiten Messung beschäftigt.

Magnetische Meridiane verlaufen vom Nordpol zum Südpol. Der Winkel zwischen dem magnetischen und dem geografischen Meridian wird als magnetische Deklination bezeichnet. Jeder Punkt auf der Erde hat seinen eigenen Deklinationswinkel.

Am Äquator liegt der Pfeil des Magneten horizontal. Wenn Sie sich nach Norden bewegen, stürzt das obere Ende des Pfeils nach unten. Der Winkel zwischen dem Pfeil und der horizontalen Fläche ist im Bereich der Pole am größten und beträgt 90 Grad.

Bewegung des Magnetfeldes

Mit der Zeit ändert sich die Lage der Magnetpole.

Ursprünglich wurde der Magnetpol 1831 entdeckt und dann Hunderte von Kilometern vom heutigen Standort entfernt. Die ungefähre Reisestrecke pro Jahr beträgt 15 km.

In den letzten Jahren hat die Bewegungsgeschwindigkeit der Magnetpole zugenommen. Der Nordpol bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 40 km pro Jahr.

Permutation von Magnetfeldern

Den Vorgang der Polaritätsumkehr auf der Erde nennt man Inversion. Wissenschaftlern sind mindestens 100 Fälle bekannt, in denen das Erdmagnetfeld seine Polarität geändert hat.

Es wird angenommen, dass die Umkehrung alle 11-12.000 Jahre auftritt. Andere Versionen heißen 13, 500 und sogar 780.000 Jahre. Vielleicht hat die Inversion keine klare Periodizität. Wissenschaftler glauben, dass während früherer Inversionen das Leben auf der Erde erhalten blieb.

Die Leute stellen sich die Frage: „Wann können wir mit der nächsten Polaritätsumkehr rechnen?“

Die Polsprungphase hat sich im letzten Jahrhundert ereignet. Der Südpol befindet sich jetzt im Indischen Ozean, während der Nordpol über den Arktischen Ozean in Richtung Sibirien wandert. Das Magnetfeld in der Nähe der Pole schwächt sich in diesem Fall ab. Reduziert Spannung.

Höchstwahrscheinlich wird das Leben auf der Erde während der nächsten Inversion weitergehen. Die Frage ist nur zu welchem ​​Preis. Wenn die Inversion mit dem Erlöschen der Magnetosphäre auf der Erde für kurze Zeit auftritt, kann dies für die Menschheit sehr gefährlich werden. Ein ungeschützter Planet wird in Mitleidenschaft gezogen, außerdem kann der Abbau der Ozonschicht eine ernsthafte Gefahr darstellen.

Der im Jahr 2001 erfolgte Polwechsel auf der Sonne führte nicht zur Abschaltung ihrer Magnetschicht. Ob es ein ähnliches Szenario auf der Erde geben wird, wissen Wissenschaftler nicht.

Störung der Erdmagnetosphäre: Auswirkungen auf den Menschen

Bei der anfänglichen Annäherung erreicht das Sonnenplasma die Magnetosphäre nicht. Aber unter bestimmten Bedingungen wird die Permeabilität des Plasmas gestört und es kommt zu Schäden an der Magnethülle. Sonnenplasma und seine Energie durchdringen die Magnetosphäre. Hinsichtlich der Ankunftsrate gibt es drei Möglichkeiten für die Reaktion der Magnetosphäre:

1. Ruhezustand der Magnetosphäre - die Hülle ändert ihren Zustand nicht, da die Geschwindigkeit der Energiebewegung zu klein oder gleich der Menge an dissipierter Energie innerhalb der Magnetkugel ist.
2. Magnetischer Untersturm. Ein Zustand, der auftritt, wenn die Rate der einfallenden Energie höher ist als die Rate der stationären Dissipation und ein Teil der Energie aus der Magnetosphäre durch einen als Substurm bezeichneten Kanal entweicht. Der Prozess besteht darin, einen Teil der magnetosphärischen Energie freizusetzen. Seine hellste Verkörperung ist die Aurora Borealis. In den Polarregionen beider Hemisphären kann es im Abstand von 3 Stunden zu Aussendungen überschüssiger Energie kommen.
3. Ein magnetischer Sturm ist ein Prozess starker Störung des Feldes aufgrund der hohen Geschwindigkeit von Energie, die von außen kommt. Auch darunter, im Bereich des Äquators, ändert sich das Magnetfeld.

Das Magnetfeld der Erde ändert sich lokal während Substürmen, während Änderungen während Stürmen global sind. In jedem Fall sind diese Änderungen nicht höher als ein paar Prozent, was viel weniger ist als bei technogenen Feldern.

Die Medizin glaubt, dass Magnetstürme die menschliche Gesundheit beeinträchtigen. Während dieser Zeit steigt die Zahl der Patienten, die an Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Depressionen und anderen neuropsychiatrischen Störungen leiden.

