từ trường trái đất

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HỒ CHÍ MINH
--------------

BÀI TẬP LỚN MÔN VẬT LÝ
Chủ đề:
TỪ TRƯỜNG TRÁI ĐẤT
GVHD:Dương Thị Như Tranh
LỚP: DD12LT12
TPHCM,Tháng 12/2012


Từ trường Trái Đất

Mã số sinh
viên

Họ và Tên

41203930
41204108
41203869
41204585
41203898
41203862
41203819
41203845
41203853

Page 2

Kí Tên

Điểm


Từ trường Trái Đất

LỜI MỞ ĐẦU
–ù—
Nhằm góp phần hệ thống lại kiến thức cơ bản và chuyên sâu hơn về Từ trường
Trái Đất cũng như các vấn đề có liên quan, tập thể chúng em đã tiến hành thực hiện báo
cáo với đề tài: “Từ trường Trái Đất”. Qua bài báo cáo này, tập thể nhóm chúng em
muốn trao đổi nội dung học tập và góp một phần nhỏ vốn hiểu biết về Vật lý của mình
vào đại dương tri thức bao la.
Trong mỗi phần, lý thuyết được trình bày ngắn gọn. Bài báo cáo này rất hữu ích
cho các bạn yêu thích môn Vật lý, đặc biệt là các bạn đam mê về các hiện tượng liên
quan tới Trái đất.
Để hoàn thành tốt bài báo cáo này, nhóm biên soạn có tham khảo trong nhiều
nguồn tài liệu khác nhau. Song, dù đã có rất nhiều cố gắng nhưng do trình độ và thời gian
có hạn nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Tập thể nhóm báo cáo chúng em tha
thiết đón nhận ý kiến đóng góp xây dựng của quý thầy cô và các bạn sinh viên để cập
nhật chỉnh sửa cho bài báo này được đầy đủ và chính xác hơn.
Cuối cùng, chúng em kính gởi lời cảm ơn đến cô Dương Thị Như Tranh đã hỗ trợ
và tạo điều kiện cho chúng em được đảm nhận thuyết trình bài báo cáo này thành công
tốt đẹp.
Tp Hồ Chí Minh, tháng 1 năm 2013

Page 3

Từ trường Trái Đất

Mục lục
1.
2.
3.
4.
5.

Định nghĩa về từ trường, từ trường Trái Đất………………………...5
Nguồn gốc của Từ trường Trái Đất…………………………….…......6
Đặc điểm của Từ trường Trái Đất…………………………………….8
Các tác dụng của từ trường nói chung và ứng dụng của nó…….….10
Các hiện tượng tự nhiên liên quan đến Từ trường Trái Đất….……12

TỪ TRƯỜNG TRÁI ĐẤT
Page 4


Từ trường Trái Đất
Mặt trời không chỉ đem đến ánh sáng và hơi ấm mà còn là mối hiểm nguy của
con người. Lý do: mặt trời liên tục phóng ra các hạt giàu năng lượng - gió mặt trời - vào
vũ trụ và về hướng trái đất. Trước khi các hạt đó có thể chạm vào hành tinh của chúng ta
thì chúng đã bị một tấm chắn ngăn lại, đó là từ trường của trái đất. Thế Từ trường Trái
Đất là gì?
1.Định nghĩa về từ trường, từ trường Trái Đất:
1.1. Từ trường:
Từ trường là môi trường vật chất đặc biệt sinh ra quanh các điện tích chuyển
động hoặc do sự biến thiên của điện trường hoặc có nguồn gốc từ các môment lưỡng
cực từ.

Xét về bản chất, từ trường và điện trường là các biểu hiện riêng rẽ của một
trường thống nhất là điện từ trường.
1.2.Từ trường Trái Đất:

Từ trường Trái Đất được coi như một lưỡng cực từ trường, với một cực gần cực
bắc địa lý và cực kia gần cực nam địa lý. Một đường thẳng tưởng tượng nối hai cực tạo
thành một góc khoảng 11,3° so với trục quay của trái đất.
H1.Trái Đất là một nam châm khổng lồ

Hình dạng của từ trường Trái Đất cũng giống như từ trường của một thỏi nam
châm. Từ trường đi ra từ bán cầu nam và đi vào phía bán cầu bắc của trái đất. Hai nơi
Page 5


