từ trường trái đất

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HỒ CHÍ MINH KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN VẬT LÝ * BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN ĐỀ TÀI : TỪ TRƯỜNG TRÁI ĐẤT GVHD: Phan Ngọc Khương Cát Khoa : Khoa Học Ứng Dụng VL1 Page Mục Lục: Trang 1.Từ Trường Trái Đất…………………………………………………………………….4 Độ từ thiên………………………………………………………………………7 Độ từ khuynh……………………………………………………………… Các cực trái đất…………………………………………………………… Bão từ………………………………………………………………………… 6.Các trình hình thành bão từ……………………………………………… Ảnh hưởng bão từ…………………………………………………… ……10 8.Ngắm cực quang từ vũ trụ………………………………………………………15 Bí ẩn từ trường Trái đất làm sáng tỏ…………………………… 17 10 Lợi ích từ trường Trái Đất………………………………………… ……18 VL1 Page TỪ TRƯỜNG CỦA TRÁI ĐẤT Từ trường đất: a.Định Nghĩa: Từ trường Trái Đất (và từ trường bề mặt) coi lưỡng cực từ trường, với cực gần cực bắc địa lý cực gần cực nam địa lý Một đường thăng tưởng tượng nối hai cực tạo thành góc khoảng 11,3° so với trục quay trái đất Nguyên nhân gây từ trường giải thích theo lý thuyết dynamo Các trường từ mở rộng vô hạn, nhiên xét điểm xa nguồn chúng yếu dần Từ trường Trái Đất có tác dụng đến hàng chục ngàn km vũ trụ gọi từ Hình 1.1a: (http://vi.wikipedia.org/wiki/Từ_trường_Trái_Đất) b.Phát từ trường Vào năm 1600, nhà vật lí người Anh W Gilbert đưa giả thuyết Trái Đất nam châm khổng lồ Ông làm cầu lớn sắt nhiễm từ, gọi "Trái Đất tí hon" đặt từ cực địa cực Đưa la bàn lại gần trái đất tí hon ông thấy trừ hai cực, điểm cầu, kim la bàn hướng Nam Bắc Hiện chưa có giải thích chi tiết thỏa đáng nguồn gốc từ tính Trái Đất Năm 1940, số nhà vật lý đưa giả thuyết "Đinamô" để giải thích nguồn gốc từ trường trái đất Theo thuyết từ trường Trái đất chủ yếu hình thành từ dòng đối lưu chất lỏng trái đất độ sâu 3000 km Sự khác biệt nhiệt độ chất lỏng trái đất làm xuất dòng đối lưu Nếu nhân trái đất có "từ trường nguyên thuỷ" dòng đối lưu có vai trò cuộn dây máy phát điện Dòng điện nhờ hình thành tạo từ trường cho trái đất Tuy nhiên, thuyết số điểm chưa rõ ràng Trong trình hình thành từ trường trái đất, cần có "từ trường nguyên thuỷ", từ trường hình thành từ cách nào? Đây tồn chưa giải ngành khoa học Trái Đất Gần đây, nhà khoa học cho từ trường trái đất hình thành từ lõi chiếm 98%, có phần từ trường với nguồn gốc bên trái đất chiếm 2%, phần từ trường lại hay biến đổi, phần quan trọng gây tác động thể sống VL1 Page VL1 Page c.Quả đất NC khổng lồ từ trường yếu: B=0,5 Gauss= 0,00005 Tesla Hình 2.1c: Quả đất NC khổng lồ (https://sites.google.com/site/vatlyvmd/bai-ghi/k11/ch4-tu-truong-1/bai-8-tutruong-cua-trai-dat) d Nguồn gốc: • VL1 Cấu tạo trái đất gồm: o Vỏ đá silic hóa từ mặt đất (0 km) đến độ sâu 2900km o Lõi cứng tâm, bán kính cỡ 1300km o Nhân: nằm lõi sắt nóng chảy Có độ sâu 2900 km đến độ sâu 5100km o Nhân chia phần:  Phần chất dẫn điện tốt, nhiệt độ tới 3000 độ C áp suất triệu atmosphere  Phần có áp suất vào khoảng > triệu atmosphere khiến cho lõi trở thành cứng • Sự truyền tải nhiệt nhân lỏng thực đối lưu: Vật chất nóng chuyển lên mặt, vật chất lạnh chuyển xuống sâu.Nguồn gốc từ trường gắn liền với chuyển động đối lưu chất lỏng dẫn điện • Hoạt động đối lưu tham gia tượng bên Page e Đặc điểm Cũng nam châm, Trái Đất có cực địa