Die Rolle der Magnetosphäre der Erde in allen geografischen Prozessen auf dem Planeten ist groß. Diese Schutzhülle schützt unseren Planeten vor vielen nachteiligen Prozessen und beeinflusst die Wetterbedingungen. Unter dem Einfluss von Veränderungen in der Magnetosphäre auf der Erde verändern sich klimatische Besonderheiten, Lebensformen von Tieren und Pflanzen und vieles mehr.

MKOU "Lobanovskaya grundlegende Gesamtschule"

Erdmagnetfeld u

seine Wirkung auf lebende Organismen

Gemacht von einem Schüler der 9. Klasse

MKOU "Lobanovskaya OOSh"

Katai-Region

Bokova Natalia

Leiter: Borovinskikh I.A.

Physik Lehrer

Einführung …………………………………………………………………….3

I. Magnetfeld der Erde

1. Eigenschaften des Erdmagnetfeldes……………………………..4

2.Änderung des Erdmagnetfeldes ………………………………...6

1. Einfluss des Magnetfeldes auf Pflanzen und Tiere……………………………………………………………………………………………7

2. Magnetismus und Mensch ……………………………………………………9

3. Untersuchung der Abhängigkeit von Menschen unterschiedlicher Altersgruppen vom Einfluss magnetischer Stürme………………………………………………....11

Fazit ………………………………………………………………….13

Literatur …………………………………………………………………..14

Einführung

Seit Milliarden von Jahren beeinflusst das natürliche Magnetfeld der Erde als primärer periodischer Umweltfaktor ständig den Zustand der Ökosysteme. BEIM Verlauf der evolutionären Entwicklung Die strukturelle und funktionelle Organisation von Ökosystemen hat sich an die natürlichen Gegebenheiten angepasst. Einige Abweichungen werden nur während Perioden der Sonnenaktivität beobachtet, wenn das Magnetfeld der Erde unter dem Einfluss eines starken Korpuskularflusses kurzfristige starke Änderungen seiner Haupteigenschaften erfährt. Dieses als Magnetstürme bezeichnete Phänomen wirkt sich nachteilig auf den Zustand aller Ökosysteme aus, einschließlich des menschlichen Körpers.

Ziel dieses Projekts ist es daher, das Magnetfeld der Erde und seine Wirkung auf lebende Organismen vorzustellen.

Um dieses Ziel zu erreichen, müssen folgende Aufgaben gelöst werden:

1. Studieren Sie die Literatur zu diesem Thema;

2. Stellen Sie die Eigenschaften des Erdmagnetfeldes vor;

3. Untersuchung des Einflusses des Magnetfeldes auf den Körper;

5. Teststudenten;

6. Diagramme erstellen;

7. Eine Präsentation vorbereiten, abstrahieren und ein Fazit ziehen.

Um diese Aufgaben umzusetzen, verwende ich die folgenden Methoden:

• 
  Studium der Literatur;
• 
  Analyse;
• 
  Vergleich;
• 
  Verallgemeinerung;
• 
  Schülertests;
• 
  Diagramme erstellen

I. Magnetfeld der Erde
1. Merkmale des Erdmagnetfelds
Die erstaunliche Fähigkeit eines Magneten, Eisen anzuziehen, ist seit der Antike bekannt. Die Eigenschaft eines Magneten, nach Süden und Norden zu zeigen, wurde später entdeckt. Die Fähigkeit magnetisierter Objekte, in einer bestimmten Richtung geortet zu werden, war den Chinesen schon vor mehreren Jahrtausenden bekannt. Die Vermutung über das Vorhandensein des Erdmagnetfeldes, das ein solches Verhalten magnetisierter Objekte verursacht, wurde erstmals im Jahr 1600 von dem englischen Arzt und Naturphilosophen William Gilbert gemacht sein Buch De Magnete. Die Beobachtungen des englischen Astronomen Henry Gellibrand zeigten, dass das Erdmagnetfeld nicht konstant ist, sondern sich langsam ändert. José de Acosta (laut Humboldt einer der Begründer der Geophysik) hatte in Geschichte (1590) erstmals eine Theorie von vier Linien ohne magnetische Deklination (er beschrieb die Verwendung eines Kompasses, den Abweichungswinkel, die Unterschiede zwischen der magnetischen und des Nordpols; obwohl Abweichungen bereits im 15. Carl Gauß (deutsch Carl Friedrich Gauß) stellte eine Theorie über die Entstehung des Erdmagnetfeldes auf und bewies 1839, dass das meiste davon aus der Erde kommt und die Ursache für kleine, kurze Abweichungen seiner Werte gesucht werden muss in der äußeren Umgebung.

