புவி காந்தப்புலம்: அம்சங்கள், அமைப்பு, பண்புகள் மற்றும் ஆராய்ச்சியின் வரலாறு

பூமிக்குள் அமைந்துள்ள மூலங்களாலும், காந்த மண்டலத்திலும் அயனி மண்டலத்திலும் ஒரு புவி காந்தப்புலம் (ஜி.பி.) உருவாக்கப்படுகிறது. இது அண்ட கதிர்வீச்சின் தீங்கு விளைவிக்கும் விளைவுகளிலிருந்து கிரகத்தையும் அதன் உயிரையும் பாதுகாக்கிறது. திசைகாட்டி வைத்திருந்த அனைவருமே அவரது இருப்பைக் கவனித்தனர், அம்புக்குறியின் ஒரு முனை தெற்கிலும் மற்றொன்று வடக்கிலும் சுட்டிக்காட்டப்பட்டது. காந்த மண்டலத்திற்கு நன்றி, இயற்பியலில் பெரிய கண்டுபிடிப்புகள் செய்யப்பட்டன, இன்னும் அதன் இருப்பு கடல், நீருக்கடியில், விமான மற்றும் விண்வெளி வழிசெலுத்தலுக்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது.

பொது பண்பு

எங்கள் கிரகம் ஒரு பெரிய காந்தம். அதன் வட துருவமானது பூமியின் "மேல்" பகுதியில் அமைந்துள்ளது, இது புவியியல் துருவத்திலிருந்து வெகு தொலைவில் இல்லை, மற்றும் தென் துருவமானது தொடர்புடைய புவியியல் துருவத்திற்கு அடுத்ததாக உள்ளது. இந்த புள்ளிகளிலிருந்து பல ஆயிரம் கிலோமீட்டர் விண்வெளியில் காந்த மண்டலத்தை உருவாக்கும் சக்தியின் காந்தக் கோடுகளை நீட்டிக்கிறது.

காந்த மற்றும் புவியியல் துருவங்கள் ஒருவருக்கொருவர் வெகு தொலைவில் உள்ளன. நீங்கள் காந்த துருவங்களுக்கு இடையில் ஒரு தெளிவான கோட்டை வரையினால், நீங்கள் இறுதியாக ஒரு காந்த அச்சை 11.3 of சாய்வின் கோணத்துடன் சுழற்சியின் அச்சுக்கு பெறலாம். இந்த மதிப்பு நிலையானது அல்ல, ஏனென்றால் அனைத்தும் காந்த துருவங்கள் கிரகத்தின் மேற்பரப்புடன் ஒப்பிடும்போது நகரும், அவற்றின் இருப்பிடத்தை ஆண்டுதோறும் மாற்றுகின்றன.

புவி காந்தப்புலத்தின் தன்மை

காந்தத் திரை மின்சார நீரோட்டங்களால் (நகரும் கட்டணங்கள்) உருவாக்கப்படுகிறது, அவை பூமியின் உள்ளே அமைந்துள்ள வெளிப்புற திரவ மையத்தில் மிகவும் கண்ணியமான ஆழத்தில் பிறக்கின்றன. இது ஒரு பாயும் உலோகம், அது நகரும். இந்த செயல்முறை வெப்பச்சலனம் என்று அழைக்கப்படுகிறது. கருவின் நகரும் விஷயம் நீரோட்டங்களை உருவாக்குகிறது, இதன் விளைவாக, காந்தப்புலங்கள்.

காந்தத் திரை பூமியை அண்ட கதிர்வீச்சிலிருந்து பாதுகாக்கிறது. அதன் முக்கிய ஆதாரம் சூரியக் காற்று - சூரிய கொரோனாவிலிருந்து வெளியேறும் அயனியாக்கம் செய்யப்பட்ட துகள்களின் இயக்கம். காந்த மண்டலமானது இந்த தொடர்ச்சியான நீரோட்டத்தை திசைதிருப்பி, பூமியைச் சுற்றி திருப்பி விடுகிறது, இதன் காரணமாக கடின கதிர்வீச்சு நீல கிரகத்தின் அனைத்து உயிரினங்களுக்கும் தீங்கு விளைவிப்பதில்லை.