từ, không trùng với cực địa lý Cực Bắc từ có toạ độ 70° Vĩ Bắc Và 96° Kinh Tây, lãnh thổ Canada, cách cực Bắc địa lý 800 km Cực Nam từ có toạ độ 73° Vĩ Nam 156° Kinh Đông vùng Nam cực, cách cực Nam địa lý 1000 km Trục từ trường tạo với trục trái đất góc 11° Các từ cực thường có vị trí không ổn định đảo ngược theo chu kỳ Do đồ địa từ phải thường xuyên điều chỉnh (5 năm lần) Việc thu nhập thông tin từ vệ tinh phát vành đai xạ bao quanh trái đất môi trường khí cao từ 500–600 km dến 60.000- 80.000 km: từ (tầng điện ly trở lên) Hình 3.1e:Cấu trúc Trái Đất (https://sites.google.com/site/vatlyvmd/bai-ghi/k11/ch4-tu-truong-1/bai-8-tu-truong-cuatrai-dat) Từ trường trái đất có từ đâu? Từ trường xuất lòng trái đất Nơi có nhân trái đất cấu tạo chủ yếu sắt Nhân rắn bên bao bọc vỏ sắt dạng lỏng Do sức nóng từ nhân, kim loại chảy tràn lên bề mặt nhân, nguội lại chìm xuống phía Đồng thời chảy theo đường xoắn ốc trái đất quay Sự chuyển động sắt có khả dẫn điện làm xuất nguồn điện, tương tự máy phát điện khổng lồ Và có dòng điện chảy xuất từ trường VL1 Page Hình dạng từ trường giống từ trường thỏi nam châm Từ trường từ bán cầu nam vào phía bán cầu bắc trái đất Hai nơi gọi cực từ Nó không trùng với cực nam cực bắc địa lý mà cách vài trăm số Từ trường vươn vũ trụ 60.000 km Nó tạo thành vỏ bảo vệ chung quanh trái đất Sự bảo vệ cần thiết mặt trời không ngừng phát hạt tích điện, gọi gió mặt trời Từ trường cản gió mặt trời dẫn vòng qua trái đất Từ trường bị biến dạng gió mặt trời, hướng phía mặt trời bị nén lại, hướng xuất đuôi dài, vươn vào vũ trụ đến 250.000 km Tại từ trường trái đất lại giảm? Nguyên nhân từ trường giảm nằm lòng trái đất Ở kim loại chảy lỏng xoay vòng quanh nhân Bằng chuyển động cắt ngang từ trường tạo dòng điện, dòng điện tạo từ trường Giả sử hướng chuyển động giữ nguyên từ trường trước nguyên vẹn Nhưng đường chuyển động thường xuyên thay đổi, từ trường tạo thay đổi làm giảm bớt từ trường có trước Độ từ thiên: • Độ từ thiên góc tạo thành (δ) hướng bắc thực (bắc địa lý) hướng bắc từ (là hướng phương bắc kim la bàn) hay góc tạo thành kinh tuyến địa lí (phương bắc nam) kinh tuyến từ điểm cho mặt đất Giá trị dương bắc từ nằm phía đông bắc thực ngược lại • Kinh tuyến từ đường sức từ trái đất vẽ mặt đất • Độ từ thiên góc lệch kinh tuyến từ kinh tuyến địa lý • Kí hiệu D Thí dụ: Ở Vinh D= -0 độ 12 phút ; Cao Bằng: D=-0 độ 37 phút • Ở Việt Nam, độ từ thiên biến đổi từ –1⁰ Cao Bằng đến 0⁰ Đà Nẵng đạt +1⁰ Cà Mau Hình4.2 (http://vi.wikipedia.org/wiki/Độ_từ_thiên) VL1 Page Độ từ khuynh: • Độ từ khuynh góc hợp vector từ trường trái đất với mặt phẳng ngang Độ từ khuynh kim nam châm hướng theo đường sức từ tác động lực từ Do lực đường sức Trái Đất không song song với bề mặt đất nên đầu bắc kim la bàn chúi xuống bắc bán cầu (giá trị dương) hướng lên nam bán cầu (giá trị âm) Các đường đồng giá trị từ khuynh bề mặt Trái Đất gọi "đường đẳng khuynh" Tập hợp điểm có giá trị từ khuynh gọi xích đạo từ Giá trị động từ -90⁰ đến +90⁰ • Độ từ khuynh cực max 90 độ • Kí hiệu I: Tầm quan trọng Đây tượng quan trọng hàng không, làm cho la bàn máy bay giá trị sai trình định vị thay đổi tốc độ bay Thí dụ: Cà Mau I=0; Quảng trị I=+18 độ 22 phút Các cực trái đất: • VL1 Cực địa lý cực từ không trùng ngược Page • Trái Đất có cực địa