Dünyanın Manyetik Alanı
Dünyanın Manyetik Alanları
Dünyanın Manyetik Alanı Nasıldır
Dünyanın Manyetik Alanı Kaçtır
Dünya ’ nın manyetik alanı denizcilik, altın, gümüş ve petrol bulmak için yapılan çalışmalar ve haberleşme gibi kullanım alanlarına sahiptir bu nedenle dünyanın manyetik alanının yüzeydeki ve yüzeyden uzaktaki büyüklüğü ve yönü senelerdir araştırma konusu olmuştur Manyetik alanın bir diğer etkisi de dünyayı saran Van Allen kuşakları ve “kuzey ışıkları diye adlandırılan aydınlık ışıklardır
Tüm manyetik cisimler cismin kutupları aralarında görünmeyen zor çizgileri oluştururlar Bunları görünür yapmanın en kolay yolu bir kağıt parçası üzerine demir tozları serpmek ve kağıdın altına çubuk şeklinde bir mıknatıs yerleştirmekle mümkündür Demir tozları mıknatısın etrafında ve manyetik alan çizgileri boyunca kendi kendilerine sıralanırlar Basit bir ifadeyle, dünya iki kutuplu bir dipol gibi düşünülebilir Dünyanın manyetik alan çizgileri aynen bir çubuk mıknatısınki gibi kuzey ve güney manyetik kutupları aralarında uzanır Yüklü parçacıklar bu bölge çizgileri üzerinde tuzaklanarak manyetosferi oluştururlar
Dünyanın manyetik bölge çizgileri bir çubuk mıknatısınki değin simetrik değildir Yukarıdaki şekilde görüldüğü gibi güneşten akıp gelen alan çizgileri dünyanın manyetik kuyruğunu oluştururken, güneş rüzgarları alan çizgilerinin güneşe dürüst sıkılaşmasına sebep olur Manyetosfer uzay boşluğunda güneşe doğru takriben 80 km ’ den 60000 kilometreye dek kuyruk kısmı ise güneşten 300000 kilometre (186500 mil) uzağa dek uzanır
Manyetik Alanın Yapısı
Manyetik alanın yapısını belirleyen alan çizgileri aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi kolay bir çubuk mıknatısınkine benzer
Dünya ’ nın manyetik alanı ve Van Allen radyasyon kuşakları
Manyetik alan eksenlerinin dünyanın dönme eksenine tarafından eğimli olduğu bilinmektedir böylece, kuzey kutbuyla manyetik kuzey kutbu birbiriyle çakışmaz ve reel yönü bulmak için dünyanın yüzeyi üstünde pusulanın yönü belli bir arz düzeltilmelidir
Van Allen Radyasyon Kuşakları
Manyetik alanın temel özelliği hareket eden elektrik yüklerine güç uygulamasıdır bu nedenle bir manyetik bölge, elektron ve proton gibi yüklü parçacıkları alan çizgileri boyunca ileri ve geri spiral şeklinde hareket etmeye zorlayarak tuzaklayabilir Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi yüklü parçacıklar bölge çizgilerinin birbirine yakın ve spirallerin sıkışık olduğu “ayna noktası nda yansıtılır 1950 ’ lerin sonlarında yapılan uzay araştırmalarında dünyanın, Van Allen radyasyon kuşağı diye adlandırılan fazla yoğun yüklü parçacıklardan oluşan iki bölgeyle kuşatıldığı keşfedildi
İç ve dış Van Allen kuşakları yukarıdaki şekilde gösterilmiştir Bu yüklü parçacıkların asıl kaynağı güneş rüzgarı denilen güneşten gelen parçacıklar sağanağıdır Kuzey ve güney ışıkları dünyanın manyetik alanı kadar tuzaklanan bu yüklü parçacıklar göre oluşturulur
Dünya ’ nın Manyetosferi
Güneş rüzgarı yaklaşık 400 kms çabuk güneşten dışarı doğru akıcı iyonize gazlardır ve güneşin yüzeyi üzerindeki aktivitelerin miktarına emrindeki olarak şiddeti değişir Dünyanın manyetik alanı güneş rüzgarına aleyhinde bir kalkan oluşturmuştur Güneş rüzgarı dünyanın manyetik alanı ile karşılaştığında aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi geriye doğru püskürtülür