Im Jahr 1600 beschrieb der englische Wissenschaftler William Gilbert in seinem Buch On the Magnet, Magnetic Bodies, and the Great Magnet, the Earth. Er stellte sich die Erde als einen riesigen Dauermagneten vor, dessen Achse nicht zusammenfällt mit der Rotationsachse der Erde(Der Winkel zwischen diesen Achsen wird als magnetische Deklination bezeichnet).

Hilbert bestätigte seine Vermutung durch ein Experiment: Er schnitzte aus einem natürlichen Magneten eine große Kugel und zeigte, indem er eine Magnetnadel näher an die Oberfläche der Kugel brachte, dass sie immer gleich untergeht wie eine Kompassnadel auf der Erde. Grafisch ähnelt das Magnetfeld der Erde dem Magnetfeld eines Permanentmagneten.

1702 erstellt E. Halley die ersten magnetischen Karten der Erde.

Ein Magnetfeld ist eine Art Materie, die um sich bewegende elektrisch geladene Materieteilchen herum existiert und deren Wechselwirkung ausführt. Es entsteht durch bewegte elektrische Ladungen oder ein elektrisches Wechselfeld.

Ein konstantes Magnetfeld wird durch einen konstanten elektrischen Strom oder Substanzen erzeugt, die die Eigenschaften von Permanentmagneten haben.

Magnetische Eigenschaften manifestieren sich in allem, was eine Person umgibt, aber in den meisten Körpern - sehr geringfügig. Mineralien, die zu Eisen- und Titanoxiden (Magnetit, Hämatit, Titanomagnetit, Titanohämatit) gehören, haben starke magnetische Eigenschaften und eine spezielle atomar-kristalline Struktur. Chemische Elemente mit ausgeprägten magnetischen Eigenschaften werden als Ferromagnete bezeichnet. Dazu gehören Eisen, Nickel, Kobalt und deren Legierungen, die zur Herstellung von Permanentmagneten verwendet werden.

Der Hauptgrund für das Vorhandensein des Erdmagnetfelds ist, dass der Erdkern aus glühendem Eisen besteht (ein guter Leiter für elektrische Ströme, die im Inneren der Erde auftreten). Das Magnetfeld der Erde bildet eine Magnetosphäre, die sich über 70-80.000 km in Richtung Sonne erstreckt. Sie schirmt die Erdoberfläche ab, schützt vor den schädlichen Auswirkungen geladener Teilchen, hoher Energien und kosmischer Strahlung und bestimmt die Natur des Wetters. Das Magnetfeld der Sonne ist 100 mal größer als das der Erde.

Bereits 1635 stellte Gellibrand fest, dass sich das Magnetfeld der Erde verändert. Später wurde festgestellt, dass es ständige und kurzzeitige Änderungen im Magnetfeld der Erde gibt.
Änderung des Magnetfelds der Erde
Der Grund für die ständige Veränderung ist das Vorhandensein von Mineralvorkommen.
Es gibt Gebiete auf der Erde, in denen das eigene Magnetfeld durch das Vorkommen von Eisenerzen stark verzerrt wird. Zum Beispiel die magnetische Kursk-Anomalie, die sich in befindet Gebiet Kursk.

Ursache für kurzfristige Änderungen des Erdmagnetfeldes ist die Wirkung des "Sonnenwindes", d.h. die Wirkung eines Stroms geladener Teilchen, die von der Sonne ausgestoßen werden. Das Magnetfeld dieses Stroms interagiert mit dem Magnetfeld der Erde, und es entstehen "magnetische Stürme".

Die Häufigkeit und Stärke magnetischer Stürme wird durch die Sonnenaktivität beeinflusst.
Während der Jahre maximaler Sonnenaktivität (einmal alle 11,5 Jahre) entstehen solche Magnetstürme, dass die Funkkommunikation unterbrochen wird und Kompassnadeln unvorhersehbar zu „tanzen“ beginnen.

Das Ergebnis der Wechselwirkung geladener Teilchen des "Sonnenwinds" mit der Erdatmosphäre in den nördlichen Breiten ist ein solches Phänomen wie "Polarlichter".

