Magnetické pole Zeme a geodynamo

1. Magnetické pole Zeme a geodynamo S. Ševčík Katedra astronómie, fyziky Zeme a meteorológie Fakulta matematiky, fyziky a informatiky UK Akadémia Trojstenu 06. december 2013

2. Magnetické pole Zeme O čom budeme hovoriť? • O čom budeme hovoriť? • Zopakovanie poznatkov • o elektrických prúdoch a magnetických poliach • Ako možno v kvapalnom jadre Zeme udržať elektrické prúdy • a k nim odpovedajúce magnetické pole • Aké súzákladné vlastnosti jadra Zeme a príčiny pohybu kvapaliny v ňom • Čo je to geodynamo? • Matematický popis magnetického poľa Zeme (MPZ) • Pomalé zmeny MPZ a prepólovanie • určujú ich procesy v kvapalnom jadre Zeme • Rýchle zmeny MPZ • určuje ich aktivita Slnka a procesy v ionosfére a magnetosfére

3. Magnetické pole Zeme Elektrické prúdy a ich magnetické polia V okolí elektrického náboja q existuje elektrické pole E. E je vektor, má veľkosť, smer a nazývame ho elektrická intenzita. Pole E pôsobí na iný náboj Q silouF= Q .E. Pole E znázorňujeme siločiarami. Vektor E leží v dotyčnici k siločiare. Siločiary začínajú na kladných a končia na záporných nábojoch. E E +q F=Q.E +Q E

4. Magnetické pole Zeme Elektrické prúdy a ich magnetické polia Magnetické pole tiež súvisí s elektrickými nábojmi. Náboje samusiapohybovať = elektrické prúdy. Pohyb kladného náboja určuje smer prúdu. V okolí prúdov existuje - magnetické pole B. B je vektor a má názov magnetická indukcia. Pole B znázorňujeme indukčnými čiarami, vektor B leží v dotyčnici k indukčnej čiare. Na náboj Q pohybujúci sa v poli B rýchlosťou v pôsobí sila F = Q(v x B) Sila je kolmá na vektory v a B. Magnetická sila je iná, ako sila, ktorou pôsobí na náboj Qelektricképole E. B Magnetické pole priameho vodiča B Magnetické pole prúdovej sľučky

5. Magnetické pole Zeme Elektrické prúdy a ich magnetické polia Magnetické pole trvalých magnetov tiež súvisí s elektrickými prúdmi, ktoré na atomárnej úrovni vytvárajú komplikované usporiadané štruktúry. Magnetické pole tyčového magnetu. Má severný (N) a júžný (S) pól. Indukčné čiary poľa B vystupujú z N-pólu a vstupujú do S-pólu a prechádzajú aj magnetom. Malé kompasy ukazujú smer a orientáciu vektora B. S N V r. 1819 H.Ch. Oersted zistil, že magnetka kompasu sa pootočila, keď v jej blízkosti vo vodiči zapol prúd. To bol historický prelom, od ktorého sa magnetické javy začali spájať s elektrickými nábojmi a elektrickými prúdmi.

6. Magnetické pole Zeme Elektrické prúdy a ich magnetické polia Jednoduchý spôsob vzniku prúdu vo vodiči, ktorý sa ako celok pohybuje v magnetickom poli B. Ak chceme udržať magnetické pole, musíme udržovať elektrické prúdy a dodávať energiu zo zdroja (batéria). Elektrické prúdy vo vodiči môžeme vytvoriť aj pohybom vodiča v magnetickom poli. Drôt s voľnými nosičmi náboja pohybujeme rýchlosťou v v magnetickom poli B. Na náboj Q bude pôsobiť sila F = Q (v x B) Kladné náboje sa budú posúvať „nahor“ a záporné „nadol“, vzniká elektrický prúd. Prúd bude tiecť vo vodiči dovtedy, pokiaľ vodič posúvame ako celok. Elektrickému prúdu odpovedá „nové“ magnetické pole b. b b Pohyb vodiča v smere rýchlosti v „unáša“ spolu kladné a záporné náboje. To je tiež makroskopický pohyb nábojov.