Bu durumda şok dalgaları oluşur Bu şok dalgalarının arkasındaki anlamsız uzayda dünyayı saran bölgeye manyetosfer denir Fakat güneş rüzgarları ile gelen bazı yüksek enerjili yüklü parçacıklar manyetosfere sızar ve bu yüklü parçacıklar Van Allen radyasyon kuşakları kadar tuzaklanır
Manyetik Alanın Kökeni
Manyetik alanlar elektrik yüklerinin hareketiyle oluşur Örneğin, bir çubuk mıknatısın manyetik alanı mıknatıstaki olumsuz yüklü elektronların hareketi sonucunda oluşur Dünyanın manyetik alanının kökeni bütün olarak anlaşılamamıştır Lakin demir ve nikel taşıyan akışkan metalik dış çekirdeğin dönmesi ve konvektif etkilerle oluşan elektrik akımlarıyla ilgili olduğu düşünülmektedir Bu mekanizma dinamo etkisi diye adlandırılır
Erimiş durumdan katılaşarak oluşan kayalar katılaşma anındaki manyetik bölge hakkında bize bilgi verir Bu müşteri “manyetik fosiller in incelenmesi dünyanın manyetik alanının her milyonda yıl aksine döndüğünü ( yani kuzey kutbu güneye, güney kutbu kuzeye) göstermiştir Ama bu manyetik alanın anlaşılmadığı detaylardan biridir
Dünya ’ nın Manyetik Alanı
Dünyanın manyetik alanı dünyanın dönme ekseni ile 11o ’ lik bir açı yapar Ancak demirin Curie sıcaklığı takriben 770 oC ’ dir Dünyanın çekirdeği bu sıcaklıktan daha yüksektir ve bu yüzden demir manyetik değildir Bu durumda dünyanın manyetik alanının kaynağı nedir ?
Manyetik alan elektrik akımını çevreler, böylece dünyanın erimiş metalik çekirdeğinde dolanan elektrik akımının manyetik alanın kökeni olduğu varsayım edilmektedir Dünyanın yüzeyinde ölçülen manyetik alanın büyüklüğü ekvator yakınında takriben 30µT ve kutuplarda yaklaşık 60µT ’ dır Öteki deyişle dünya yüzeyinde manyetik alanın büyüklüğü 03 ile 06 Gauss aralarında değişir
Dinamo Etkisi
“Dünya ’ nın manyetik alanının kaynağı nedir ? sorusunun cevabı basit değildir Mariner 2 ile yapılan incelemeler sonucunda Venüs ’ün çekirdeği demir içermesine rağmen bir manyetik alana sahip olmadığı anlaşılmıştır Venüs ’ün 243 dünya günü olduğu ve dinamo etkisi yaratmak için fazla yavaş olduğu bulunmuştur
Manyetik alanın oluşumunun dünyanın dönmesi ile ilişkili olduğu açıktır Çünkü Venüs ünde çekirdeğinde dünyanınki gibi demir bulunmaktadır, ama dönme periyodu ölçülebilir bir manyetik alan oluşturmaz Manyetik alanın çekirdeğin büyük bir bölümünü yaratıcı değişken metalik demirin dönmesine bağlı olduğu sonucunu hariç tutmak mantıklıdır Dönen geçirgen modeli bu olaya “dinamo etkisi ya da “jeodinamo adlarını vermiştir
Gezegenlerin Manyetik Alanı
Birkaç yüzyıldır manyetik pusulalar denizcilikte kullanılmasına karşın, 1600 ’ de Sir William Gilbert dünyanın coğrafik kutupları yakınında manyetik kutuplarıda olan heybetli bir mıknatıs olduğunu öne sürene değin pusulaların davranışları bütün olarak bilinmiyordu Daha sonraki araştırmacılar uzaygemilerini kullanarak öteki gezegenlerin manyetik alanını inceledi ve dünyanın manyetik bölge haritasını çıkardılar