Từ trường Trái Đất
này được gọi là cực từ. Nó không trùng với cực nam và cực bắc địa lý mà cách nhau vài
trăm cây số.
Từ trường vươn ra ngoài vũ trụ hơn 60.000 km. Nó tạo thành một cái vỏ bảo vệ
chung quanh trái đất. Sự bảo vệ này là cần thiết vì mặt trời không ngừng phát ra các hạt
tích điện, còn được gọi là gió mặt trời. Từ trường cản gió mặt trời và dẫn nó đi vòng qua
trái đất. Từ trường bị biến dạng bởi gió mặt trời, hướng phía mặt trời bị nén lại, còn
hướng kia thì xuất hiện một cái đuôi dài, có thể vươn vào vũ trụ đến 250.000 km.
2. Nguồn gốc của Từ trường Trái Đất:
Ai cũng biết Trái Đất có từ trường, nhưng giải thích được hiện tượng này thực ra
không đơn giản.
•

Nguồn gốc của Từ trường Trái Đất:
Những khảo sất địa từ từ thế kỷ 16 cho đến nay cho thấy là từ trường có 2 nguồn
gốc: nguồn gốc ở bên trong trái đất và nguồn gốc ở bên ngoài trái đất. Vectơ từ trường

đo được tại một vị trí bất kì ở gẩn mặt đất được hình thành từ 3 nguồn: nguồn nằm ở
bên trong nhân trái đất, nguổn nằm trong vỏ trái đất vả nguồn nằm trong phần điện ly
và trong từ quyển của trái đất.
Năm 1940, một số nhà Vật lý đã đưa ra giả thuyết "Đynamô" để giải thích nguồn
gốc từ trường của Trái Đất. Theo thuyết này thì từ trường Trái Đất xuất hiện trong lòng
Trái Đất, được hình thành chủ yếu từ các dòng đối lưu trong chất lỏng của trái đất ở độ
sâu trên 3000 km. Nơi đó có nhân Trái Đất được cấu tạo chủ yếu là sắt (Fe). Nhân rắn
bên trong được bao bọc bởi cái vỏ bằng sắt dạng lỏng. Do sức nóng từ trong nhân, kim
loại sẽ chảy tràn lên bề mặt nhân, nguội đi và lại chìm xuống phía dưới. Đồng thời nó
chảy theo đường xoắn ốc do Trái Đất quay. Sự chuyển động của sắt có khả năng dẫn điện
sẽ làm xuất hiện một nguồn điện, tương tự như một máy phát điện khổng lồ. Và khi có
dòng điện chảy thì sẽ xuất hiện từ trường.
Gần đây, các nhà khoa học cho rằng ngoài từ trường chính của Trái Đất hình
thành từ lõi ngoài (chiếm 98%), còn có phần từ trường với nguồn gốc bên ngoài Trái Đất
Page 6


Từ trường Trái Đất
(chiếm 2%), phần từ trường này lại hay biến đổi, là phần quan trọng gây ra những tác
động đối với cơ thể sống.
•

Các nguồn gây ra từ trường:
Từ trường được cấu thành từ một số nguồn trường chồng chất lên nhau, tương
tác lẫn nhau, đó là:

-

Phần trường chính của trái đất, được tạo nên trong nhân lỏng của Trái đất chiếm 90% .
Phần trường tạo nên bởi các dất đá nhiễm từ trong vỏ trái đất.

Phần trường có nguổn gốc bên ngoài trái đất gây nên bởi những dòng điện chạy trong

-

tầng điện li và từ quyển.
Phần trường gây nên bởi các dòng điện chạy trong vỏ trái đất ( thường là các dòng cảm

-

ứng bởi trường biến thiên có nguồn gốc bên ngoài trái đất).
Phần trường gây nên bởi hiệu ứng của các dòng chảy trong đại dương.
Phần đóng góp của các nguồn này biến thiên theo thời gian bắt đầu từ mili giây (từ
mạch động) đến hàng triệu năm (đảo cực của từ trường).

H2.Cấu tạo bên trong Trái Đất

•

Muốn có từ trường, ta phải có dòng điện, vậy tại sao có dòng điện chạy trong lòng trái
đất không bị mất đi do điện trở?

Page 7


Từ trường Trái Đất
Để giải thích được tại sao từ trường của Trái Đất tồn tại hàng tỷ năm nay mà
không mất đi thì khá phức tạp. Nói một cách ngắn gọn ra thì dòng điện được duy trì bởi
năng lượng của dòng chảy của chất lỏng dẫn điện trong lòng Trái Đất. Điều này giải thích
cho ta tại sao Mặt trăng không có từ trường. Mặt trăng nhỏ hơn Trái Đất, vật chất bên
trong đã nguội từ lâu nên ở thể rắn, và không giữ từ trường được. Nhưng có một điều ít

biết là nếu tự nhiên lõi Trái Đất hoá rắn thì từ trường của Trái Đất cũng không mất đi
ngay mà vẫn còn tồn tại một thời gian.
3. Đặc điểm của Từ trường Trái Đất:
•

Hình dạng của từ trường Trái Đất cũng giống như từ trường của một thỏi nam châm. Từ
trường đi ra từ bán cầu Nam và đi vào phía bán cầu Bắc của Trái Đất. Hai nơi này được
gọi là Cực địa từ. Nó không trùng với cực nam và cực bắc địa lý mà cách nhau vài trăm
cây số.
-

Từ cực Nam: có toạ độ 70° Vĩ Bắc Và 96° Kinh Tây, trên lãnh thổ Canada, cách
cực Bắc địa lý 800 km.