7. Magnetické pole Zeme Elektrické prúdy a ich magnetické polia B

8. Magnetické pole Zeme a geodynamoPrincíp generácie – Faradayov zákon elmag. indukcie • pohyb vodiča rýchlosťou vv magnetickom poli B0 vytvára elektromotorickú silu (EMF) v x B0 , • ktorá generuje prúd I (prúdová hustota j) • prúdu I odpovedá magnetické pole b a celkové pole bude B = B0 + b • magnetické pole pôsobí na vodič s prúdom Lorentzovousilou rovnou j x B a bráni pohybu v • Ak existujú mechanizmy, • ktoré pohybujú elektricky vodivé prostredie v magnetickom poli, • indukujú sa elektrické prúdy, • ktorým odpovedá indukované magnetické pole. • Podmienkou je pohyb elektricky vodivého prostredia –– konvekcia, • ktorá je tepelne alebo inak hnaná, vysoká elektrická vodivosť a rotácia. • Tak to funguje v jadre v Zemi, v Slnku, iných planétach, galaxiách.

9. Magnetické pole Zeme a geodynamoPrincíp generácie – Faradayov zákon elmag. indukcie Ak chceme udržovať magnetické poleB, musíme udržovať elektrické prúdy. V dôsledku elektrického odporu látky budú elektrické prúdy klesať. Hovoríme, že prúdy sa ohmicky rozpadajú, vodič sa zahrieva a máme energetické straty. Energetické straty musíme neustále nahrádzať = neustále udržovať pohyb elektricky vodivej látky v magnetickom poli.

10. Magnetické pole Zeme a geodynamo „Inžiniersky“ model dynama • Okraj disku spojíme vodičom W cez • kĺzne kontakty S1 a S2 , • Bo musí byť stále „zapnuté“ • náboje sa začnú pohybovať • elektromotorická sila v x Bo • závisí len od rýchlosti rotácie Ω • cez žiarovku tečie prúd I a svieti • zariadenie mení • mechanickú energiu na elektrickú • energiu máme dynamo • Kovový elektricky vodivý disk • rotuje uhlovou rýchlosťou Ω • paralelne s osou preniká diskom • homogénne magnetické poleBo • elektromotorickou silou v x Bo • sa na okraji disku vynorí kladný náboj • a na osi záporný náboj

11. Magnetické pole Zem a geodynamo „Inžiniersky“ model samobudiaceho dynama Bo • Spojme okraj disku a os disku AA´ vodičom, • ktorý vytvára slučku v rovine disku • prúdu I odpovedá nehomogénne pole B, • vodič je navinutý tak, že B podporuje Bo • obe polia sú v rovine disku kolmé na disk • B je nehomogénne, • EMF v x B má inú závislosť na vzdialenosti od osi • ako má v x Bo, • má ale rovnaký smer od osi AA´ k okraju • ak bude Ω dostatočne veľké, bude • produkovať „veľké“ prúdy I vo vodiči

12. Magnetické pole Zem a geodynamo „Inžiniersky“ model samobudiaceho dynama • existuje vhodné kritické Ω = Ωc také, • že pole Bo môžeme „vypnúť“, • prúd I bude hnaný len EMF v x B, • pokiaľ budeme udržovať Ωc • pole B sa samo-kreuje, • máme samobudiace dynamo • Spojme okraj disku a os disku AA´ vodičom, • ktorý vytvára slučku v rovine disku • prúdu I odpovedá nehomogénne pole B, • vodič je navinutý tak, že B podporuje Bo • obe polia sú v rovine disku kolmé na disk • B je nehomogénne, • EMF v x B má inú závislosť na vzdialenosti od osi • ako má v x Bo, • má ale rovnaký smer od osi AA´ k okraju • ak bude Ω dostatočne veľké, bude • produkovať „veľké“ prúdy I vo vodiči • Dôležitá je štrukturálna asymetria usporiadania • zmena smeru vinutia sľučky, • alebo ak točíme opačne, • B bude opačné kBo • samobudenie nebude bežať, • nech by sme točili akokoľvek rýchlo • proti smeru pohybu pôsobí • Lorentzova sila na jednotku objemu J x B