Dünyanın manyetik alanı terbiyesizce momenti µ 8x1022 JT olan bir manyetik dipol gibi ele alınabilir Yüzeydeki alan ekvator yakınında 30µT ’ dan kutuplar yakınında 30µT ’ a kadarlık bir aralıktaki bir büyüklüğe sahiptir Bir dipolün dingil üzerindeki manyetik alanın bir elektrik dipolde olduğu gibi açıortay boyunca benzer uzaklıkta iki katıdır Dünyanın manyetik alanı için bu değerler beklenen değerlerle uyumludur
Dipolün ekseni dünyanın dönme ekseni ile yaklaşık 11,5o lik bir açı yapar (dünyanın dönme ekseni dünyanın yörünge düzleminin normaliyle 23,5o lik bir açı yapar Kuzey Kanada ’ da yer alan kuzey manyetik kutbu diye adlandırdığımız şey sahiden dünya dipolünün güney kutbudur Antartikada bulunan güney manyetik kutbu bir dipolün kuzey kutbu ile temsil edilir Çünkü B manyetik bölge çizgileri oradan çıkar Yönü saptamak için bir mıknatıs kullandığınızda kuzeyi işaret eden pusulanın ucu pusuladaki mıknatısın gerçek kuzey kutbudur O, dünyanın kuzey jeografik kutbu yakınındaki reel güney kutbuna doğru çekilir
Dünyanın manyetik alanı sadece denizcilikte değil, maden arama ve iletişimde de başvuru alanına sahiptir böylece uzun yıllardır uydular kullanılarak dünya yüzeyi üzerinde ve tam yüzeyde onun büyüklüğü ve yönü ölçülerek bu konuda epeyce detaylı incelemeler yapılmaktadır Onun bir diğer etkisi de dünyayı saran Van Allen radyasyon kuşaklarıdır ve “kuzey ışıkları diye adlandırılır
Yeryüzünde mıknatıslı kayalar bulunduğundan dünyanın manyetik alanının kaynağının geçici olarak mıknatıslanmış kayalardan oluşan bir çekirdeği olduğu düşünülür Fakat, bu dürüst olmayabilir, çünkü çekirdeğin sıcaklığı birkaç bin derecedir, yani demirin Curie sıcaklığının çok üstündedir böylece dünyanın çekirdeğindeki demir ferromanyetik olamaz
Son birkaç yüzyıldır yapılan ölçümlerden kuzey manyetik yelken direği kuzey coğrafik kutba göre hareket eder ve jeolojik kayıtlardan kutupların birkaç yüzyıllık bir süre skalasında zıt döndüğünü biliyoruz (Hatta güneş sistemindeki dünyaya benzer bir takım gezegenler manyetik alana sahip değildir, oysaki manyetik materyaller içermeyen diğer bir takım gezegenlerin koskocoman manyetik alanlara sahiptirler) bu müşteri gözlemleri kalıcı mıknatıslanmaya sahip bir çekirdek kabulüne dayanarak anlatmak epeyce zordur
Dünyanın manyetikliğinin kaynağı bütünüyle anlaşılamamış, olasılıkla bir çeşit dinamo etkisine sahip olduğu düşünülmüştür Elektriği zahmetsizce ileten değişken haldeki dış çekirdek mineraller içerir Küçük bir açılış manyetik alanı Faraday ’ın indüksiyon kanununa tarafından bu hareket eden iletkende akımların oluşmasına sebep olur Bu akımlar manyetik alanı artırabilir ve bu gelişen alan gözlemlediğimiz dünyanın manyetik alanıdır Fakat bir manyetik alanda hareket eden bir iletkene bu frenleme kuvveti etkir Bu kuvvetin üstesinden gelmek için gereken ve çekirdeği hareket halinde tutan enerjinin kaynağı hemen şimdi bilinmemektedir
Dünya hem istikamet hemde alanın büyüklüğündeki değişiklikleri içerir Örneğin, eski çanak örnekleri dünyanın manyetik alanında mıknatıslanan minik demir parçacıkları içerir Parçacıkların mıknatıslanma şiddetinden çanağın oluşma yeri ve zamanında dünyanın manyetik alanının şiddetini bulabiliriz Aynı orijinli jeolojik bulgular okyanus tabanında da mevcuttur Değişken haldeki magma katılaştıkça demir parçacıkları mıknatıslanır Mıknatıslanan parçacıkların yönü dünyanın manyetik alanının yönünü gösterir Mıknatıslanma yönünden dünyanın kutuplarının oldukça uyumlu bir şekilde aksine döndüğü anlaşılır Bu aksine dönme takriben her 100000–1000000 yılda bir olur ve son zamanlarda ise sıklaşmıştır Bu tersine dönmenin sebebi ve ivmelenme oranı bilinmemekte, fakat yaklaşık olarak bir şekilde dinamo etkisini içermektedir