பூமிக்கு புவி காந்தப்புலம் இல்லையென்றால், சூரியக் காற்று அதன் வளிமண்டலத்தை பறிக்கும். ஒரு கருதுகோளின் படி, செவ்வாய் கிரகத்தில் இதுதான் நடந்தது. சூரியக் காற்றானது ஒரே அச்சுறுத்தலிலிருந்து வெகு தொலைவில் உள்ளது, ஏனெனில் சூரியன் ஒரு பெரிய அளவிலான பொருளையும் சக்தியையும் கரோனல் உமிழ்வு வடிவத்தில் வெளியிடுகிறது, அதனுடன் வலுவான கதிரியக்கத் துகள்கள் உள்ளன. இருப்பினும், இந்த நிகழ்வுகளில் கூட, பூமியின் காந்தப்புலம் அதைப் பாதுகாக்கிறது, இந்த நீரோட்டங்களை கிரகத்திலிருந்து திசை திருப்புகிறது.

ஒரு காந்தத் திரை 250, 000 ஆண்டுகளுக்கு ஒரு முறை அதன் துருவங்களை மாற்றுகிறது. காந்த வட துருவமானது வடக்கின் இடத்தையும், நேர்மாறாகவும் எடுக்கும். இது ஏன் நடக்கிறது என்பதற்கு விஞ்ஞானிகளிடம் தெளிவான விளக்கம் இல்லை.

ஆராய்ச்சி வரலாறு

நிலப்பரப்பு காந்தத்தின் அற்புதமான பண்புகளைக் கொண்ட நபர்களை அறிவது நாகரிகத்தின் விடியலில் நிகழ்ந்தது. ஏற்கனவே பழங்காலத்தில், மனிதகுலம் காந்த இரும்பு தாது - காந்தம் என்று அறியப்பட்டது. இருப்பினும், கிரகத்தின் புவியியல் துருவங்களைப் பொறுத்தவரை இயற்கை காந்தங்கள் விண்வெளியில் சமமாக நோக்குநிலை கொண்டவை என்பது யார், எப்போது என்பது தெரியவில்லை. ஒரு பதிப்பின் படி, சீனர்கள் இந்த நிகழ்வை 1100 க்கு முன்பே அறிந்திருந்தனர், இருப்பினும், அவர்கள் அதை இரண்டு நூற்றாண்டுகளுக்குப் பிறகு நடைமுறையில் பயன்படுத்தத் தொடங்கினர். மேற்கு ஐரோப்பாவில், 1187 இல் வழிசெலுத்தலில் காந்த திசைகாட்டி பயன்படுத்தத் தொடங்கியது.

கட்டமைப்பு மற்றும் பண்புகள்

பூமியின் காந்தப்புலத்தை பின்வருமாறு பிரிக்கலாம்:

• முக்கிய காந்தப்புலம் (95%), இதன் மூலங்கள் வெளிப்புறத்தில் உள்ளன, கிரகத்தின் மின்சார மின்னோட்ட மையத்தை நடத்துகின்றன;

• பூமியின் மேல் அடுக்கில் உள்ள பாறைகளால் நல்ல காந்த பாதிப்புடன் உருவாக்கப்பட்ட ஒரு ஒழுங்கற்ற காந்தப்புலம் (4%) (மிகவும் சக்திவாய்ந்த ஒன்று குர்ஸ்க் காந்த ஒழுங்கின்மை);

• வெளிப்புற காந்தப்புலம் (மாற்று என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, 1%) சூரிய-நிலப்பரப்பு தொடர்புகளுடன் தொடர்புடையது.

வழக்கமான புவி காந்த வேறுபாடுகள்

உள் மற்றும் வெளிப்புற (கிரகத்தின் மேற்பரப்பைப் பொறுத்தவரை) மூலங்களின் செல்வாக்கின் கீழ் புவியியல் துறையில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் காந்த மாறுபாடுகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. அவதானிப்பு தளத்தில் சராசரி மதிப்பிலிருந்து ஜிபி கூறுகளின் விலகலால் அவை வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. காந்த மாறுபாடுகள் காலத்தின் தொடர்ச்சியான சரிசெய்தலைக் கொண்டிருக்கின்றன, பெரும்பாலும் இத்தகைய மாற்றங்கள் அவ்வப்போது இயற்கையில் இருக்கும்.

தினசரி மீண்டும் மீண்டும் நிகழும் மாறுபாடுகள் ஜி.பியின் தீவிரத்தில் சூரிய மற்றும் சந்திர தினசரி மாற்றங்களுடன் தொடர்புடைய காந்தப்புலத்தின் மாற்றங்கள் ஆகும். பகல் மற்றும் சந்திர மோதலின் போது மாறுபாடுகள் அதிகபட்சத்தை அடைகின்றன.