II. Der Einfluss des Magnetfeldes auf lebende Organismen

1. Wirkung von Magnetfeldern auf Pflanzen und Tiere

Wie wirkt ein Magnetfeld auf lebende Organismen? Offensichtlich wurde die Anfälligkeit für das Erdfeld beispielsweise durch Termiten demonstriert. Die Forscher stellen fest, dass sich die Termitenhügelinsekten quer zu den Magnetfeldlinien befinden. Sie versuchten, den Termitenhügel vor dem Magnetfeld abzuschirmen, die Insekten verloren sofort ihre Fähigkeit, sich im Weltraum zurechtzufinden, „siedelten“ sich zufällig an. Ein starker Magnet bringt wieder "Ordnung". Der amerikanische Biologe Brown zeigte, dass Mollusken, Würmer und sogar Algen im Feld der Erde navigieren. Der deutsche Entomologe Becker beobachtete, dass Käfer, Bienen und andere Insekten beim Fliegen eine Nord-Süd- oder West-Ost-Richtung bevorzugen. Sowohl Vögel als auch Tiere waren magnetisch empfindlich. Es wurde festgestellt, dass magnetische Kräfte bedingte und unbedingte Reflexe hemmen. Wie nehmen Lebewesen unsichtbare Spannungen wahr? Bei Experimenten mit verschiedenen Tieren haben Wissenschaftler herausgefunden, dass magnetische Kräfte direkt vom Gehirn wahrgenommen werden. Erst nach Schädigung des Hypothalamus ist der bedingte Feldreflex stark gestört. Also rein Die ersten Momente des Magnetfelds wirkt sich zunächst auf die Funktionen des Zentralnervensystems aus, später wirkt sich seine Wirkung aber auch auf die Arbeit anderer Organe aus, deren Zellen ebenfalls einen hohen Stoffwechsel aufweisen. Ein Permanentmagnet wirkte auf den Kopf der Eidechse, und sie kam in einen ähnlichen Zustand wie während einer Vollnarkose. Im Bulletin of Agricultural Science (1974) berichten die Autoren des Artikels, dass sich die Fettzusammensetzung der Milch unter dem Einfluss eines niederfrequenten Magnetfelds bei Kühen deutlich verbessert. Permanentes Magnetfeld behandelt und verhindert Mastitis. Das Feld verbessert auch das Blutbild. Auch das Geschlechterverhältnis bei den Nachkommen hängt möglicherweise mit der Orientierung der Tiere zusammen Magnetfeld der Erde. Sie bleiben den magnetischen Einflüssen der Pflanze nicht „gleichgültig“. Die Forscher A. Krylov und G. Tarakanova führten Experimente mit Mais- und Weizensamen durch. Sie befeuchteten sie und legten Setzlinge entlang der Linien des Erdmagnetfeldes. Nach Süden orientierte Samen keimten früher, Wurzeln und Stängel wuchsen schneller. Weizen, der in West-Ost-Reihen gesät wird, bringt eine bessere Ernte als die gleiche Sorte auf dem gleichen Land, das entlang des Meridians gepflanzt wird. Mit einem Wort, sowohl Flora als auch Fauna sind den Wirkungen magnetischer Kräfte nicht gleichgültig. Mäuse mit langem Aufenthalt in einer "nicht-magnetischen Umgebung" sterben schneller, geben keine Nachkommen. Das Magnetfeld der Erde dient vielen Lebewesen zur Orientierung im All. Einige Meeresbakterien befinden sich im Bodenschlamm in einem bestimmten Winkel zu den Magnetfeldlinien der Erde, was durch das Vorhandensein kleiner ferromagnetischer Partikel in ihnen erklärt wird.

Fliegen und andere Insekten "sitzen" bevorzugt darin Richtung quer oder entlang Magnetlinien des Erdmagnetfeldes. Zum Beispiel ruhen Termiten so, dass sie sich als Köpfe in eine Richtung herausstellen: in einigen Gruppen - parallel, in anderen - senkrecht
Magnetfeldlinien.

Das Magnetfeld der Erde dient auch Zugvögeln als Bezugspunkt. Kürzlich haben Wissenschaftler herausgefunden, dass es bei Vögeln im Augenbereich einen kleinen magnetischen "Kompass" gibt - ein winziges Gewebefeld, in dem sich Magnetitkristalle befinden, die haben die Fähigkeit, in einem Magneten magnetisiert zu werden Feld. Mit einem Wort, sowohl Flora als auch Fauna sind den Wirkungen magnetischer Kräfte nicht gleichgültig. Interessanterweise nutzt nicht nur der Mensch die Kraft des Erdmagnetismus (zB zur Navigation). Es gibt Grund zu der Annahme, dass Vögel, die uns mit ihrer Fähigkeit überraschen, Orte zu finden, an denen sie einst geboren und gelebt haben, diese Kräfte ebenfalls nutzen. Vor nicht allzu langer Zeit wurden interessante Experimente mit Brieftauben durchgeführt, die sich bekanntlich durch die Fähigkeit auszeichnen, ihren ständigen Standort zu bestimmen. Fünf Tauben wurden aus der Stadt weggebracht, um wo sie waren. In die Wildnis entlassen, kehrten die Vögel unverkennbar zurück. Dann wurde an jeder Taube ein kleiner Magnet unter den Flügeln befestigt und das Experiment wiederholt. Es stellte sich heraus, dass nur eine von fünf Tauben nach Hause zurückkehrte und sich dann nach einer langen Wanderung auf den Weg machte. Auf unserem Planeten wird also unter dem Einfluss der magnetischen Kräfte der Erde die Kompassnadel in eine bestimmte Richtung eingestellt. Aber es kommt vor, dass die Kompassnadel plötzlich anfängt, sich Sorgen zu machen, scharf und plötzlich zittert, von einer Seite zur anderen eilt. Wissenschaftler nennen solche Phänomene magnetische Stürme. Das Magnetfeld der Erde muss noch gut untersucht werden, um seinen Einfluss auf die Natur vollständig aufzuklären.