Son yıllarda gezegenlerarası uzay araştırmaları gezegenlerin manyetik alanlarının büyüklüğü ve yönünü ölçebilmektedir Bu gözlemler manyetik alanların kaynağının dinamo mekanizması olduğunu doğrular Aşağıdaki tablo gezegenlerin yüzey manyetik alanları ve manyetik dipol momentlerinin değerlerini gösterir
Çekirdeği dünyanınkine çok benzeyen Venüs, çekirdeğin dönme hızı dinamo etkisini sürdürebilmek için fazla yavaş olduğundan (her 244 dünya gününde bir defa) manyetik alana sahip değildir Dönme periyodu Dünyanınki ile adeta benzer olan Marsın çekirdeği fazla minik olduğundan (bu data Mars ’ ın ölçülen ortalama yoğunluğundan elde edilmiştir), çok ufak bir alana sahiptir Dış gezegenler (Jüpiter ve gerisindekiler) genelde manyetik olmayan hidrojen ve helyum içerirler Ancak bu gezegenlerin merkezi yakınında, yüksek basınç ve sıcaklıklarda hidrojen ve helyum büyük elektriksel iletkenliğe sahip metaller gibi tavır gösterir ve dinamo etkisi sağlar
Jüpiter ve Uranüsün manyetik alan ekseni ve dönme ekseni aynı hizadadır Uranüsün dönme ekseninin hemen hemen onun yörünge düzlemine paralel olduğunu unutmayalım Maalesef gezegenler hakkındaki gözlemsel bilgilerimiz gezegen yakınlarında yalnızca bir veya birkaç jurnal toplanan bilgilerle sınırlıdır Gezegenlerin diğer maddi özelliklerini ve jeolojik kayıtları inceleyebilirsek, onların mıknatıslanmalarının kökenini de büyük ölçüde öğrenmiş oluruz
Güneş Sistemindeki Manyetik Alanlar
Gezegenler
µ(Am2)
Yüzeydeki B(µT)
Merkür
5x1019
035
Venüs
Dünyanın Manyetik Alanları
Dünyanın Manyetik Alanı Nasıldır
Dünyanın Manyetik Alanı Kaçtır
Dünya ’ nın manyetik alanı denizcilik, altın, gümüş ve petrol bulmak için yapılan çalışmalar ve haberleşme gibi kullanım alanlarına sahiptir bu nedenle dünyanın manyetik alanının yüzeydeki ve yüzeyden uzaktaki büyüklüğü ve yönü senelerdir araştırma konusu olmuştur Manyetik alanın bir diğer etkisi de dünyayı saran Van Allen kuşakları ve “kuzey ışıkları diye adlandırılan aydınlık ışıklardır
Tüm manyetik cisimler cismin kutupları aralarında görünmeyen zor çizgileri oluştururlar Bunları görünür yapmanın en kolay yolu bir kağıt parçası üzerine demir tozları serpmek ve kağıdın altına çubuk şeklinde bir mıknatıs yerleştirmekle mümkündür Demir tozları mıknatısın etrafında ve manyetik alan çizgileri boyunca kendi kendilerine sıralanırlar Basit bir ifadeyle, dünya iki kutuplu bir dipol gibi düşünülebilir Dünyanın manyetik alan çizgileri aynen bir çubuk mıknatısınki gibi kuzey ve güney manyetik kutupları aralarında uzanır Yüklü parçacıklar bu bölge çizgileri üzerinde tuzaklanarak manyetosferi oluştururlar
Dünyanın manyetik bölge çizgileri bir çubuk mıknatısınki değin simetrik değildir Yukarıdaki şekilde görüldüğü gibi güneşten akıp gelen alan çizgileri dünyanın manyetik kuyruğunu oluştururken, güneş rüzgarları alan çizgilerinin güneşe dürüst sıkılaşmasına sebep olur Manyetosfer uzay boşluğunda güneşe doğru takriben 80 km ’ den 60000 kilometreye dek kuyruk kısmı ise güneşten 300000 kilometre (186500 mil) uzağa dek uzanır
