1 . زمينه
با پيدايش آهنربا ، پس از گذشت زمان كوتاهي پي بردند كه كرة زمين نيز
خاصيت آهنربايي دارد ؛ تا آنجا كه نام قطب هاي آهن ربا را را بر اساس نام
قطب هاي زمين نام گذاري كردند .
به دنبال آن ، براي اولين در سال 1600 ميلادي ، توسط ? گيلبرت ? زمين به عنوان يك آهنرباي بزرگ معرفي شد .
براي دليل وجود خاصيت مغناطيسي در كرة زمين ، نظريه هاي متفاوتي از آغاز
شناخت آن تا كنون ، ارائه شده است و حتي بعضي مي گفتند ، خاصيت مغناطيسي
كرة زمين ، تحت تأثير كره هاي ديگر است . اما آخرين نظريه ، اين خاصيت را
به مواد مذاب داخل كرة زمين مربوط مي داند .
2 . خاصيت مغناطيسي كرة زمين
يكي از ويژگي هاي مهم كرة زمين ، وجود خاصيت آهنربايي در آن است و مانند
اين است كه درون كرة زمين ، آهنرباي بسيار بزرگي قرار داده شده است و تا
كنون ، نظريه هاي گو ناگوني براي علت آن ارائه شده است . آخرين نظريه اين
است كه درون كرة زمين ، مواد مذاب در حال حركت وجود دارد و بيشتر اين مواد
، از جنس آهن و نيكل هستند . هنگامي كه اين مواد حركت مي كنند ، در اطراف
جريان هاي الكتريكي ضعيفي به وجود مي آورند كه در مجموع ، باعث مي شود كرة
زمين ، خاصيت آهنربايي پيدا كند و در اطراف كرة زمين ، ميدان مغناطيسي به
وجود مي آيد . ما روي آهنرباي بزرگي به نام ?زمين ? زندگي مي كنيم .
چندين سيارة ديگر از سياره هاي منظومه شمسي نيز ، ميدان مغناطيسي دارند كه
از جمله آنها مي توان از عطارد و مشتري نام برد . اين خاصيت در خورشيد و
بسياري ستاره هاي ديگر نيز ديده مي شود .
خاصيت مغناطيسي كرة زمين ، نقش بسيار مهمي در جهت يابي كشتي ها و
هواپيماها دارد . شمال و جنوب مغناطيسي زمين ثابت نيست و در فاصله هاي
زماني ، به ميزان قابل ملاحظه اي تغيير مي كند .
3 . زاويه انحراف
چنانچه به كمك عقربة مغناطيسي به طرف قطب شمال يا جنوب برويم ، به قطب
شمال و جنوب واقعي كرة زمين نمي رسيم . علت اين است كه قطب شمال و جنوب
جغرافيايي و مغناطيسي كرة زمين ، با هم يكي نيست ؛ يعني اينكه قطب شمال
مغناطيسي زمين ، درست روي قطب شمال جغرافيايي زمين قرار ندارد و اگر دو
قطب جغرافيايي و مغناطيسي زمين را توسط خطي فرضي به به نام ? محور ? به هم
وصل كنيم ، بين دو محور مغناطيسي و محور جغرافيايي زمين ، زاويه اي ساخته
مي شود كه به آن ، زاوية انحراف گويند . اين زاويه ، به مرور زمان ، جزئي
تغيير مي كند و ثابت نمي ماند ، و اندازة آن در نقاط مختلف زمين متفاوت
است . زاوية انحراف در جهت يابي هواپيماها و كشتي ها بسيار مهم است . هم
اكنون قطب شمال مغناطيسي كرة زمين ، در شمال كانادا قرار دارد .
4 . زاويه ميل
مطالعة مغناطيسي زمين ، نشان مي دهد كه خط هاي ميدان مغناطيسي زمين افقي
نيست و با سطح زمين زاويه اي مي سازد همچنين مي دانيم خاصيت مغناطيسي يك
آهنربا در نقاط مختلف آن متفاوت است و در دو قطب آن ، اين خاصيت بيشتر است
. به همين ترتيب ، خاصيت آهنربايي كرة زمين در دو قطب بيشتر است . پس اگر
يك عقربة مغناطيسي آزاد باشد تا بتواند در راستاي عمودي نيز حركت كند ،
نوك اين عقربه نزديك قطب ها به زمين متمايل مي شود و در خط استواي
مغناطيسي عقربه ، افقي قرار مي گيرد و در قطب ها ، به عنوان مثال قطب شمال
، نوك عقربه N آن ، عمود بر سطح افقي خواهد شد . پس محور مغناطيسي عقربه
هاي مغناطيسي در مكان هاي مختلف استوا تا قطب ، نسبت به سطح افق تغيير
كرده و زاويه اي با افق مي سازد ؛ اين زاويه را زاوية ميل گويند . پس
زاويه ميل ، زاويه اي است كه محور مغناطيسي عقربه با سطح افق مي سازد
همچنين اين زاويه ، در جهت يابي هواپيماها و كشتي ها نقش بسيار مهمي دارد
؛ در جغرافيا به اين زاويه ، عرض جغرافيايي گويند .