2. Magnetismus und Mensch
Von Zeit zu Zeit kommt es auf der Sonne zu starken Explosionen, wodurch ein Strom geladener Teilchen in den interplanetaren Raum geschleudert wird. Wenn es in ein oder zwei Tagen die magnetische Hülle unseres Planeten erreicht, verursacht es durch Interaktion mit ihm seine Empörung. Das Magnetfeld der Erde beginnt zu schrumpfen, zu schwanken - so tritt ein Phänomen auf, das als "magnetischer Sturm" bezeichnet wird.

Ein junger und gesunder Mensch wird jeden Sturm gelassen überstehen und es nicht einmal bemerken, aber ein alter und kranker Mensch nicht immer. Laut Statistiken des Gesundheitsministeriums steigt die Zahl der Herzinfarkte an Tagen, an denen ein Magnetsturm auftritt, um dreieinhalb Mal, Schlaganfälle - zweimal, Angina-Attacken - anderthalb.

Ein magnetischer Sturm trifft die am stärksten gefährdeten Stellen. Bei einigen verschlimmern sich chronische Krankheiten, bei anderen schmerzt das Herz, bei anderen beginnt eine Migräne, bei anderen fallen sie hinein Depression. Kerne, Übergewichtige und Erkrankungen des vegetativ-vaskulären Systems sind besonders resistent gegen Magnetstürme.

Inzwischen ist zuverlässig nachgewiesen, dass bei Magnetstürmen ein hohes Risiko für Personen besteht, die zu Herz-Kreislauf-Erkrankungen neigen. Während Magnetstürmen entwickeln Menschen mit Bluthochdruck eher eine Krise. In Bezug auf Bluthochdruckpatienten wurde ein ungünstiger biotroper Effekt des Endes des Sturms festgestellt. Es gibt eine Sichtweise (Agulova L.P., 1996), nach der eine hypertensive Krise vorliegt Resonanz. Es tritt auf, wenn eine Kombination aus hoher interfunktionaler Synchronisation und geringer adaptiver Reserve vorliegt. Hypertensive Krisen treten an Extrempunkten hochsynchronisierter biologischer Rhythmen auf, häufiger am Maximum. An diesen Stellen hat der Körper die geringste Stabilität. Das Auftreten von hypertensiven Krisen (Resonanz) kann sowohl durch innere als auch durch äußere Ursachen ausgelöst werden. Unter den äußeren Ursachen nehmen geophysikalische und kosmische Faktoren einen bedeutenden Platz ein. Hypertensive Krisen treten überwiegend bei Patienten mit einem rechtshemisphärischen Profil der Gehirnasymmetrie auf. Die Aktivität der rechten Hemisphäre ist eng damit verbunden mit dem Zustand der dienzephalen Strukturen, die eine führende Rolle im Mechanismus kompensatorisch-adaptiver Reaktionen spielen.

Es wurde festgestellt, dass bei Patienten mit koronarer Herzkrankheit Angina-Attacken an magnetisch gestörten Tagen 2-mal häufiger beobachtet werden als an Tagen mit geringer magnetischer Aktivität.

Außerdem rein während dieser Perioden steigt das Risiko Entwicklung von Myokardinfarkten, und der Krankheitsverlauf ist viel schwerer als bei Patienten, bei denen sich der Myokardinfarkt in einer relativ ruhigen geophysikalischen Umgebung entwickelt hat. Die Zunahme der Anzahl von Myokardinfarkten während Magnetstürmen nach Breus T.K. (1992) ist eine Folge einer Verletzung biologischer Rhythmen. Es ist auch bekannt, dass unter ungünstigen heliogeophysikalischen Bedingungen die Letalität durch Myokardinfarkt 2-mal höher ist als an ruhigen Tagen. Es wurde auch festgestellt, dass die maximale Anzahl plötzlicher Todesfälle durch Myokardinfarkt am zweiten Tag nach geomagnetischen Störungen auftritt.