Manyetik Alanın Yapısı
Manyetik alanın yapısını belirleyen alan çizgileri aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi kolay bir çubuk mıknatısınkine benzer
Dünya ’ nın manyetik alanı ve Van Allen radyasyon kuşakları
Manyetik alan eksenlerinin dünyanın dönme eksenine tarafından eğimli olduğu bilinmektedir böylece, kuzey kutbuyla manyetik kuzey kutbu birbiriyle çakışmaz ve reel yönü bulmak için dünyanın yüzeyi üstünde pusulanın yönü belli bir arz düzeltilmelidir
Van Allen Radyasyon Kuşakları
Manyetik alanın temel özelliği hareket eden elektrik yüklerine güç uygulamasıdır bu nedenle bir manyetik bölge, elektron ve proton gibi yüklü parçacıkları alan çizgileri boyunca ileri ve geri spiral şeklinde hareket etmeye zorlayarak tuzaklayabilir Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi yüklü parçacıklar bölge çizgilerinin birbirine yakın ve spirallerin sıkışık olduğu “ayna noktası nda yansıtılır 1950 ’ lerin sonlarında yapılan uzay araştırmalarında dünyanın, Van Allen radyasyon kuşağı diye adlandırılan fazla yoğun yüklü parçacıklardan oluşan iki bölgeyle kuşatıldığı keşfedildi
İç ve dış Van Allen kuşakları yukarıdaki şekilde gösterilmiştir Bu yüklü parçacıkların asıl kaynağı güneş rüzgarı denilen güneşten gelen parçacıklar sağanağıdır Kuzey ve güney ışıkları dünyanın manyetik alanı kadar tuzaklanan bu yüklü parçacıklar göre oluşturulur
Dünya ’ nın Manyetosferi
Güneş rüzgarı yaklaşık 400 kms çabuk güneşten dışarı doğru akıcı iyonize gazlardır ve güneşin yüzeyi üzerindeki aktivitelerin miktarına emrindeki olarak şiddeti değişir Dünyanın manyetik alanı güneş rüzgarına aleyhinde bir kalkan oluşturmuştur Güneş rüzgarı dünyanın manyetik alanı ile karşılaştığında aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi geriye doğru püskürtülür
Bu durumda şok dalgaları oluşur Bu şok dalgalarının arkasındaki anlamsız uzayda dünyayı saran bölgeye manyetosfer denir Fakat güneş rüzgarları ile gelen bazı yüksek enerjili yüklü parçacıklar manyetosfere sızar ve bu yüklü parçacıklar Van Allen radyasyon kuşakları kadar tuzaklanır
Manyetik Alanın Kökeni
Manyetik alanlar elektrik yüklerinin hareketiyle oluşur Örneğin, bir çubuk mıknatısın manyetik alanı mıknatıstaki olumsuz yüklü elektronların hareketi sonucunda oluşur Dünyanın manyetik alanının kökeni bütün olarak anlaşılamamıştır Lakin demir ve nikel taşıyan akışkan metalik dış çekirdeğin dönmesi ve konvektif etkilerle oluşan elektrik akımlarıyla ilgili olduğu düşünülmektedir Bu mekanizma dinamo etkisi diye adlandırılır
Erimiş durumdan katılaşarak oluşan kayalar katılaşma anındaki manyetik bölge hakkında bize bilgi verir Bu müşteri “manyetik fosiller in incelenmesi dünyanın manyetik alanının her milyonda yıl aksine döndüğünü ( yani kuzey kutbu güneye, güney kutbu kuzeye) göstermiştir Ama bu manyetik alanın anlaşılmadığı detaylardan biridir
Dünya ’ nın Manyetik Alanı
Dünyanın manyetik alanı dünyanın dönme ekseni ile 11o ’ lik bir açı yapar Ancak demirin Curie sıcaklığı takriben 770 oC ’ dir Dünyanın çekirdeği bu sıcaklıktan daha yüksektir ve bu yüzden demir manyetik değildir Bu durumda dünyanın manyetik alanının kaynağı nedir ?
