V. Геофизические поля Земли

Взаимодействие Земли как планеты с Солнцем и со всем остальным макрокосмическим пространством осуществляется через физические поля. В пределах Земли и ее ближайших окрестностей природные физические поля принято называть геофизическими.

Геофизические поля представляют собой особую форму материи, которая:

- обеспечивает связь горных пород в единые системы геологических тел,

- удерживает гидросферу и атмосферу на поверхности Земли

- поддерживает процессы энергопереноса, необходимые для существования жизни на Земле.

Геофизические поля

Естественные Искусственные

- гравитационное (поле силы тяжести) - геомагнитное - электрические и электромагнитные - тепловое - сейсмическое (поле упругих механических колебаний) - акустические (шумовое) - радиационное (поле ионизирующих излучений)

- техногенные физические поля обусловлены работой механизмов и машин, энергетических установок, транспортных средств, средств связи и других источников антропогенной деятельности

Все названные естественные (природные) и искусственные (техногенные) геофизические поля являются неуправляемыми, т.е. они существуют помимо воли исследователей, использующих их для решения тех или иных задач по изучению оболочек Земли, в том числе и с экологическими целями.

Все геофизические поля обусловлены особенностями строения литосферы и Земли в целом (например, гравитационное и геомагнитное поля) либо характером геодинамических, физических и химических процессов (например, сейсмическое, радиоактивное, температурное, электромагнитное поля).

1. Гравитационное поле - является полем силы тяжести. Оно обусловлено притяжением масс Земли и центробежной силой, которая возникает вследствие суточного вращения Земли. Оно не является постоянным, а все время изменяется под влиянием притяжения Луны, Солнца и планет Солнечной системы.

Гравитационное поле:

- позволяет Земле удерживать вокруг себя мощный газовый слой (атмосферу) и водную оболочку (гидросферу),

- обеспечивает круговорот воды и движение ледовых масс по поверхности планеты,

- определяет физическое состояние литосферы (ее строение),

- является одним из основных факторов, определяющих активность геологических и биологических процессов, обеспечивающих существование жизни

Считается, что, на протяжении истории существования биосферы, гравитационное поле изменялось плавно и эволюционно. Это позволяет предполагать, что в каждый достаточно большой геологический отрезок времени биосфера существовала при относительно стабильном гравитационном поле.

2. Геомагнитное поле Земли - это область вокруг нашей планеты, где действуют магнитные силы.

Считается, что постоянное магнитное поле наша планета генерирует сама. Оно образуется из-за сложной системы электрических токов, возникающих при вращении Земли и перемещении жидкого вещества в её внешнем ядре. Магнитное поле Земли простирается до высоты около 100 тыс. км и образует невидимый барьер - магнитосферу.

Магнитосфера - самая внешняя и протяженная оболочка Земли. Это область околоземного пространства, физические свойства которой определяются магнитным полем Земли и его взаимодействием с потоками заряженных частиц.

Земля постоянно находится в потоке корпускулярного излучения Солнца, так называемого солнечного ветра, который образуется благодаря непрерывному расширению (истечению) плазмы солнечной короны и состоит из заряженных частиц (протонов, ядер и ионов гелия, а также более тяжелых положительных ионов и электронов). Солнечная плазма несет с собой магнитное поле, напряженность которого в среднем равна 4,8х10^-3А/м  (6х10^-5э).

При столкновении потока солнечной плазмы с препятствием - магнитным полем Земли - образуется распространяющаяся навстречу потоку ударная волна. В результате потоки частиц солнечного ветра обтекают магнитосферу Земли.

Взаимодействие солнечного ветра, магнитного поля Земли и верхних слоев атмосферы Земли вызывает полярные сияния.