ஒழுங்கற்ற புவி காந்த வேறுபாடுகள்

பூமியின் காந்த மண்டலத்தில் சூரியக் காற்றின் தாக்கம், காந்த மண்டலத்திற்குள் ஏற்படும் மாற்றங்கள் மற்றும் அயனியாக்கம் செய்யப்பட்ட மேல் வளிமண்டலத்துடனான அதன் தொடர்பு ஆகியவற்றின் விளைவாக இந்த மாற்றங்கள் எழுகின்றன.

• ஒவ்வொரு 27 நாட்களுக்கும் காந்தக் குழப்பத்தின் மறு வளர்ச்சியின் வடிவமாக இருபத்தேழு நாள் மாறுபாடுகள் உள்ளன, இது பூமி பார்வையாளருடன் தொடர்புடைய முக்கிய வான உடலின் சுழற்சியின் காலத்திற்கு ஒத்திருக்கிறது. இந்த போக்கு நமது பூர்வீக நட்சத்திரத்தில் நீண்டகாலமாக சுறுசுறுப்பாக செயல்படுவதால், அதன் பல புரட்சிகளில் காணப்படுகிறது. இது புவி காந்த இடையூறுகள் மற்றும் காந்த புயல்களின் 27 நாள் மீண்டும் நிகழக்கூடிய வடிவத்தில் தன்னை வெளிப்படுத்துகிறது.

• பதினொரு ஆண்டு மாறுபாடுகள் சூரியனின் இடத்தை உருவாக்கும் செயல்பாட்டின் கால இடைவெளியுடன் தொடர்புடையவை. சூரிய வட்டில் இருண்ட பகுதிகளின் மிகப்பெரிய செறிவுள்ள ஆண்டுகளில், காந்த செயல்பாடும் அதன் அதிகபட்சத்தை எட்டுகிறது என்பது தெரியவந்தது, இருப்பினும், புவி காந்த செயல்பாட்டின் வளர்ச்சி சராசரி சூரிய வளர்ச்சியை விட சராசரியாக ஒரு வருடம் பின்தங்கியிருக்கிறது.

• பருவகால மாறுபாடுகள் உத்தராயணங்களின் காலங்கள் மற்றும் சங்கிராந்தி நேரத்துடன் தொடர்புடைய இரண்டு அதிகபட்சம் மற்றும் இரண்டு குறைந்தபட்சங்களைக் கொண்டுள்ளன.

• பல நூற்றாண்டுகள் பழமையானவை, வெளிப்புற தோற்றம், கிரகத்தின் திரவ கடத்தும் மையத்தில் உள்ள பொருள் மற்றும் அலை செயல்முறைகளின் இயக்கத்தின் விளைவாக உருவாகின்றன, மேலும் அவை கீழ் மண்டை மற்றும் மையத்தின் மின் கடத்துத்திறன் பற்றிய முக்கிய தகவல்களாகவும், பொருளின் வெப்பச்சலனத்திற்கு வழிவகுக்கும் இயற்பியல் செயல்முறைகள் குறித்தும், அதே போல் பொறிமுறையிலும் பூமியின் புவி காந்தப்புல உருவாக்கம். இவை மிக மெதுவான மாறுபாடுகள் - பல ஆண்டுகள் முதல் ஒரு வருடம் வரையிலான காலங்களுடன்.

வாழும் உலகில் காந்தப்புலத்தின் தாக்கம்

காந்தத் திரையைப் பார்க்க முடியாது என்ற போதிலும், கிரகத்தின் குடியிருப்பாளர்கள் அதை சரியாக உணர்கிறார்கள். உதாரணமாக, புலம்பெயர்ந்த பறவைகள் தங்கள் பாதையை உருவாக்குகின்றன, அதில் கவனம் செலுத்துகின்றன. இந்த நிகழ்வு குறித்து விஞ்ஞானிகள் பல கருதுகோள்களை முன்வைக்கின்றனர். அவற்றில் ஒன்று பறவைகள் அதை பார்வைக்கு உணர்த்துவதாகக் கூறுகிறது. புலம்பெயர்ந்த பறவைகளின் பார்வையில் சிறப்பு புரதங்கள் (கிரிப்டோக்ரோம்ஸ்) உள்ளன, அவை புவி காந்தப்புலத்தின் செல்வாக்கின் கீழ் தங்கள் நிலையை மாற்ற முடியும். இந்த கருதுகோளின் ஆசிரியர்கள் கிரிப்டோக்ரோம்கள் ஒரு திசைகாட்டி பாத்திரத்தை வகிக்க முடியும் என்பதில் உறுதியாக உள்ளனர். இருப்பினும், பறவைகள் மட்டுமல்ல, கடல் ஆமைகளும் ஒரு காந்தத் திரையை ஜி.பி.எஸ் நேவிகேட்டராகப் பயன்படுத்துகின்றன.