Manyetik alan elektrik akımını çevreler, böylece dünyanın erimiş metalik çekirdeğinde dolanan elektrik akımının manyetik alanın kökeni olduğu varsayım edilmektedir Dünyanın yüzeyinde ölçülen manyetik alanın büyüklüğü ekvator yakınında takriben 30µT ve kutuplarda yaklaşık 60µT ’ dır Öteki deyişle dünya yüzeyinde manyetik alanın büyüklüğü 03 ile 06 Gauss aralarında değişir
Dinamo Etkisi
“Dünya ’ nın manyetik alanının kaynağı nedir ? sorusunun cevabı basit değildir Mariner 2 ile yapılan incelemeler sonucunda Venüs ’ün çekirdeği demir içermesine rağmen bir manyetik alana sahip olmadığı anlaşılmıştır Venüs ’ün 243 dünya günü olduğu ve dinamo etkisi yaratmak için fazla yavaş olduğu bulunmuştur
Manyetik alanın oluşumunun dünyanın dönmesi ile ilişkili olduğu açıktır Çünkü Venüs ünde çekirdeğinde dünyanınki gibi demir bulunmaktadır, ama dönme periyodu ölçülebilir bir manyetik alan oluşturmaz Manyetik alanın çekirdeğin büyük bir bölümünü yaratıcı değişken metalik demirin dönmesine bağlı olduğu sonucunu hariç tutmak mantıklıdır Dönen geçirgen modeli bu olaya “dinamo etkisi ya da “jeodinamo adlarını vermiştir
Gezegenlerin Manyetik Alanı
Birkaç yüzyıldır manyetik pusulalar denizcilikte kullanılmasına karşın, 1600 ’ de Sir William Gilbert dünyanın coğrafik kutupları yakınında manyetik kutuplarıda olan heybetli bir mıknatıs olduğunu öne sürene değin pusulaların davranışları bütün olarak bilinmiyordu Daha sonraki araştırmacılar uzaygemilerini kullanarak öteki gezegenlerin manyetik alanını inceledi ve dünyanın manyetik bölge haritasını çıkardılar
Dünyanın manyetik alanı terbiyesizce momenti µ 8x1022 JT olan bir manyetik dipol gibi ele alınabilir Yüzeydeki alan ekvator yakınında 30µT ’ dan kutuplar yakınında 30µT ’ a kadarlık bir aralıktaki bir büyüklüğe sahiptir Bir dipolün dingil üzerindeki manyetik alanın bir elektrik dipolde olduğu gibi açıortay boyunca benzer uzaklıkta iki katıdır Dünyanın manyetik alanı için bu değerler beklenen değerlerle uyumludur
Dipolün ekseni dünyanın dönme ekseni ile yaklaşık 11,5o lik bir açı yapar (dünyanın dönme ekseni dünyanın yörünge düzleminin normaliyle 23,5o lik bir açı yapar Kuzey Kanada ’ da yer alan kuzey manyetik kutbu diye adlandırdığımız şey sahiden dünya dipolünün güney kutbudur Antartikada bulunan güney manyetik kutbu bir dipolün kuzey kutbu ile temsil edilir Çünkü B manyetik bölge çizgileri oradan çıkar Yönü saptamak için bir mıknatıs kullandığınızda kuzeyi işaret eden pusulanın ucu pusuladaki mıknatısın gerçek kuzey kutbudur O, dünyanın kuzey jeografik kutbu yakınındaki reel güney kutbuna doğru çekilir
Dünyanın manyetik alanı sadece denizcilikte değil, maden arama ve iletişimde de başvuru alanına sahiptir böylece uzun yıllardır uydular kullanılarak dünya yüzeyi üzerinde ve tam yüzeyde onun büyüklüğü ve yönü ölçülerek bu konuda epeyce detaylı incelemeler yapılmaktadır Onun bir diğer etkisi de dünyayı saran Van Allen radyasyon kuşaklarıdır ve “kuzey ışıkları diye adlandırılır
Yeryüzünde mıknatıslı kayalar bulunduğundan dünyanın manyetik alanının kaynağının geçici olarak mıknatıslanmış kayalardan oluşan bir çekirdeği olduğu düşünülür Fakat, bu dürüst olmayabilir, çünkü çekirdeğin sıcaklığı birkaç bin derecedir, yani demirin Curie sıcaklığının çok üstündedir böylece dünyanın çekirdeğindeki demir ferromanyetik olamaz
