最終更新日: 2025 年 8 月 29 日

地上磁気圏: 見えない盾

磁気圏が地球を守る

そこには地球磁気圏地球を取り囲む、大気の層を超えた、地表から 700 ～ 65,000 km の範囲の空間です。この境界（磁気圏界）は、太陽風が支配する惑星間空間から私たちを隔離する膜です。

と呼ばれるこの地域では、ヴァン・アレン・ベルト、地球を囲む繭と同様に、磁場の強さに応じてエネルギー粒子（陽子、電子）が地球の周りに分布しています。磁場は、電流を電流からそらすスクリーンとして機能します。太陽風、その後磁気圏の外に流れます。太陽風は本質的に、かなりのエネルギーを帯びたイオンと電子で構成されており、私たちの星の熱核反応によって約 450 km/s の速度で放出されます。

太陽風の圧力は、太陽に面している地球の磁気圏の部分を圧縮し、その背後にある太陽から遠ざかる磁気圏の領域を引き伸ばします。地球の磁気圏は、1958 年にアメリカ初の人工衛星に搭載されたガイガーカウンターによる測定中に記述されました。探検1。

ヴァンアレンベルトは特性の異なる2つのパーツで構成されています。地球に最初に近いものは高度 700 km から 10,000 km の間にあり、主に高エネルギーの陽子で構成されています。 2 番目の外側の大きな部分は、高度 13,000 ～ 65,000 km の間に位置し、高エネルギーの電子で構成されています。

地表が直接当たることはありません

すべてのエネルギー粒子は高速で循環し、常に磁気圏の極に向かって持ち戻されます。したがって、太陽風が直接地球の表面に当たることはありません。したがって、私たちは致命的な太陽放射から守られた磁気バブルの中で暮らしています。

致命的な太陽放射に直面している磁気圏の反対側にいた人はほとんどおらず、月に行ったアポロ宇宙飛行士だけがヴァン・アレン帯を越えた。たとえ保護シールドがあったとしても、宇宙飛行士の曝露は1時間未満に限定された。

磁気シールドが進化

ザ磁気シールドは均一ではなく、核内で発生する複雑な物理現象に従って、時間の経過とともに常に進化し、変化します。

地表から 3,000 km 以上の深さで発生する地磁気は、南磁極から湧き出て惑星全体を取り囲み、北磁極のレベルで核に向かって地下に沈みます。放射線の大部分は地表に到達することなく磁気圏に沿って流れますが、ごく一部は地磁気が最も弱い南極と北極に浸透します。これは、現在磁気緯度 65 ～ 75 度の間に位置する「オーロラゾーン」と呼ばれる環状ゾーンに対応します。

太陽粒子がこれらのリングに侵入すると、大気中の中性ガスと衝突し、色とりどりの光現象が目に見えます。太陽風が強力であればあるほど、これらの光る帆はより壮観になります。これらの特徴的なベールは、拡散した光のカーテンのように見え、非常に速く動き、巨大で印象的な光線が現れるまで強まります。オーロラの長さは数千キロメートルに達することもありますが、その幅は通常100メートルを超えません。

南大西洋異常

地球上には、磁場が著しく弱まった、保護が不十分な場所があります。この地域はブラジルの海岸沖に位置し、南大西洋異常(SAA)と呼ばれ、約2,780km×2,780kmの面積をカバーしており、拡大し続けています。

科学者たちは、太陽放射が上層大気のより深くに入り込み、地球の表面にどんどん近づいていることに気づいています。飛行機が飛行する高度では、すでに太陽放射のフィルターが弱くなっています。高度 560 km では、ハッブル宇宙望遠鏡の一部の機器がその地域を通過する際に電源を切られます。

古代の粘土陶器の中に凍った磁鉄鉱の研究では、400年前の地球の磁場は現在よりも10%強かったことが示されました。地球の磁場が反転する前に、その強度は減少します。 SAA が磁場の反転の現れであるならば、私たちは新たな反転を目撃するでしょう!

冷却された溶岩は当時の磁場の向きと強さを保持しているため、数千年にわたる地磁気の進化は火山溶岩コアで分析されてきました。したがって、それらは場の分極反転を示しています。地球物理学者は過去 2,800 万年にわたって多くの記録を行っており、そのたびに磁場の強度が大幅に低下します。最後の逆転は75万年前に起こり、多くの科学者は現在、再び突然の逆転を目撃していると信じています。これまで観測できなかった場所で、極地のオーロラがますます多く見られるようになるでしょう。

磁場はどこで発生するのでしょうか？

地球の地磁気は、巨大なダイナモを生み出す鉄分豊富な内核と外核の間の相互作用によって生成される可能性があります。これにより、磁束がコアの S 極から湧き出て、N 極を経由して地球圏に戻る強力で安定した磁場が生成されます。

地球の核では、地球の固体の内核からの流れが液体の外核を加熱し、溶融金属の周りにゆっくりと上昇および下降する粒子の流れを生み出します。地球の自転の影響で、電流は自ら回転して磁場を生成し、その磁場が地表に湧き出て周囲の空間に広がります。

注： :
火星の隕石のサンプルで行われた測定により、火星は磁場を失ったに違いないことが示されました。最初の 5,000 万年間、火星には強い磁場がありました。太陽風にさらされた火星は、今日私たちが知っている不毛の赤い惑星になりました。地球の半分の大きさであるため、より急速に冷えてダイナモが停止しました。