காந்தத் திரையில் மனித வெளிப்பாடு

ஒரு நபர் மீது புவி காந்தப்புலத்தின் செல்வாக்கு அடிப்படையில் வேறு எந்தவொரு வகையிலும் இருந்து வேறுபடுகிறது, இது கதிர்வீச்சு அல்லது ஆபத்தான மின்னோட்டமாக இருந்தாலும், அது மனித உடலை முழுமையாக பாதிக்கிறது.

புவியியல் புலம் அதி-குறைந்த அதிர்வெண் வரம்பில் இயங்குகிறது என்று விஞ்ஞானிகள் நம்புகின்றனர், இதன் விளைவாக இது அடிப்படை உடலியல் தாளங்களை பூர்த்தி செய்கிறது: சுவாச, இதய மற்றும் மூளை. ஒரு நபர் எதையும் உணரக்கூடாது, ஆனால் உடல் இன்னும் நரம்பு, இருதய அமைப்புகள் மற்றும் மூளை செயல்பாடுகளில் செயல்பாட்டு மாற்றங்களுடன் செயல்படுகிறது. பல ஆண்டுகளாக, மனநல மருத்துவர்கள் புவி காந்தப்புலத்தின் தீவிரத்தின் வெடிப்புகள் மற்றும் மன நோய்களை அதிகரிப்பது ஆகியவற்றுக்கு இடையிலான உறவைக் கண்காணித்து வருகின்றனர், இது பெரும்பாலும் தற்கொலைக்கு வழிவகுக்கிறது.

புவி காந்த செயல்பாட்டின் "அட்டவணைப்படுத்தல்"

காந்த மண்டல-அயனோஸ்பியர் தற்போதைய அமைப்பில் ஏற்படும் மாற்றங்களுடன் தொடர்புடைய காந்தப்புலத்தின் இடையூறுகள் புவி காந்த செயல்பாடு (ஜிஏ) என்று அழைக்கப்படுகின்றன. அதன் அளவை தீர்மானிக்க, இரண்டு குறியீடுகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன - A மற்றும் K. பிந்தையது GA இன் மதிப்பைக் காட்டுகிறது. இது 00:00 UTC (ஒருங்கிணைந்த யுனிவர்சல் நேரம்) தொடங்கி மூன்று மணி நேர இடைவெளியில் தினமும் எடுக்கப்படும் காந்தத் திரை அளவீடுகளின் அடிப்படையில் கணக்கிடப்படுகிறது. காந்த இடையூறின் மிக உயர்ந்த குறியீடுகள் ஒரு குறிப்பிட்ட விஞ்ஞான நிறுவனத்திற்கான அமைதியான நாளின் புவி காந்தப்புலத்தின் மதிப்புகளுடன் ஒப்பிடப்படுகின்றன, அதே நேரத்தில் கவனிக்கப்பட்ட விலகல்களிலிருந்து அதிகபட்ச மதிப்புகள் கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ளப்படுகின்றன.

பெறப்பட்ட தரவுகளின் அடிப்படையில், குறியீட்டு K கணக்கிடப்படுகிறது. இது ஒரு அரை-மடக்கை அளவு (அதாவது, இது ஒற்றுமையால் சுமார் 2 மடங்கு அதிகரிப்பதன் மூலம் அதிகரிக்கிறது) என்ற காரணத்தினால், கிரகத்தின் புவி காந்தப்புலத்தின் நிலையைப் பற்றிய நீண்டகால வரலாற்றுப் படத்தைப் பெறுவதற்கு சராசரியாக இருக்க முடியாது. இதற்காக, ஒரு குறியீட்டு A உள்ளது, இது தினசரி சராசரி மதிப்பாகும். இது மிகவும் எளிமையாக தீர்மானிக்கப்படுகிறது - K இன் ஒவ்வொரு பரிமாணமும் சமமான குறியீடாக மாற்றப்படுகிறது. நாள் முழுவதும் பெறப்பட்ட K இன் மதிப்புகள் சராசரியாக உள்ளன, இதன் காரணமாக ஒரு குறியீட்டு A ஐப் பெற முடியும், இதன் மதிப்பு சாதாரண நாட்களில் 100 ஐ தாண்டாது, கடுமையான காந்த புயல்களின் காலத்தில் 200 ஐ தாண்டக்கூடும்.