13. Magnetické pole Zeme a geodynamo Princíp generácie – Faradayov zákon elmag. indukcie Princíp elektromagnetickej indukcie tvorí fyzikálny základ (re)generácie magnetického poľa Zeme. V jadre musí neustále prebiehať pohyb vodivej kvapaliny – konvekcia, ktorá je hnaná na úkor nejakej inej energie. Ak konvekcia prebieha v magnetickom poli, tak sa generujú elektrické prúdy, ktorým odpovedá „nové“ magnetické pole. Ak indukujúce magnetické pole je súčasne aj indukované, potom hovoríme o samobudiacom dyname. V kvapalnom jadre Zeme pracuje samobudiace geodynamo. Výsledkom činnosti geodynama je magnetické pole Zeme (MPZ). MPZ má dominantne dipólový charakter, ale nemá len dipólový charakter. Má omnoho komplikovanejšiu štruktúru nielen na povrchu ale hlavne v samotnom jadre Zeme.

14. Magnetické pole Zeme a geodynamo Plášť a jadro sú dva gigantické tepelné stroje Základné konvektívne útvary v plášti a rýchlostné a magnetické pole v kvapalnej časti jadra, kde pracuje geodynamo Plášť Časové škály (s,d,r) –elastický, visko-elastický, elasto-plastický Časové škály 10-100 mil.r.–tečie Dva módy konvekcie: doskový a „plumový“. Rýchlosti: 3-10 cm/rok MORB: mid-ocean ridge basalts OIB: ocean island basalts Kvapalné jadro Elektricky vodivá kvapalina, pracuje tu geodynamo. Rýchlosti: 0,1 mm/s = 3 km/rok Časové škály: 10-10 000 rokov systém dovoľuje inverzie CMB – Core-Mantle boundary Najdramatickejšia diskontinuita. Hustota: 5570(plášť) - 9900 (jadro) kg/m^3 Oxidy+silikáty – ťažká tavenina Pozdĺžne seizm. vlny:13.7-8 km/s Priečne seizm. vlny: 7.26–0 km/s 10-12x10^3 kg/m^3 CMB – core-mantle boundary (hranica jadro-plášť), ICB – inner core boundary (hranica vnútorného jadra)

15. Magnetické pole Zeme a geodynamo Plášť a jadro sú dva gigantické tepelné stroje Magnetické pole môžeme rozložiť na dve časti – poloidálne Bp a toroidálne Bt. Úlohou je nájsť mechanizmy, ako sa z jedného „vyrobí“ to druhé a naopak. Bp-poloidálne pole v osovo-sym. prípade leží v poludníkových rovinách, na povrchu Zeme túto časť poľa meriame V kvapalnom jadre dominuje časť poľa Bt-toroidálne pole v osovo-sym. prípade leží v smere rovnobežiek – Bφ, je uväznené v jadre, merať ho nemôžeme 1 Gauss = 0.0001 Tesla 10-12x10^3 kg/m^3 CMB – core-mantle boundary (hranica jadro-plášť), ICB – inner core boundary (hranica vnútorného jadra)