từ, không trùng với cực địa lý o Cực từ Bắc có toạ độ 70° vĩ Bắc Và 96° kinh Tây, lãnh thổ Canada, cách cực Bắc địa lý 800 km Cực từ Nam có toạ độ 73° vĩ Nam 156° kinh Đông vùng Nam cực, cách cực Nam địa lý 1000 km o • Trục từ trường tạo với trục trái đất góc 11° Cực từ có vị trí không ổn định đảo ngược theo chu kỳ Do đó, đồ địa từ cập nhật năm lần Kết trái đất đổi cực? Cứ khoảng triệu năm cực từ trái đất thay đổi Theo đoán nhà vật lý trái đất thay đổi cực, từ trường trái đất không ổn định phân làm nhiều từ trường nhỏ, bao bọc lấy trái đất khắp hướng Sau từ trường ổn định trở lại theo hướng ngược lại Điều có nghĩa đường từ trường từ Nam đến Bắc mà từ Bắc đến Nam Bão từ: VL1 Page • Bão từ hay gọi bão địa từ Trái Đất thời kỳ mà kim la bàn dao động mạnh • Bão từ dòng điện tích ( plasma) từ mặt trời phát tán đến đất ( hành tinh hệ mặt trời) làm biến đổi từ trường đất • Nguyên nhân: Bão từ hình thành từ vụ bùng nổ mặt trời • Cách nhận biết: Khi yếu tố từ trường Trái Đất (cảm ứng từ, độ từ thiên, độ từ khuynh…) biến đổi bát thường xảy lúc toàn cầu • Mức độ (theo thời gian): Bão từ mạnh, bão từ yếu • Hậu quả: Bão từ ảnh hưởng đến: o Sức khỏe người o Truyền tải điện o Thông tin vô tuyến hành tinh o Điều khiển hoạt động đất 6.Các trình hình thành bão từ Các dòng hạt mang điện phóng từ Mặt Trời sinh từ trường, có độ lớn vào khoảng 6.10-9 tesla Từ trường ép lên từ trường Trái Đất làm cho từ trường nơi bị ép tăng lên Khi từ trường Trái Đất tăng lên, từ thông biến thiên sinh dòng điện cảm ứng chống lại tăng từ trường Trái Đất (theo định luật Lenz) Dòng điện cảm ứng đạt cường độ hàng triệu ampe chuyển động vòng quanh Trái Đất gây từ trường lớn tác dụng lên từ trường Trái Đất Hiện tượng tiếp diễn làm cho từ trường Trái Đất liên tục biến thiên kim la bàn dao động mạnh Nếu hướng từ trường tầng điện ly hướng phía Bắc, giống hướng từ trường Trái Đất, bão địa từ lướt qua hành tinh Ngược lại, từ trường hướng phía Nam, ngược với hướng từ trường bảo vệ Trái Đất, bão địa từ mạnh ảnh hưởng trực tiếp tới Trái Đất Mặc dù khí Trái Đất chặn dòng hạt lượng cao đến từ Mặt Trời (gồm electron proton), song hạt làm xáo trộn từ trường hành tinh, cụ thể từ, gây rối loạn liên VL1 Page 10 Cơ quan Hàng không vũ trụ Mỹ (NASA) phát vết đen khổng lồ mặt trời vào hôm 3/11 nhờ ảnh tàu theo dõi mặt trời Solar Dynamic Observatory (SDO) gửi Đây nhóm vết đen lớn mặt trời mà người phát kể từ năm 2005 Tới chiều rộng nhóm - đặt tên AR1339 - gấp 17 lần đường kính trái đất, Space đưa tin Ngày 4/11, SDO phát bão dội tầng thượng mặt trời Nó bão mạnh mà Thái Dương Hệ tạo Nơi xuất phát nhóm vết đen AR1339 "Khoảng 45 phút sau bão xuất mặt trời, hoạt động số hệ thống viễn thông radio trái đất bị tê liệt Chúng tiếp tục theo dõi vùng AR1339 tạo trận bão khác", NASA thông báo Trang spaceweather.com xác nhận lượng hạt ion tầng thượng trái đất tăng vọt sau bão Các hạt ion làm thay đổi sóng radio Mỹ châu Âu Từ hôm 4/11 tới nhà khoa học Trung tâm Dự báo Thời tiết vũ trụ Mỹ theo dõi vết đen mặt trời, Discovery cho biết Họ xác nhận VL1 Page 13 AR1339 di chuyển tới phía đối diện trái đất nên phần lớn lượng hướng hành tinh xanh Trong vòng ngày tới trái đất hứng chịu trận bão từ mạnh khác hoạt động vết đen khổng lồ Vết đen mặt trời vùng tối bề mặt Độ sáng