கிரகத்தின் வெவ்வேறு புள்ளிகளில் புவி காந்தப்புலத்தின் இடையூறுகள் ஒரே மாதிரியாக இல்லாததால், வெவ்வேறு அறிவியல் மூலங்களிலிருந்து குறியீட்டு A இன் மதிப்புகள் கணிசமாக மாறுபடும். அத்தகைய ஓட்டத்தைத் தவிர்ப்பதற்காக, ஆய்வகங்களால் பெறப்பட்ட குறியீடுகள் A ஆகக் குறைக்கப்பட்டு உலகளாவிய குறியீட்டு A _r தோன்றும். குறியீட்டு K _p உடன் அதே, இது 0-9 வரம்பில் ஒரு பகுதியளவு மதிப்பு. 0 முதல் 1 வரையிலான அதன் மதிப்பு புவி காந்தப்புலம் இயல்பானது என்பதைக் குறிக்கிறது, அதாவது குறுகிய அலை வரம்புகளில் கடந்து செல்வதற்கான உகந்த நிலைமைகள் பாதுகாக்கப்படுகின்றன. நிச்சயமாக, சூரிய கதிர்வீச்சின் மிகவும் தீவிரமான ஓட்டத்திற்கு உட்பட்டது. 2-புள்ளி புவி காந்தப்புலம் ஒரு மிதமான காந்த இடையூறாக வகைப்படுத்தப்படுகிறது, இது டெசிமீட்டர் அலைகளின் பத்தியை சற்று சிக்கலாக்குகிறது. 5 முதல் 7 வரையிலான மதிப்புகள் புவி காந்த புயல்கள் இருப்பதைக் குறிக்கின்றன, அவை குறிப்பிடப்பட்ட வரம்பில் தீவிரமாக தலையிடுகின்றன, மேலும் வலுவான புயல் ஏற்பட்டால் (8-9 புள்ளிகள்), குறுகிய அலைகளை கடந்து செல்வது சாத்தியமில்லை.

புள்ளிகளில் புவி காந்த புல செயல்பாடு

அர்	டு ஆர்	விளக்கம்
0	0	அமைதியானது
2	1
3
4
7	2	பலவீனமான கோபம்
15	3
27	4	சீற்றம்
48	5	காந்த புயல்
80	6
132	7	பெரிய காந்த புயல்
208	8
400	9

மனித ஆரோக்கியத்தில் காந்த புயல்களின் விளைவு

காந்த புயல்களின் எதிர்மறை விளைவுகள் உலக மக்கள் தொகையில் 50-70% ஐ பாதிக்கின்றன. அதே நேரத்தில், சிலருக்கு மன அழுத்த எதிர்விளைவு காந்தக் குழப்பத்திற்கு 1-2 நாட்களுக்கு முன்னர், சூரியனில் வெடிப்புகள் காணப்படுகையில் காணப்படுகிறது. மற்றவர்களுக்கு, உச்சகட்டத்தில் அல்லது அதிகப்படியான புவி காந்த செயல்பாட்டிற்குப் பிறகு சிறிது நேரம்.

மெட்டோவைச் சார்ந்தவர்களும், நாட்பட்ட நோய்களால் பாதிக்கப்படுபவர்களும், ஒரு வாரத்திற்கு புவி காந்தப்புலத்தைப் பற்றிய தகவல்களைக் கண்காணிக்க வேண்டும், இதனால் காந்த புயல்கள், உடல் மற்றும் உணர்ச்சி மன அழுத்தங்கள், அத்துடன் மன அழுத்தத்திற்கு வழிவகுக்கும் எந்தவொரு செயல்களும் நிகழ்வுகளும் சாத்தியமான அணுகுமுறையுடன் விலக்கப்படலாம்.