3. Untersuchung der Abhängigkeit von Menschen verschiedener Altersgruppen vom Einfluss magnetischer Stürme.

Nachdem ich dieses Material studiert hatte, hatte ich den Wunsch, selbst zu beobachten, wie magnetische Phänomene das Wohlbefinden der Menschen beeinflussen. Ich habe dieses Muster am Beispiel verschiedener Altersgruppen von Menschen nachgezeichnet. Gruppe 1: 10-20 Jahre, Gruppe 2: 20-40 Jahre, Gruppe 3: 40-65 Jahre. Sie hat sich zum Ziel gesetzt, den Grad des Einflusses von Magnetstürmen auf unsere Arbeitsfähigkeit und unser Wohlbefinden zu ermitteln und den Prozentsatz davon abhängig von der Anzahl der Befragten zu berechnen. Wir verfolgen seit 2 Monaten.

Insgesamt wurden 18 Personen befragt. Aus der ersten Gruppe - 10 Personen. Aus zweite Gruppe 3 Personen, aus der dritten Gruppe - 4 Personen. Auf die Frage: Beeinflussen Magnetstürme Ihr Wohlbefinden, wurden folgende Antworten erhalten:

Die Ergebnisse wurden in Form eines Diagramms dargestellt.

Der Gesundheitszustand verschlechterte sich manchmal am Tag vor dem schwierigen oder am nächsten. Die Hauptbeschwerden über die Gesundheit waren: Kopfschmerzen, Schwäche, Blutdruckveränderungen. Die große Abhängigkeit von Menschen der 2. und 3. Gruppe erklärt sich aus altersbedingten Veränderungen, der Schwächung der Schutzfunktion des Körpers. Außerdem wurden Personen mit Magnetschutz identifiziert.

So habe ich überprüft, dass der Einfluss von Erdmagnetfeldstörungen auf den menschlichen Körper vorhanden ist, aber rein individuell ist. In einigen verursachen Magnetstürme eine spürbare Reaktion, andere haben ein natürlich gutes Schutz vor magnetischen Angriffen. Als Ergebnis des Experiments erfuhren alle Teilnehmer, ob sie vom Einfluss magnetischer Stürme abhängig sind oder nicht. Für Süchtige haben wir eine Beratung zur Selbsthilfe in schwierigen geomagnetischen Tagen durchgeführt. Es wurde empfohlen, sich keiner schweren körperlichen Anstrengung auszusetzen und im Voraus geeignete Medikamente einzunehmen.

Fazit
Am Ende der Arbeit kann ich zuversichtlich sagen, dass ich es geschafft habe. für den Zweck. Sie untersuchte im Detail, wie magnetische Kräfte lebende Organismen, den Menschen, beeinflussen. Als Ergebnis seiner Fertigstellung wurde mir klar, dass der Magnetismus die Wissenschaft der Zukunft ist, er birgt viele Geheimnisse in sich. Sie zu lösen bedeutet, zu lernen, in Harmonie mit der Natur, mit der Erde, mit dem Universum zu leben. Ich hoffe, dass das erworbene Wissen für mich nützlich sein wird späteres Leben. Auf jeden Fall war die Arbeit an diesem Projekt spannend und lehrreich. Denn nach Albert Einstein: „Die Freude am Sehen und Verstehen ist das schönste Geschenk der Natur!“

Literatur
1. Die Große Sowjetische Enzyklopädie.

2. Koronovskiy NV Das Magnetfeld der geologischen Vergangenheit der Erde. Soros Educational Journal, N5, 1996, S. 56-63

3. Koshkin N.I., Shirkevich M.G. Handbuch der Elementarphysik. -M.: Nauka, 1976.

4. Sivukhin DV Allgemeiner Physikkurs. - Hrsg. 4. stereotyp. - M.: FIZMATLIT; MIPT-Verlag, 2004. - Band III. Elektrizität. - 656 S. - ISBN 5-9221-0227-3; ISBN 5-89155-086-5.

5. Physik. Übersetzung aus dem Englischen, herausgegeben von Professor Kitaygorodsky. Moskau. Wissenschaft 1975

6. „Körperliches Feuerwerk“ von J. Walker. Übersetzung aus dem Englischen, herausgegeben von I. Sh. Slobodetsky, Kandidat der Physikalischen und Mathematischen Wissenschaften.

7. http://www.ionization.ru/issue/iss77.htm

8. http://sgpi.ru/wiki/index.php

Nach modernen Vorstellungen entstand es vor etwa 4,5 Milliarden Jahren, und von diesem Moment an ist unser Planet von einem Magnetfeld umgeben. Alles auf der Erde, einschließlich Menschen, Tiere und Pflanzen, ist davon betroffen.