bề mặt vết đen khoảng 1/4 so với vùng xung quanh nhiệt độ chúng thấp nhiều Sự biến đổi từ trường cực mạnh nguyên nhân gây nên vết đen mặt trời Từ trường vết đen tăng dần trình phát triển Bão mặt trời (hay gió mặt trời) tượng luồng hạt mang điện tích giải phóng từ tầng thượng mặt trời Do mang lượng cao, hạt mang điện tích - bao gồm proton electron - thoát khỏi lực hấp dẫn mặt trời Sự tương tác hạt mang điện tích từ mặt trời với đường sức từ trái đất nguyên nhân gây nên bão từ Trung tâm Dự báo thời tiết vũ trụ (SWPC) thuộc Cục quản lý Đại dương Khí quốc gia Hoa Kỳ (NOAA) cảnh báo, bão địa từ cấp G3 trái đất vụ nổ mạnh đáng kể ngày 24/9/2011 tạo vầng hào quang mặt trời bão lượng mặt trời cấp độ từ cấp G1 đến cấp G5 VL1 Page 14 Hinh 9.7b:Hào quang vụ nổ gây bão mặt trời mạnh (Ảnh: sciencedaily (https://sites.google.com/site/vatlyvmd/bai-ghi/k11/ch4-tu-truong-1/bai-8-tu-truong-cuatrai-dat ) Cơn bão có tác động đến Trái Đất, tạo từ trường gây nên bão địa từ mạnh số vùng Hào quang vụ nổ ngày 24/9 chứa hạt tích điện từ trường di chuyển trực tiếp từ ánh nắng mặt trời với tốc độ triệu dặm giờ, đánh thẳng vào trái đất, bão từ gây tổn thất nghiêm trọng Bão từ trái đất làm gián đoạn hệ thống lưới điện, đài phát vệ tinh viễn thông Tuy nhiên đến ngày hôm chưa có tác động Các điểm mặt trời sản xuất hàng loạt phóng hào quang ngày 24/9 hoạt động gây bão vài ngày tới SWPC NOAA tiếp tục theo dõi hoạt động bão, thông báo cho nhà khai thác mạng, vệ tinh, hãng hàng không người để bảo vệ hệ thống sở hạ tầng VL1 Page 15 cộng đồng Vũ trụ tạo cực quang lớn (ánh sáng phía Bắc phía Nam) 8.Ngắm cực quang từ vũ trụ Khi quan sát từ Trạm Không gian Quốc tế (ISS), cực quang bán cầu nam trái đất giống dải sáng nhảy múa Hình 10.8:Những dải sáng vào tối 15/9 ảnh Ron Garan Ảnh: AP (https://sites.google.com/site/vatlyvmd/bai-ghi/k11/ch4-tu-truong1/bai-8-tu-truong-cua-trai-dat) AP đưa tin Ron Garan, phi hành gia làm việc ISS, chụp cảnh tượng cực quang xuất bán cầu nam vào ngày 15/9 “Những dải sáng cực quang dường nhảy múa chòm Lạp Hộ Đó khoảnh khắc khó quên”, Garan nói Sau bão từ quét qua trái đất vào ngày 10/9, cực quang xuất thường xuyên bán cầu bắc ngày qua Bức ảnh Garan cho thấy cực quang xuất bán cầu nam Cực quang xuất hạt mang điện tích từ mặt trời lao vào bầu khí trái đất với tốc độ cực lớn Trong trình di chuyển, hạt mang điện tích đâm vào nguyên tử oxy nitơ khiến mức lượng chúng tăng lên Kết nguyên tử nitơ oxy phát dải ánh sáng nhiều màu sắc Khi dải ánh sáng xuất bán cầu bắc, chúng gọi bắc cực quang Nếu xuất bán cầu nam, người ta gọi chúng nam cực quang VL1 Page 16 Địa cầu nơi hệ Mặt trời có cực quang Hiện tượng xuất Mộc, Thổ, Thiên Vương, Kim, Hỏa Hải Vương Kẻ thù đáng sợ vệ tinh nhân tạo Các vệ tinh nhân tạo quỹ đạo thấp trái đất thiết kế để chống bão từ, song tuổi thọ chúng giảm mạnh siêu bão từ xuất Hình 11.8 :Kính thiên văn không gian Hubble vệ tinh nhân tạo quỹ đạo thấp trái đất bị phá hoại siêu bão từ Ảnh: NASA (https://sites.google.com/site/vatlyvmd/bai-ghi/k11/ch4-tu-truong1/bai-8-tu-truong-cua-trai-dat) Khi đợt bùng nổ xuất tầng thượng mặt trời, bầu khí trái đất hứng chịu luồng hạt mang điện tích cao Những hạt cản trở làm tê liệt vệ tinh nhân tạo quỹ đạo thấp trái đất Các vệ tinh nhân tạo hỏng, chí ngừng hoạt