16. Magnetické pole Zeme a geodynamo Čo študuje magnetohydrodynamika? Magnetohydrodynamika skúma ovplyvňovanie pohybu elektrickej vodivej tekutiny (kvapalina, plazma) a magnetického poľa, v ktorom pohyb prebieha. Toto ovplyvňovanie je vzájomné. Rýchlostné pole v ovplyvňuje magnetické pole B (princíp Faradayovej elektromagnetickej indukcie) a magnetické pole B spätne ovplyvňuje pohyb v, lebo nedovolí konvektívnej rýchlosti rozvinúť sa do veľkých hodnôt. Ak uvažujeme „nekonečne“ elektricky vodivú kvapalinu, potom je magnetické pole „zamrznuté“ do kvapaliny. Indukčné čiary magnetického poľa sa deformujú tak, ako pohyb kvapaliny „chce“. Reálne kvapaliny v kozmických objektoch majú konečnú elektrickú vodivosť, teda „zamrznutie“ nie je dokonalé, ale „deformácia“ indukčných čiar vplyvom konvekcie je stále dosť veľká. Michael Faraday 1791-1867

17. Magnetické pole Zeme a geodynamo Čo študuje magnetohydrodynamika? Magnetohydrodynamika skúma ovplyvňovanie pohybu elektrickej vodivej tekutiny (kvapalina, plazma) a magnetického poľa, v ktorom pohyb prebieha. Toto ovplyvňovanie je vzájomné. Rýchlostné pole v ovplyvňuje magnetické pole B (princíp Faradayovej elektromagnetickej indukcie) a magnetické pole B spätne ovplyvňuje pohyb v, lebo nedovolí konvektívnej rýchlosti rozvinúť sa do veľkých hodnôt. Ak uvažujeme „nekonečne“ elektricky vodivú kvapalinu, potom je magnetické pole „zamrznuté“ do kvapaliny. Indukčné čiary magnetického poľa sa deformujú tak, ako pohyb kvapaliny „chce“. Reálne kvapaliny v kozmických objektoch majú konečnú elektrickú vodivosť, teda „zamrznutie“ nie je dokonalé, ale „deformácia“ indukčných čiar vplyvom konvekcie je stále dosť veľká. Michael Faraday 1791-1867

18. Magnetické pole Zeme a geodynamo Generačné mechanizmy, -efekt, -efekt  v  Mechanizmus (re)generácie magnetického poľa: uzavretý cyklus generácie dvoch typov polí jedného z druhého V jadre Zeme (asi) pracuje αω-dynamo Mení kinetickú energiu pohybu na energiu magnetického poľa a náhrádza ohmické straty. Generácia MPZ v jadre je dvojstupňová Obr. a-c: z meridionálneho magnetického poľa Bp sa konvekciou v smere rovnobežiek „vyťahuje“ azimutálne pole Bt to je omega-efekt Obr. d-f: na pole Bt pôsobia maloškálové víry, pole deformujú a vznikajú malé sľučky. Každej z nich odpovedá prúd. Ak vypočítame ich strednú hodnotu v smere rovnobežiek, tak dostaneme veľkopriestorový prúd v smere rovnobežiek. Potom máme prúdovú sľučku, jej odpovedá pole Bp to je alfa-efekt

19. Magnetické pole Zeme a geodynamo Základné charakteristiky MPZ • 30T(na rovníku) -60T(na póloch), • v našich zemepisných šírkach približne 48 T • (silné ako pole malej magnetickej príchytky vo vzdialenosti 1 m), • hodnoty uvádzame v nanotesloch, u nás 48 200 - 48 500 nT • prevláda dipólový charakter (90%) • sklon osi dipólu vzhľadom na rotačnú os Zeme 11.5° • z nedipólovej časti dominuje kvadrupólová časť • Zdroje MPZ a zdroje jeho zmien • v čase • hydromagnetické zdroje v kvapalnom jadre • Zeme, vnútorné zdroje (99%) – • hlavné geomagnetické pole • vonkajšie zdroje–elektrické prúdy • v ionosfére a magnetosfére, • určené a ovplyvnené aktivitou Slnka Miesta, kde sú trvalé geomagnetické observatória. Jedna bodka patrí aj GO v Hurbanove, GFÚ SAV