Das Magnetfeld erstreckt sich bis in eine Höhe von etwa 100.000 km (Abb. 1). Es lenkt Sonnenwindpartikel ab oder fängt sie ein, die für alle lebenden Organismen schädlich sind. Diese geladenen Teilchen bilden den Strahlungsgürtel der Erde, und die gesamte Region des erdnahen Weltraums, in der sie sich befinden, wird genannt Magnetosphäre(Abb. 2). Auf der von der Sonne beleuchteten Seite der Erde wird die Magnetosphäre von einer Kugeloberfläche mit einem Radius von etwa 10-15 Erdradien begrenzt und auf der gegenüberliegenden Seite ist sie wie ein Kometenschweif bis zu einer Entfernung von mehreren tausend verlängert Erdradien, die einen geomagnetischen Schweif bilden. Die Magnetosphäre ist durch eine Übergangsregion vom interplanetaren Feld getrennt.

Die Magnetpole der Erde

Die Achse des Erdmagneten ist gegenüber der Rotationsachse der Erde um 12° geneigt. Sie liegt etwa 400 km vom Erdmittelpunkt entfernt. Die Punkte, an denen diese Achse die Oberfläche des Planeten schneidet, sind magnetische Pole. Die magnetischen Pole der Erde stimmen nicht mit den wahren geografischen Polen überein. Derzeit sind die Koordinaten der Magnetpole wie folgt: Norden - 77 ° N.L. und 102° W; südlich - (65 ° S und 139 ° E).

Reis. 1. Die Struktur des Erdmagnetfeldes

Reis. 2. Aufbau der Magnetosphäre

Man nennt die Kraftlinien, die von einem Magnetpol zum anderen verlaufen magnetische Meridiane. Zwischen den magnetischen und geografischen Meridianen wird ein Winkel gebildet, der als magnetische Deklination. Jeder Ort auf der Erde hat seinen eigenen Deklinationswinkel. In der Region Moskau beträgt der Deklinationswinkel 7° nach Osten und in Jakutsk etwa 17° nach Westen. Dies bedeutet, dass das nördliche Ende der Kompassnadel in Moskau um T rechts vom geografischen Meridian abweicht, der durch Moskau verläuft, und in Jakutsk - um 17 ° links vom entsprechenden Meridian.

Eine frei schwebende Magnetnadel befindet sich horizontal nur auf der Linie des magnetischen Äquators, die nicht mit der geografischen übereinstimmt. Wenn Sie sich nördlich des magnetischen Äquators bewegen, sinkt das nördliche Ende des Pfeils allmählich ab. Der Winkel, der von einer Magnetnadel und einer horizontalen Ebene gebildet wird, wird genannt magnetische Neigung. An den magnetischen Nord- und Südpolen ist die magnetische Neigung am größten. Er ist gleich 90°. Am magnetischen Nordpol wird eine frei hängende Magnetnadel vertikal mit dem nördlichen Ende nach unten installiert, und am südlichen Magnetpol geht ihr südliches Ende nach unten. Die Magnetnadel zeigt also die Richtung der magnetischen Feldlinien über der Erdoberfläche an.

Im Laufe der Zeit ändert sich die Position der Magnetpole relativ zur Erdoberfläche.

Der Magnetpol wurde 1831 vom Entdecker James C. Ross entdeckt, Hunderte von Kilometern von seinem heutigen Standort entfernt. Im Durchschnitt bewegt er sich 15 km pro Jahr. In den letzten Jahren hat die Bewegungsgeschwindigkeit der Magnetpole dramatisch zugenommen. Beispielsweise bewegt sich der magnetische Nordpol derzeit mit einer Geschwindigkeit von etwa 40 km pro Jahr.

Die Umkehrung der magnetischen Pole der Erde wird genannt Magnetfeldumkehrung.

Im Laufe der geologischen Geschichte unseres Planeten hat das Magnetfeld der Erde mehr als 100 Mal seine Polarität geändert.

Das Magnetfeld ist durch Intensität gekennzeichnet. An manchen Orten auf der Erde weichen magnetische Feldlinien vom Normalfeld ab und bilden Anomalien. Beispielsweise ist die Feldstärke in der Region der Kursk Magnetic Anomaly (KMA) viermal höher als normal.

Es gibt tägliche Veränderungen im Magnetfeld der Erde. Der Grund für diese Änderungen im Erdmagnetfeld sind elektrische Ströme, die in großer Höhe in der Atmosphäre fließen. Sie werden durch Sonneneinstrahlung verursacht. Unter der Wirkung des Sonnenwindes wird das Magnetfeld der Erde verzerrt und erhält einen "Schweif" in Richtung der Sonne, der sich über Hunderttausende von Kilometern erstreckt. Der Hauptgrund für die Entstehung des Sonnenwindes sind, wie wir bereits wissen, die grandiosen Auswürfe von Materie aus der Korona der Sonne. Bei ihrer Bewegung in Richtung Erde verwandeln sie sich in magnetische Wolken und führen zu starken, teilweise extremen Störungen auf der Erde. Besonders starke Störungen des Erdmagnetfeldes - magnetische Stürme. Einige Magnetstürme beginnen unerwartet und fast gleichzeitig auf der ganzen Erde, während sich andere allmählich entwickeln. Sie können Stunden oder sogar Tage andauern. Oft treten Magnetstürme 1-2 Tage nach einer Sonneneruption auf, da die Erde durch einen Strom von Partikeln strömt, die von der Sonne ausgestoßen werden. Aufgrund der Verzögerungszeit wird die Geschwindigkeit einer solchen Korpuskularströmung auf mehrere Millionen km/h geschätzt.

