Какова природа земного магнетизма? Как проявляется тектоническая активность Земли? Может ли тектоническая активность служить критерием жизнеспособности планеты?

Магнетизм — форма взаимодействия движущихся электрических зарядов, осуществляемая на расстоянии посредством магнитного поля. Орбитальные и спиновые магнитные моменты элементарных частиц, атомов и молекул, а в макроскопическом масштабе — электрический ток и постоянные магниты. Наряду с электричеством, магнетизм — одно из проявлений электромагнитного взаимодействия. Основной характеристикой магнитного поля является вектор индукции, совпадающий в вакууме с вектором напряженности магнитного поля.

Картина силовых линий магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом в форме стержня. Железные опилки на листе бумаги.

По характеру взаимодействия с магнитным полем и внутренней магнитной структуре вещества подразделяются на:

1. магнитно не упорядоченные вещества

o диамагнетики, в которых молекулы не обладают собственным магнитным моментом, а магнитное поведение материала определяется законом электромагнитной индукции Фарадея, согласно которому молекулярные токи в веществе изменяются таким образом, чтобы компенсировать изменение магнитного потока через вещество;

o парамагнетики, обладающие собственным ненулевым локальным магнитным моментом (например некомпенсированный атомный), которые ориентируются вдоль поля;

2. вещества с дальним магнитным порядком (магнетики):

o ферромагнетики, в которых за счёт обменного взаимодействия энергетически выгодной оказывается параллельная ориентация магнитных моментов атомов или молекул в макроскопических областях материала — доменах;

o антиферромагнетики, в которых обменное взаимодействие таково, что в кристалле формируются две или более двух антипараллельно ориентированных подрешёток, магнитные моменты которых дают в сумме нулевую намагниченность в отсутствие магнитного поля;

o ферримагнетики, где, в отличие от антиферромагнетиков, полной компенсации магнитных моментов подрешёток не происходит, и материал в целом обладает ненулевой спонтанной намагниченностью.

3. вещества с ближним магнитным порядком:

o спиновые стекла

o суперпарамагнитные ансамбли частиц

4. молекулярные магниты и кластеры

5. плазма

6. элементарные частицы

Фундаментальные основы магнетизма и взаимодействие магнитного поля с веществом изучает физика магнитных явлений.

Наша планета продолжает изменяться у нас на глазах. Новые исследования астрономов из Центра астрофизики Земли показали, что если бы земной шар был меньше и легче, чем он есть на самом деле, то его бы никогда не беспокоила тектоническая активность. А именно это движение пластов земной коры привело к тому, что жизнь на Земле встала на ноги.

Тектоническая активность – огромная сила, двигающая континенты и воздвигающая горы. Это не только механический процесс, движение шельфов сопряжено со сложнейшими химическими процессами. Порождаемая в результате вулканической активности, двуокись углерода играет роль термостата и сохраняет тепло у поверхности планеты.

Двуокись углерода, запертая в каменной породе, высвобождается в большом количестве при вулканической деятельности или подводных океанических сдвигах шельфов. Аналогичные процессы могут происходить на любых планетах с твердой корой, а значит, шансы обнаружить инопланетную жизнь многократно возрастают.

Группа из трех ученых Центра астрофизики Земли изучили предельные значения, которыми должна обладать планета с развитой тектонической активностью. В ходе эксперимента они так же изучили одну из планет класса «супер-Земля», размер которой вдвое, а вес – в десять раз больше, чем у нашей планеты.

Поиски внешних планет уже привели к обнаружению пяти планет класса «супер-Земля», но температура на их поверхности не пригодна для зарождения жизни. Однако, если распространенность подобных космических объектов так велика, как предсказывают астрономы, то рано или поздно будут обнаружены планеты, совершающие оборот вокруг своих светил на подходящих орбитах.

Предположительно, «супер-Земли» могут обладать развитой вулканической активностью в виде «кругов огня», которые покрывают поверхность на подобие Йеллоустонского национального парка США, полного горячих источников и гейзеров. «Супер-Земля» может обладать атмосферой, если ее сила притяжения примерно в три раза больше земной.