20. Model satelitu OERSTED V celosvetovej sieti geomagnetických observatórií je asi 200 trvalých staníc. Meria sa aj na lodiach, letecky a na satelitoch. V Hurbanove je funkčné observatórium už vyše 100 rokov, je súčasťou medzinárodnej organizácie INTERMAGNET Geomagnetický pavilón na Astronomickom a geofyzikálnom observatóriu FMFI UK v Modre-Piesok. Magnetometer typu fluxgate. Magnetometer pre meranie horizontálnej zložky MPZ Di-flux teodolit pre absolútne magnetické merania

21. Magnetické pole Zeme a geodynamo Matematický popis MPZ, Gaussove koeficienty D– deklinácia,I – inklinácia, H– horizontálna indukcia, v jej smere sa naorientuje strelka v horizontálnom kompase, vidíme, že nesmeruje na geografický sever Z – vertikálna indukcia, F– totálna indukcia B = - grad V pole vnútorného pôvodu – jadro Zeme pole vonkajšieho pôvodu – ionosféra, magnetosféra MPZ = súčet (dipólová časť + nedipólové časti) n = 1 n  2 Carl Fridrich Gauss 1777-1855 V súčasnosti sa Gaussove koeficienty počítajú po n=13, m=13, počet n(n+2).

22. Magnetické pole Zeme a geodynamo Sekulárne zmeny poľa vnútorného pôvodu • Nezastupiteľnými metódami určovania veľkosti a smeru MPZ • v geologickej minulosti sú paleomagnetické metódy. • Laboratórnymi metódami skúmajú zvyšková magnetizáciu • vo vyvrelých a sedimentárnych horninách. • Horniny obsahujú feromagnetické zložky-minerály, • ktoré sa orientovali podľa MPZ, • keď sedimentácia prebiehala alebo keď tuhli (vyvrelé) na povrchu. • Minulý stav MPZ sa do horniny zapísal. Na najstarších horninách bolo dokázané, že Zem mala magnetické pole už pred 3.5-3.8 mld. rokov Intenzita geomagnetického poľa (veľkosť magnetického dipólového momentu) za 3.5 miliardy rokov. Súčasná hodnota je asi 8 x 10^22 Am^2.

23. Magnetické pole Zeme a geodynamo Sekulárne zmeny poľa vnútorného pôvodu Zmeny magnetického poľa dlhoperiodické, určujú ich procesy v kvapalnom jadre • Dlhodobé zmeny geomagnetického poľa - sekulárne variácie. • Určujú sa ako zmena priemernej ročnej hodnoty • geomagnetického elementu na danom mieste. • Oscilácia magnetického momentu okolo nenulovej hodnoty s periódou 7.8 x 103 rokov(základná perióda) – súvisí s dominantnou dipólovou časťou poľa • Pokles g10za posledných 200 rokov (dipólové pole klesá) • Nárast g20za posledných 200 rokov (kvadrupólové pole rastie) • Západný geomagnetický drift nedipólovej časti poľa (rýchlosť 0.18°/rok) • Dipólový moment klesá 0,1%/rok – pokles je rýchlejší, ako by bol pri rozpade poľa (keby prestalo dynamo fungovať, je to „riadený“ pokles) Z Gaussových koeficientov g, h pre n=1 vieme vypočítať magnetický moment, jeho hodnota je 7.9x1022 Am2, o magnetická permeabilita vákua, Ro je polomer Zeme.

24. Magnetické pole Zeme a geodynamo Sekulárne zmeny poľa vnútorného pôvodu Sekulárne zmeny horizontálnej zložky MPZ, na ktorých vidieť západný geomagnetický drift Zmeny deklinácie – uhol medzi X-zložkou a horizontálnou zložkou MPZ. Kompasy na lodiach sa orientovali podľa horizontálnej zložky, neukazovali na geografický sever. Keď sa deklinácia zmenila, tak lode „blúdili“ na otvorených moriach.