Son birkaç yüzyıldır yapılan ölçümlerden kuzey manyetik yelken direği kuzey coğrafik kutba göre hareket eder ve jeolojik kayıtlardan kutupların birkaç yüzyıllık bir süre skalasında zıt döndüğünü biliyoruz (Hatta güneş sistemindeki dünyaya benzer bir takım gezegenler manyetik alana sahip değildir, oysaki manyetik materyaller içermeyen diğer bir takım gezegenlerin koskocoman manyetik alanlara sahiptirler) bu müşteri gözlemleri kalıcı mıknatıslanmaya sahip bir çekirdek kabulüne dayanarak anlatmak epeyce zordur
Dünyanın manyetikliğinin kaynağı bütünüyle anlaşılamamış, olasılıkla bir çeşit dinamo etkisine sahip olduğu düşünülmüştür Elektriği zahmetsizce ileten değişken haldeki dış çekirdek mineraller içerir Küçük bir açılış manyetik alanı Faraday ’ın indüksiyon kanununa tarafından bu hareket eden iletkende akımların oluşmasına sebep olur Bu akımlar manyetik alanı artırabilir ve bu gelişen alan gözlemlediğimiz dünyanın manyetik alanıdır Fakat bir manyetik alanda hareket eden bir iletkene bu frenleme kuvveti etkir Bu kuvvetin üstesinden gelmek için gereken ve çekirdeği hareket halinde tutan enerjinin kaynağı hemen şimdi bilinmemektedir
Dünya hem istikamet hemde alanın büyüklüğündeki değişiklikleri içerir Örneğin, eski çanak örnekleri dünyanın manyetik alanında mıknatıslanan minik demir parçacıkları içerir Parçacıkların mıknatıslanma şiddetinden çanağın oluşma yeri ve zamanında dünyanın manyetik alanının şiddetini bulabiliriz Aynı orijinli jeolojik bulgular okyanus tabanında da mevcuttur Değişken haldeki magma katılaştıkça demir parçacıkları mıknatıslanır Mıknatıslanan parçacıkların yönü dünyanın manyetik alanının yönünü gösterir Mıknatıslanma yönünden dünyanın kutuplarının oldukça uyumlu bir şekilde aksine döndüğü anlaşılır Bu aksine dönme takriben her 100000–1000000 yılda bir olur ve son zamanlarda ise sıklaşmıştır Bu tersine dönmenin sebebi ve ivmelenme oranı bilinmemekte, fakat yaklaşık olarak bir şekilde dinamo etkisini içermektedir
Son yıllarda gezegenlerarası uzay araştırmaları gezegenlerin manyetik alanlarının büyüklüğü ve yönünü ölçebilmektedir Bu gözlemler manyetik alanların kaynağının dinamo mekanizması olduğunu doğrular Aşağıdaki tablo gezegenlerin yüzey manyetik alanları ve manyetik dipol momentlerinin değerlerini gösterir
Çekirdeği dünyanınkine çok benzeyen Venüs, çekirdeğin dönme hızı dinamo etkisini sürdürebilmek için fazla yavaş olduğundan (her 244 dünya gününde bir defa) manyetik alana sahip değildir Dönme periyodu Dünyanınki ile adeta benzer olan Marsın çekirdeği fazla minik olduğundan (bu data Mars ’ ın ölçülen ortalama yoğunluğundan elde edilmiştir), çok ufak bir alana sahiptir Dış gezegenler (Jüpiter ve gerisindekiler) genelde manyetik olmayan hidrojen ve helyum içerirler Ancak bu gezegenlerin merkezi yakınında, yüksek basınç ve sıcaklıklarda hidrojen ve helyum büyük elektriksel iletkenliğe sahip metaller gibi tavır gösterir ve dinamo etkisi sağlar
Jüpiter ve Uranüsün manyetik alan ekseni ve dönme ekseni aynı hizadadır Uranüsün dönme ekseninin hemen hemen onun yörünge düzlemine paralel olduğunu unutmayalım Maalesef gezegenler hakkındaki gözlemsel bilgilerimiz gezegen yakınlarında yalnızca bir veya birkaç jurnal toplanan bilgilerle sınırlıdır Gezegenlerin diğer maddi özelliklerini ve jeolojik kayıtları inceleyebilirsek, onların mıknatıslanmalarının kökenini de büyük ölçüde öğrenmiş oluruz
Güneş Sistemindeki Manyetik Alanlar
Gezegenler
µ(Am2)
Yüzeydeki B(µT)
Merkür
5x1019
035
Venüs