động, trận bão từ Tuy nhiên, mối đe dọa tồn vài ngày sau bão từ ập tới Mức độ nguy hiểm tăng lên đáng kể bão từ siêu mạnh xảy ra, electron hạt mang lượng từ mặt trời tăng tốc lao vào bầu khí trái đất VL1 Page 17 National Geographic cho biết, Yuri Shprits, nhà địa vật lý Đại học California Mỹ, sử dụng mô hình máy tính để nghiên cứu tác động siêu bão từ vệ tinh nhân tạo bay quỹ đạo thấp Mô hình cho thấy, phần lớn trận bão từ, tốc độ di chuyển hạt mang điện tích giảm giữ nguyên chúng lao vào bầu khí địa cầu Tuy nhiên, siêu bão từ xuất hiện, tốc độ hạt mang điện tăng dần chúng lao vào bầu khí Tốc độ hạt mang điện lớn khả gây hại cho phận vệ tinh nhân tạo chúng cao “Ngăn chặn hạt mang điện tích việc khó khăn mà tốn Chúng xuyên qua lớp vỏ vệ tinh nhân tạo xâm nhập vào chất bán dẫn, nơi chúng tạo nên tượng tăng điện áp khiến thiết bị điện tử hỏng”, Shprits giải thích Shprits dự đoán phần lớn vệ tinh nhân tạo quỹ đạo thấp hỏng vài năm siêu bão từ xuất Song điều đáng ý tác động bão từ kéo dài tới thập kỷ “Dựa tính toán, nhận định siêu bão từ làm giảm 10% thời gian hoạt động vệ tinh nhân tạo quỹ đạo thấp”, Shprits phát biểu Giới khoa học chưa phát siêu bão từ kỷ nguyên vũ trụ (từ thập niên 50 tới nay) Theo tài liệu lịch sử, trận siêu bão từ gần xảy vào năm 1859 Mặc dù vậy, nhiều nhà khoa học nhận định việc siêu bão từ khác xuất vấn đề thời gian “Siêu bão từ tượng hiếm, song chắn xảy ra”, Shprits khẳng định Bí ẩn từ trường Trái đất làm sáng tỏ Từ trường Trái đất tạo chuyển động mạnh chất dẫn điện lỏng lòng đất khám phá nhà khoa học Pháp, đăng tải tờ Le Figaro ngày 12-3 Bằng cách tạo chuyển động mạnh dung dịch natri lỏng ống nghiệm, nhóm nhà nghiên cứu thuộc Trung tâm nghiên cứu khoa học Pháp (CNRS), Trung tâm nghiên cứu khoa học Trái đất môi trường (CEA) trường ĐH sư phạm Paris Lyon tạo từ trường Trái đất phòng thí nghiệm Các nhà nghiên cứu nhận thấy từ trường tạo mang nhiều đặc điểm giống với từ trường tự nhiên Trái đất Hình12.9:Từ Trường VL1 Page 18 Phần lớn vật chất thiên văn vũ trụ hành tinh, dải thiên hà có từ trường Các từ trường đóng vai trò quan trọng trình phát triển vật chất không gian Từ trường Trái đất quan trọng với sống hành tinh Nó bảo vệ chúng ta, giúp ta tránh tác động có hại tia vũ trụ gió Mặt trời Nếu từ trường, không ngừng bị vật chất độc hại công sống trì Trái đất Tìm hiểu cấu phát sinh từ trường Trái đất, hành tinh mục tiêu mà nhiều nhà khoa học giới theo đuổi Từ năm 1919, Joseph Larmor, nhà vật lý người Anh, đưa giả thuyết cho từ trường Mặt trời sinh chuyển động chất lỏng dẫn điện Giờ đây, giả thuyết ông nhà khoa học hậu sinh khẳng định 10 Lợi ích từ trường Trái Đất A,Rùa biển định hướng nhờ từ trường trái đất Loài rùa biển trở khu vực quen thuộc để đẻ trứng Chúng sử dụng hệ thống định vị tương đối đơn giản từ trường trái đất Từ trường giúp loài rùa tìm hướng dù bị sóng biển Trung bình năm lần, rùa biển bơi đại dương mà không cần điểm mốc nào, di chuyển hàng trăm, chí hàng nghìn km khu vực tìm thức ăn khu vực đẻ trứng Hình13.10a: Rùa Để tìm hiểu trình định vị hệ thống giác quan loài này, nhà sinh học Pháp thuộc Trung tâm Sinh thái Chức Tiến hóa Montpellier cộng Italia Đại học Pisa thả rùa biển xanh Chelonia Mydas đẻ trứng kênh Mozambic, đảo Europa Mayotte Chúng cài máy cắm cọc