25. Magnetické pole Zeme a geodynamo Inverzie – prepólovanie MPZ • Inverzie – prepólovania (angl. reversals) • Nepravidelné zmeny polarity MPZ. • proces prepólovania trvá 6-8x103rokov • posledná inverzia • bola pred 780000 rokmi • Identifikované boli obdobia (temer) bez inverzií: • CNS – Cretaceous Normal Superchron pred 83-120 mil. r. • KRS – Kiaman Reversed Superchron pred 260-310 mil. r • PhS – Phanerozoic Superchron pred 460-490 mil. r. • Trvanie kľudu okolo 40 Myr a potom 200 Myr opäť výskyt • inverzií geodynama (nevysvetlené, náhoda ???) Na morskom dne v oblasti stredo- oceánskych chrbtov je zapísaný „kalendár“ inverzií.

26. Magnetické pole Zeme a geodynamo Inverzie – prepólovanie MPZ Gauss-Matuyama inverzia (pred 2.58 mil. rokov) identifikovaná na sedimentoch v Searies Lake, California, USA. Proces inverzie je komplikovaný. Začiatočné exkurzie (pokusy o prepólovanie, ktoré boli neúspešné) a koncové exkurzie (žlté), niekoľkonásobné rýchle oscilácie (čierne), prechod cez rovník a návrat späť a hlavná fáza (prepólovanie sa podarilo) s dvomi kolísaniami k rovníku (červené).

27. G.A.Glatzmaier, P.H. Roberts, 1995 Inverzia magnetického poľa Model dynama počítaný na superpočí- tačoch v Los Alamos Samobudiace a selfkonzis- tentné dynamo v guľovej vrstve hnané tepelne a kompozične

28. Magnetické pole Zeme a geodynamo Inverzie – prepólovanie MPZ Výsledok počítačovej simulácie činnosti geodynama pred (vľavo), počas (v strede) a po prepólovaní (vpravo). Kvapalná časť jadra je medzi väčším a menším bielym kruhom, vnútorný biely kruh je vnútorné pevné jadro. V ľavej časti pologule je zobrazená zložka magnetického poľa v poludníkovej rovine, (žltou farbou je znázornené pole orientované v smere hodinových ručičiek, modrou poleopačnej orientácie). Vidíme, že toto pole prechádza aj cez vnútorné jadro, ktoré je síce elektricky vodivé, ale konvekcia tam nie, teda tu dynamo nepracuje. V pravej časti pologule sú zobrazené izočiary rovnakej veľkosti zložky magnetickéhopoľa v smere rovnobežiek. Tam, kde sú izočiary žlté, toto pole vstupuje do obrázku a kde sú modré vystupuje von z obrázku. Aj táto časť magnetického poľa preniká cez vnútorné jadro.

29. MPZ a geodynamo Závislosť medzi distribúciou tepelného toku na CMB a inverziami Rozloženie tepelného toku z jadra do plášťa Trajektória pólu počas prepólovania Geografická šírka pólu počas prepólovania Veľkosť dipólového momentu • Aké procesy • pravdepodobne • riadia prepólovanie? • distribúcia • tepelného toku • z jadra, • ktorá závisí • od konvekcie • v plášti • magnetické pole • vo vnútornom jadre • sa musí tiež • prepólovať, • vnútorné jadro • musí „dovoliť“ • prepólovanie, • je teda dôležitým • „spúšťačom“ • pre inverziu MPZ Rozloženie tepelného toku z jadra do plášťa Trajektória pólu počas prepólovania Geografická šírka pólu počas prepólovania Veľkosť dipólového momentu

