Dünyanın manyetik alanı, kendinden tahrikli bir dinamo süreci ile sıvı dış çekirdekte üretilir. Yavaş hareket eden erimiş demirde akan elektrik akımları manyetik alanı oluşturur. Dünyanın çekirdeğindeki kaynaklara ek olarak, Dünya yüzeyinde gözlemlenebilir manyetik alan, kabukta, iyonosfer ve manyetosferde kaynaklara sahiptir. Jeomanyetik alan bir dizi ölçek üzerinde değişiklik gösterir ve bu varyasyonların bir açıklaması şimdi hem uzay hem de zaman alanlarında düşük frekanstan yüksek frekansa değişim sırasına göre yapılır. Son bölüm, Dünya’nın manyetik alanının modern dünya için hem bir araç hem de bir tehlike olabileceğini anlatıyor. Bununla birlikte, her şeyden önce, manyetik alanı gözlemleme yöntemleri anlatılmaktadır.
Dünyanın Manyetik Alanının Özellikleri
Bir kaya oluştuğunda, genellikle ortam manyetik alanına, yani çekirdek tarafından oluşturulan alana paralel bir manyetizasyon elde eder. Dünyanın birçok yerindeki kaya manyetizasyonunun yönleri ve yoğunluklarının dikkatli analizlerinden, eksenel dipolün polaritesinin geçmişte birçok kez değiştiği ve her bir polarite aralığının birkaç bin yıl sürdüğü tespit edilmiştir. Bu tersine dönüşler yavaş ve düzensiz bir şekilde meydana gelir ve günümüzden yaklaşık 100 milyon yıl önce yaklaşık 30 milyon yıllık bir süre boyunca hiçbir tersine dönüş olmadı. Tam tersine dönüşlere ek olarak, manyetik kutupların bir süreliğine ekvatora doğru hareket ettiği, ancak daha sonra geriye doğru hareket ettiği ve Dünya’nın dönüş eksenine yakın bir şekilde hizalandığı gözlemlendiğinde, birçok iptal edilen tersine dönüş olmuştur. Katı iç metal çekirdeğin, geri dönüşleri önlemede önemli bir rol oynadığı düşünülmektedir. Şu anda her yüzyılda dipol momentinde %6’lık bir düşüş görüyoruz. Bunun yakın bir geri dönüşün işareti olup olmadığını söylemek zor.
Mevcut Manyetik Alan
Dünyanın yüzeyine yakın kaynaksız bir bölgede manyetik alan, Laplace denklemini sağlayan skaler potansiyelin negatif gradyanıdır. Laplace denkleminin küresel koordinatlardaki çözümüne küresel harmonik genişleme ve parametrelerine Gauss katsayıları denir. Sırasıyla Dünya’nın içinde veya dışında oluşturulan alanı modelleyen iç veya dış katsayılar vardır. Her ikisi de dahili olan çekirdek ve kabuk alanlarının ayrılması mükemmel değildir. İç alan genellikle ana alan olarak adlandırılır.
Ana alan katsayıları, çekirdek tarafından oluşturulan alan değiştikçe zamanla değişir ve yaygın olarak kullanılan küresel harmonik modellerde, örneğin Uluslararası Jeomanyetik Referans Alanı (IGRF) ve Dünya Manyetik Modelinde, bu seküler varyasyonun 5’in üzerinde sabit olduğu varsayılır. Uydu verileri mevcut hale geldiğinden, yalnızca büyük ölçüde halka akımı tarafından Dünya dışında üretilen küçük ama kalıcı alanı doğru bir şekilde belirlemek mümkün olmuştur.
Dünya yüzeyinde ana alan, Dünya’nın merkezine yerleştirilmiş ve dönme eksenine yaklaşık 10° eğik bir dipol ile yaklaşık olarak hesaplanabilir. Bununla birlikte, bir dipol alanından önemli sapmalar mevcuttur. Şekil 2-11, 2020.0’da sapma, eğim, yatay yoğunluk, dikey yoğunluk ve toplam yoğunluk haritalarını ve bunların 13. Nesil IGRF modelinden türetilen 2020.0 ila 2025.0 dönemi için tahmin edilen seküler varyasyonlarını göstermektedir.