tiêu Argos mai, nam châm cực mạnh đầu theo dõi qua vệ tinh chuyến hành trình trở khu vực đẻ trứng Thử nghiệm chứng minh, dù thả nơi sóng biển, rùa bơi hướng khu vực đẻ trứng Tuy nhiên chúng khả thay đổi chuyến hành trình bị trôi giạt sóng biển, số bơi hàng nghìn km trước đến nơi Theo nhà khoa học, điều xác định rùa biển sử dụng từ trường nhân trái đất phát để định vị khu vực đẻ trứng Nhưng nguồn thông tin sử dụng, chúng tìm khu vực đẻ trứng bị sóng biển Loài rùa biển sử dụng khứu giác số chim biển hay chim bồ câu đưa thư VL1 Page 19 B, Bồ câu xác định phương hướng từ trường Bồ câu cảm nhận từ trường trái đất Một nghiên cứu cho thấy bồ câu có khả phát từ trường khác dựa vào vi hạt từ tính mỏ chúng Phát giải thích bồ câu có khả xác định phương hướng tốt Trước đây, số chuyên gia cho bồ câu dựa vào mùi vị khác không khí để xác định vị trí chúng đâu Nhưng nghiên cứu chứng tỏ chúng sử dụng tín hiệu từ trường Hình 13.10b: Bồ câu Cordula Mora cộng ĐH Auckland nhốt bồ câu đường hầm gỗ với vòng dây điện cuộn quanh bên nhằm tạo từ trường Bồ câu bay đến đầu đường hầm cuộn dây cấp điện, từ trường xuất Khi cuộn dây bị ngắt điện, lại từ trường trái đất, chúng bay đến đầu “Thật ngạc nhiên, chúng học nhận biết (sự thay đổi từ trường) nhanh”, bà Mora nói Khi nhà khoa học gắn lên mỏ chúng nam châm mỏ chúng bị tê liệt, khả phát từ trường bồ câu bị suy giảm nhiều Sau đó, nhóm khoa học gia tìm hiểu xem tín hiệu từ truyền đến não Khi họ cắt dây thần kinh sinh ba, nằm phía mỏ có chức mang tín hiệu thị giác tín hiệu khác đến não, bồ câu không phân biệt từ trường tự nhiên hay từ trường cuộn dây sinh Nhưng dây thần kinh khứu giác bị cắt, chúng phân biệt tốt Điều chứng tỏ bồ câu định hướng khứu giác (tức mùi vị) C Gà dò đường từ trường Hình 14.10c: Gà Con Sử dụng từ trường trái đất để định hướng đường bay từ lâu biết “sở trường“ VL1 Page 20 loài chim di cư Trên tạp chí Current Biology ngày 24-8, nhà khoa học Australia Đức cho biết lần hành vi định hướng phát loài chim không di cư, cụ thể gà Đây lần gà huấn luyện theo hướng định phòng thí nghiệm Bằng cách cho gà nhìn thấy bóng bàn sau trứng nở tập cho chúng chạy theo bóng, nhóm nghiên cứu “khắc sâu“ hình ảnh bóng để gà nghĩ “mẹ“ chúng Quả bóng giấu sau che góc theo hướng Bắc, Tây, Đông Nam mảnh sân hình vuông Gà thả vào sân để tìm “mẹ“ Khả tìm bóng chúng bị ảnh hưởng từ trường thay đổi Theo giáo sư Lesley Roger Đại học New England, bóng biến sau màn, gà cố tìm cách theo “mẹ“ mà không cần tín hiệu la bàn Khi thay đổi hướng la bàn, chuyên gia thấy gà theo bóng nhờ biết cách tự định hướng từ trường dù phải đường vòng nhiều thời gian Thông thường, loài chim di cư phải bay qua quãng đường dài nên sử dụng nhiều dấu hiệu khác sao, mặt trời từ trường trái đất để tìm đường Mặc dù gà không xa sử dụng giác quan để định vị vật lãnh địa D Điều khiển vệ tinh từ trường trái đất Xuất phát từ tượng tự nhiên trường điện từ trái đất tác động lực định vào vật có từ tính, nhà khoa học Pháp Mỹ nghĩ phương pháp kỳ lạ: điều khiển vệ tinh nhờ sợi dây điện dài 20 km nối hai Khi vật có từ tính chịu tác dụng từ trường đủ lớn, chuyển động Chẳng hạn kim la bàn vốn nam châm phát từ trường quanh nó, gặp tác động từ trường trái đất, kim quay tít dừng lại lực cân (kim hướng bắc) Các nhà khoa học sử