5 . كشف معدن هاي آهني زمين
مطالعة ميدان مغناطيسي زمين براي هدف هاي علمي و عملي ، از اهميت به سزايي
برخوردار است . وجود ميدان مغناطيس زمين ، انجام پاره اي از بررسي هاي مهم
ديگر را ميسر كرده است ؛ از آن جمله ، مي توان از روش هاي اكتشاف و مطالعة
ذخاير زمين نام برد . تحليل دقيق ميدان مغناطيسي زمين ، وسيلة توانمندي
براي بررسي ذخاير معدني زمين است . در حال حاضر ، جست و جوي مغناطيس سنجي
، روش ژئوفيزيكي مهم و گسترده اي است كه براي اكتشاف و ذخاير معدني به كار
مي رود .
در زمين ، نواحي اي وجود دارد كه در آن جا كميت هاي مغناطيسي به طور
ناگهاني تغيير مي كنند و مقاديري به خود مي گيرند كه با مقادير مربوط به
محل هاي مجاور ، تفاوت زيادي دارند تفاوت زياد كميت هاي مغناطيسي در اين
ناحيه ها ، ناشي از فشار تودة بزرگي از سنگ آهن هاي مغناطيسي در زير سطح
زمين است ؛ به همين دليل ، مطالعة ناهنجاري هاي مغناطيسي ، دانسته هاي
باارزشي در مورد وجود و محل مخزن هاي سنگ هاي مغناطيسي ارائه مي دهد .
6 . مين هاي دريايي
مواد مغناطيسي مانند آهن كه در ميدان مغناطيسي كرة زمين قرار گرفته باشند
. به مرور زمان ، خاصيت مغناطيسي پيدا مي كنند ؛ مثلاً يك كشتي كه در آن
آهن نيز به كار رفته است ، به مرور زمان آهنربا مي شود . از اين خاصيت
براي به دام انداختن آن استفاده مي شود .
عملكرد يك مين دريايي ، به گونه اي است كه خاصيت آهنربايي كشتي بر آن اثر گذاشته و فرمان انفجار صادر مي شود .
در يك مين دريايي ، عقربه اي مغناطيسي قرار داده اند كه هنگام عبور كشتي
از بالاي آن ، عقربه تحت تأثير قرار گرفته و مين از سطح زيرين دريا ، به
سطح دريا مي رسد و سپس منفجر مي شود . براي خنثي كردن اين مين ها دو روش
وجود دارد .
الف ـ مغناطيس نيرومندي را با كابل هاي سيمي از زير هواپيما آويزان كرده و
آن را نزديك سطح آب ، حركت مي دهند . آهنرباي قوي روي مين ها اثر گذاشته و
آنها را خنثي مي كند . گاهي كابل سيمي دايره شكل را به طور شناور روي سطح
آب قرار مي دهند و جرياني را از آن مي گذرانند ، كه بر اثر اين ميدان
مغناطيسي يا جريان جريان ساز و كار ، مين ها عمل كرده ، بدون هيچ خسارتي
منفجر مي شوند .
ب ـ حلقه هايي از سيم عايق شده را به كشتي وصل كنند و جرياني را از آنها
مي گذرانند ؛ به طوري كه ميدان مغناطيسي اين جريان مساوي و در خلاف ميدان
مغناطيسي كشتي كشتي ( كه يك مغناطيس دائمي است ) باشد . وقتي اين ميدان ها
با هم تركيب شوند ، يكديگر را خنثي مي كنند و كشتي بدون اين كه ساز و كار
مين را به كار اندازند ، از روي آن مي گذرد .
7 . باستان شناسي مغناطيسي
ميدان مغناطيسي زمين ، منظم و پايدار نيست ؛ بلكه با گذشت سال ها در يك
محل معين ، مقدار متوسط زاوية انحراف و ميل تغيير مي كند . اين انحراف
محور مغناطيسي و در نتيجه ، تغييرات زاويه انحراف و زاويه ميل در يك محل
نسبت به زمان ، شاخة جديدي را در ? باستان شناسي ? به نام ?باستانو
مغناطيسي? ايجاد كرده است كه توسط آن ، عمر كوره ها ، اجاق ها و آتشكده
هاي قديمي تعيين مي شود . اساس كار ، مبتني بر اين است كه بيشتر خاك
رسهايي كه اين اجسام از آنها ساخته شده اند ، حاوي مقدار كمي مواد
مغناطيسي اند . سمتگيري اين مواد مغناطيسي ، با گرم شدن در موقع استفادة
عادي تثبيت شده است . با مقايسة جهت فعلي ميدان مغناطيسي زمين با جهت
ميدان مغناطيسي اين مواد ، مي توان قدمت باستاني تقريبي آن ها را تعيين
كرد .
در مقياس طولاني تر زمان
( دوران زمين شناسي ) ، شواهدي وجود دارد كه نشان مي دهد محور مغناطيسي
زمين در مدت چهار ميليون سال گذشته ، نه بار كاملاً تغيير جهت داده است .
اين شواهد ، مبتني بر اندازه گيري هاي خاصيت مغناطيسي ( ضعيف ) تثبيت شده
در تخته سنگ هاي با عمر زمين شناسي معين هستند