Bei starken Magnetstürmen wird der normale Betrieb von Telegraf, Telefon und Radio gestört.

Magnetische Stürme werden oft auf einem Breitengrad von 66-67° (in der Polarlichtzone) beobachtet und treten gleichzeitig mit den Polarlichtern auf.

Die Struktur des Erdmagnetfeldes variiert je nach geografischer Breite. Zu den Polen hin nimmt die Permeabilität des Magnetfeldes zu. Oberhalb der Polregionen stehen die magnetischen Feldlinien mehr oder weniger senkrecht zur Erdoberfläche und haben einen trichterförmigen Verlauf. Durch sie dringt ein Teil des Sonnenwindes von der Tagesseite in die Magnetosphäre und dann in die obere Atmosphäre ein. Auch Partikel aus dem Schweif der Magnetosphäre strömen während magnetischer Stürme hierher und erreichen die Grenzen der oberen Atmosphäre in hohen Breiten der nördlichen und südlichen Hemisphäre. Es sind diese geladenen Teilchen, die hier die Polarlichter verursachen.

Magnetische Stürme und tägliche Änderungen des Magnetfelds werden also, wie wir bereits herausgefunden haben, durch Sonneneinstrahlung erklärt. Aber was ist der Hauptgrund, der den permanenten Magnetismus der Erde erzeugt? Theoretisch konnte nachgewiesen werden, dass 99 % des Magnetfelds der Erde von Quellen verursacht werden, die im Inneren des Planeten verborgen sind. Das Hauptmagnetfeld ist auf Quellen zurückzuführen, die sich in den Tiefen der Erde befinden. Sie lassen sich grob in zwei Gruppen einteilen. Die meisten von ihnen sind mit Prozessen im Erdkern verbunden, wo durch kontinuierliche und regelmäßige Bewegungen der elektrisch leitfähigen Substanz ein System elektrischer Ströme entsteht. Der andere hängt damit zusammen, dass die Gesteine ​​der Erdkruste, die durch das elektrische Hauptfeld (Feld des Kerns) magnetisiert werden, ein eigenes Magnetfeld erzeugen, das sich zum Magnetfeld des Kerns hinzuaddiert.

Neben dem Magnetfeld um die Erde gibt es noch andere Felder: a) Gravitation; b) elektrisch; c) thermisch.

Schwerkraftfeld Die Erde wird Schwerefeld genannt. Es wird entlang einer Lotlinie senkrecht zur Oberfläche des Geoids ausgerichtet. Wenn die Erde ein Rotationsellipsoid hätte und die Massen darin gleichmäßig verteilt wären, dann hätte sie ein normales Gravitationsfeld. Der Unterschied zwischen der Intensität des realen Gravitationsfeldes und der theoretischen ist die Anomalie der Gravitation. Unterschiedliche Materialzusammensetzung, Gesteinsdichte verursachen diese Anomalien. Aber auch andere Gründe sind möglich. Sie lassen sich durch folgenden Prozess erklären - das Gleichgewicht der festen und relativ leichten Erdkruste auf dem schwereren oberen Mantel, wo der Druck der darüber liegenden Schichten ausgeglichen wird. Diese Strömungen verursachen tektonische Verformungen, die Bewegung von Lithosphärenplatten und erzeugen dadurch das Makrorelief der Erde. Die Schwerkraft hält die Atmosphäre, Hydrosphäre, Menschen, Tiere auf der Erde. Bei der Untersuchung von Prozessen in einer geografischen Hülle muss die Schwerkraft berücksichtigt werden. Der Begriff " Geotropismus“ bezeichnet die Wachstumsbewegungen von Pflanzenorganen, die unter dem Einfluss der Schwerkraft immer eine vertikale Wachstumsrichtung der Primärwurzel senkrecht zur Erdoberfläche liefern. Die Gravitationsbiologie nutzt Pflanzen als Versuchsobjekte.

Ohne Berücksichtigung der Schwerkraft ist es unmöglich, die Ausgangsdaten für den Start von Raketen und Raumfahrzeugen zu berechnen, eine gravimetrische Erkundung von Erzmineralien vorzunehmen und schließlich die Weiterentwicklung von Astronomie, Physik und anderen Wissenschaften unmöglich zu machen.