dụng hai vệ tinh, lệch xuống dưới, lệch lên quỹ đạo Vệ tinh thứ có xu hướng rơi xuống, vệ tinh thứ hai sẵn sàng tách khỏi quỹ đạo trái đất Hai vệ tinh nối với sợi cáp điện dài 20 km.Vì chúng bị hút hai hướng nên sợi cáp kéo căng nằm theo phương VL1 Page 21 thẳng đứng so với mặt đất Khi hai vệ tinh di chuyển, điểm sợi dây quét theo quỹ đạo dự định Dòng điện hai vệ tinh sản xuất từ lượng mặt trời chạy qua sợi cáp khiến biến thành nam châm Từ trường sợi dây điện tương tác với từ trường trái đất tạo lực mà cường độ hướng tùy thuộc vào góc sợi cáp đường sức từ trái đất Chính lực tác động điều chỉnh hai vệ tinh theo quỹ đạo E Con người cảm nhận từ trường Trái đất Đối với loài chim di trú rùa biển, khả cảm nhận từ trường Trái đất tối quan trọng để vượt qua chuyến hành trình dài vượt đại dương di trú Tuy nhiên, người ta thường cho người giác quan cảm nhận từ trường bẩm sinh Nghiên cứu công bố tuần tạp chí Nature Communication giảng viên trường Đại học Y Massachusetts cho thấy loại protein võng mạc mắt người cảm nhận từ trường cấy vào ruồi giấm, lại mở lần lĩnh vực sinh học cảm giác người, chờ đợi khám phá xa Hinh16.10e: Độ từ thiên, từ phương Bắc (năm 2000) Ảnh: Wikipedia Ở nhiều loài động vật di trú, phản ứng hóa học nhạy sáng liên quan đến cryptochrome flavoprotein (CRY) cho đóng vai trò quan trọng khả cảm nhận từ trường Trái đất Trong trường hợp ruồi giấm, nghiên cứu trước phòng thí nghiệm Reppert (reppertlab.org) protein cryptochrome tìm thấy ruồi có chức cảm ứng từ trường phụ thuộc vào VL1 Page 22 ánh sáng Hình 17.10e:Từ trường Trái đất Ảnh: Wikipedia Để kiểm tra liệu cryptochrome protein (hCRY2) người có khả cảm ứng từ trường tương tự không, bác sỹ Steven Reppert – chủ tịch đồng thời giáo sư ngành sinh học thần kinh thuộc trường Đại học Y Massachusetts Hoa Kỳ, với nghiên cứu sinh Lauren Foley, Tiến sỹ Robert Gegear thuộc phòng thí nghiệm Reppert mà trợ lý giáo sư sinh học công nghệ sinh học Viện bách khoa Worcester Hoa Kỳ, tạo loại ruồi giấm biến đổi gen protein cryptochrome mà thay hCRY2 Sử dụng hệ thống hành vi mà nhóm Reppert phát triển trước đó, họ cho thấy ruồi biến đổi gen cảm nhận phản ứng với từ trường cuộn dây điện, khả tỏ phụ thuộc vào ánh sáng Những phát chứng minh hCRY2 hoạt động hệ thống cảm ứng từ trường mở đường cho nghiên cứu xa khả cảm ứng từ trường người VL1 Page 23 Hinh18.10e:Mô tương tác từ trường trái đất từ trường liên hành tinh Ảnh: Wikipedia "Các nghiên cứu bổ sung độ nhạy cảm từ trường người cấp độ hành vi, đặc biệt nhấn mạnh vào ảnh hưởng từ trường lên chức thị giác, định hướng không trực quan, hữu ích", Reppert đồng nghiệp viết nghiên cứu Liên hệ nguồn: Jim Fessenden F Ứng dụng từ trường y hoc: + Vậy từ trường tác động lên thể sống nào? Payne cho rằng: Dưới tác động từ trường lưu lượng máu tǎng lên làm tǎng khả nǎng chuyển tải oxy, hai việc giúp cho khả nǎng chữa bệnh thể tǎng lên Việc thay đổi di chuyển ion calci: từ trường đưa ion calci tới để điều trị chỗ xương bị gãy nửa thời gian so với bình thường giúp cho việc lấy VL1 Page 24 calci khỏi khớp xương bị viêm khớp xương bị đau Sự cân pH thể dịch khác thể (thông thường cân pH xảy ốm) dường làm thay đổi nhờ từ trường Sự sản xuất hormon từ tuyến nội tiết tǎng lên giảm xuống nhờ kích thích từ trường Sự thay đổi