30. Magnetické pole Zeme Pole vonkajších zdrojov a rýchle zmeny Prevládajúci dipólový charakter má MPZ len v menších vzdialenostiach. Vo väčších vzdialenostiach sa konfigurácia indukčných čiar silne deformuje a mení v dôsledku aktivity Slnka. Slnko neustále emituje prúd častíc – protóny, elektróny, -častice, ktoré tvoria tzv. slnečný vietor. MPZ je prúdom slnečného vetra silne tvarovo ovplyvnené. Na privrátenej strane k Slnku je MPZ „stláčané“ a na odvrátenej „naťahované“ do chvosta magnetosféry. Intenzita a rýchlosť slnečného vetra sa mení a rastie v období zvýšenej aktivity Slnka. Ionosféra je ionizovaná časť atmosféry od výšky asi 60 km po 1000 km. Je zohrievaná na privrátenej strane, rozpína sa a kolíše v MPZ.

32. Magnetické pole Zeme a geodynamo Variácie a poruchy vonkajšieho pôvodu Denná variácia • pravidelná zmiena v geomagnetickom zázname,amplitúda je asi 10 – 20 nT • spôsobená je rôznym nahrievaním ionosféry na dennej a nočnej strane • a gravitačnými účinkami Mesiaca a Slnka • denná variácianie je porucha magnetického poľa, ale jeho pravidelný chod • pohyb elektricky vodivej látky v geomagnetickom poli indukuje vo výške • asi 110 km (E vrstva ionosféry) prúdový systém • tomu odpovedá nejaké magnetické pole s 24 hod. periódou zmien

33. Magnetické pole Zeme a geodynamo Variácie a poruchy vonkajšieho pôvodu Magnetická búrka • z nepravidelných zmien je najzaujímavejšia • vyvolaná je fluktuáciou v rýchlosti slnečného vetra (400 km/s – 1000 km/s) • družice (napr. GOES) kontinuálne merajú stav slnečného vetra, • dôležité je to najmä v slnečnom maxime; • veľmi silné búrky boli v r. 2003 na jeseň, keď na Slnku vznikali obrovské, • možno najsilnejšie erupcie v histórii, odkedy sa uskutočnujú merania po náraze anomálneho slnečného vetra sa magnetosféra zmrští a súčasne sa pole zosilní potom horizontálna zložka klesá (10-ky hodín) a nasleduje fáza návratu (až niekoľko dní)

34. Magnetické pole Zeme a geodynamo Variácie a poruchy vonkajšieho pôvodu Za všetko môže prstencový prúd – angl. ring current Drifty častíc: súčasne vykonávajú pohyb okolo indukčnej čiary, pozdĺž indukčnej čiary magnetického poľa a pohyb aj v smere rovnobežiek, ktorému odpovedá prstencový prúd. Rôzne pohľady do štruktúry magnetosféry

35. Magnetické pole Zeme a geodynamo Variácie a poruchy vonkajšieho pôvodu Ring current – prstencový prúd • prstencový prúd neustále tečie nad rovníkom vo vzdialenosti asi 3.5 R0 • protóny driftujú na západ a elektróny na východ • pri anomálii v slnečnom vetre sa porušia rovnováhy v magnetosfére • prstencový prúd sa zosilní a svojím magnetickým poľom zníži • horizontálnu zložku geomagnetického poľa generovaného v jadre • silné magnetické búrky ohrozujú elektrifikačnú sieť, satelity, • geostacionárne družice,...

36. Polárnažiara Polárnažiara Polárnažiara na Jupiteri Polárnažiara na Saturne 15.9.1998, NASA Dynamics Explorer 1. Kompletný aurorálny ovál pri severnom póle Zeme, aurora=polárna žiara Modrá polárna žiara v atmosfére Jupitera (Hubble Space Telescope, 14.12 2000) okolo severného magnetického pólu Jupitera. Vedĺa je aurorálny ovál na Saturne. Pozorované boli aj na Uráne a Neptúne. Záver – všetky tieto planéty majú magnetosféru, nejakú atmosféru a pracuje v ich jadrách hydromagnetické dynamo