hoạt động men trình sinh hóa khác +Tác dụng điều trị từ trường - Chống viêm (nhiễm khuẩn không nhiễm khuẩn) - Giảm phù nề - Giảm đau - Tǎng tuần hoàn ngoại vi điều chỉnh áp lực động mạch - Điều hòa hoạt động thần kinh thực vật - Giảm độ nhớt máu, hạn chế kết dính tiểu cầu - Kích thích miễn dịch không đặc hiệu - Hạn chế lắng đọng cholesterol, hạn chế hình thành sỏi - Kích thích tân tạo vi mạch, tái tạo tổ chức - Kích thích phát triển cal xương, hạn chế thưa xương Qua kinh nghiệm, nhiều tác giả rút nhận xét rằng: Hầu từ trường không gây tác hại với liều điều trị, không gây biến đổi cấu trúc tế bào tượng dị sản thấy tượng thể quen với từ trị liệu nên điều trị kéo dàI nhiều ngày Tuy nhiên, việc theo dõi tác dụng phụ xuất sau nhiều nǎm (15-20 nǎm) tới chưa rõ thời gian ứng dụng từ trị liệu chưa lâu Một số thiết bị từ trường chữa bệnh nay: Máy tạo từ trường (dạng nam châm điện) Nam châm vĩnh cửu chữa bệnh nhân tạo 3.vật liệu từ sức khỏe: dây chuyền từ tính, cốc từ để uống nước, gậy từ + phần tài liệu dẫn chứng: Chính từ trường đất ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe người Khoa học phát triển, người phát minh nhiều thiết bị phát sóng vào không gian, từ trường đất bị thay đổi nhiều, gây ảnh hưởng không tốt sức khoẻ người ảnh hưởng từ trường đất lên sức khoẻ người chứng minh thực tế Nhiều quan sát thực nghiệm cho thấy có tương quan tần số nhịp tim thay đổi địa từ Kolodchinko theo dõi huyết áp người 60 tuổi, thấy mạch huyết áp tǎng rõ rệt xảy bão từ Các tác giả Mỹ, Nga, Tiệp chứng minh thay đổi địa từ có tác động rõ rệt tai biến tim mạch VL1 Page 25 Casamajer tạo không gian phi từ hệ thống ngǎn từ cách sử dụng màng ngǎn kim loại sắt từ mềm cho chuột sống môi trường Kết thấy chuột sẩy thai liên tục, chuột sinh ốm yếu thường bị chết yểu P Guillen Garcia nuôi thỏ buồng phi từ theo dõi lượng calci phân nước tiểu sau tuần xuất calci xương tượng thưa xương rõ, giống nhận xét Grigoriev đưa chuột lên vũ trụ, sau thời gian trở lại sống môi trường địa từ bình thường hết tượng Tác giả có nhận xét địa từ có ảnh hưởng đến hình thành cấu trúc xương thể đề xuất điều trị gãy xương chậm liền chứng thưa xương từ trường Mặt khác, từ trường có tính chất hút sắt mà biết thể người có nhiều hồng cầu, hồng cầu có hemoglobin (Hb) chứa sắt, đặt nam châm lên người, dòng tuần hoàn máu, tất hồng cầu bị nhiễm từ Điều có tác dụng chữa bệnh tốt Danh mục tài liệu tham khảo : • Từ Trường Trái Đất : http://vi.wikipedia.org : https://sites.google.com/site/vatlyvmd/bai-ghi/k11/ch4-tu-truong-1/bai-8-tutruong-cua-trai-dat • Lợi ích từ trường: http://vietbao.vn/Khoa-hoc • Ứng dụng : http://www.tindachieu.com VL1 Page 26 VL1 Page 27 ... thành từ trường trái đất, cần có "từ trường nguyên thuỷ", từ trường hình thành từ cách nào? Đây tồn chưa giải ngành khoa học Trái Đất Gần đây, nhà khoa học cho từ trường trái đất hình thành từ lõi... trường Trái Đất ……………………………………… ……18 VL1 Page TỪ TRƯỜNG CỦA TRÁI ĐẤT Từ trường đất: a.Định Nghĩa: Từ trường Trái Đất (và từ trường bề mặt) coi lưỡng cực từ trường, với cực gần cực bắc địa lý cực gần... từ trường Trái Đất, bão địa từ lướt qua hành tinh Ngược lại, từ trường hướng phía Nam, ngược với hướng từ trường bảo vệ Trái Đất, bão địa từ mạnh ảnh hưởng trực tiếp tới Trái Đất Mặc dù khí Trái