-

Từ cực Bắc: có toạ độ 73° Vĩ Nam và 156° Kinh Đông ở vùng Nam cực, cách
cực Nam địa lý 1000 km.

•

Trục từ trường tạo với trục Trái Đất một góc 11,3°. Các từ cực thường có vị trí không ổn
định và có thể đảo ngược theo chu kỳ. Do đó bản đồ địa từ cũng phải thường xuyên điều
chỉnh (5 năm một lần).

H3.Trục từ trường của Trái Đất

Page 8

Từ trường Trái Đất
•

Các trường từ có thể mở rộng vô hạn, tuy nhiên nếu xét các điểm càng ra xa nguồn thì
chúng càng yếu dần. Từ trường của Trái Đất có tác dụng đến hàng chục ngàn km trong vũ
trụ. Các thông tin thu thập được từ vệ tinh đã giúp phát hiện ra các vành đai bức xạ bao
quanh Trái Đất ở môi trường khí quyển trên cao từ 500 - 600 km đến 60.000 80.000 km: đó là Từ Quyển.

•

Độ lớn của trường: trường gây nên do nguồn trong nhân Trái Đất là lớn nhất, còn được
gọi là phần trường chính. Gần cực từ, cường độ của trường chính xấp xỉ 60000 nT, tại

•

xích đạo cường độ của trường xấp xỉ 30000 nT.
Dị thường từ: từ trường gây nên bởi các nguồn trong vỏ Trái Đất rất nhỏ, chiếm khoảng
từ vài phần nT cho tới khoảng vài ngàn nT. Dị thường từ liên quan tới các thay đổi của
các đặc trưng địa chất và địa vật lí của vỏ Trái Đất. Một phần của trường này được tạo
nên bởi độ từ hóa cảm ứng do đất đá có mang từ tính chịu tác động lâu dài của phần
trường chính của Trái Đất. Độ từ hóa cảm ứng này sẽ thay đổi theo sự thay đổi của phần
trường chính, với một sự chậm pha hết sức phức tạp. Một phần khác của nguồn trường
gây dị thường từ chính là độ từ dư được giữ lại trong đất đá, kể từ khi chúng hình thành,

•

phần trường này lại thay đổi theo thang tuổi địa chất của đất đá.
Vai trò của tầng manti: tầng manti của Trái Đất được coi là không chứa nguồn gây ra từ
trường, vì nhiệt độ ở đây cao hơn nhiệt độ của tất cả các loại khoáng sắt từ và ferrite từ
nên không thể chứa độ từ dư, còn độ dẫn và dòng đối lưu lại thấp. Điều đó cho phép coi

là dòng đối lưu và trường gây nên trong manti là không đang kể.

•

Nguồn trường bên ngoài Trái Đất: nguồn trường này biến đổi theo thời gian, có chu kì
thay đổi từ giây cho đến ngày, và tại gần mặt đất có cường độ biến thiên từ vài phần nT
đến hàng ngàn nT. Hệ thống dòng bên ngoài Trái Đất nằm trên ranh giới từ quyển của
Trái Đất và tầng điện li. Mặc dù các hệ dòng luôn tồn tại, nhưng cường độ và vị trí chúng
thay đồi rất mạnh giữa các ngày yên tĩnh và những ngày từ trường nhiễu loạn.
Từ trường của Trái đất có thể được tạo ra bởi các chuyển động mạnh của các
chất dẫn điện lỏng trong lòng đất... đó là khám phá mới của các nhà khoa học Pháp:
bằng cách tạo ra sự chuyển động mạnh của dung dịch natri lỏng trong ống nghiệm, một
nhóm các nhà nghiên cứu thuộc Trung tâm nghiên cứu khoa học Pháp (CNRS), Trung tâm
Page 9


Từ trường Trái Đất
nghiên cứu khoa học về Trái đất và môi trường (CEA) và các trường ĐH sư phạm tại Paris
và Lyon đã tạo ra được từ trường Trái đất trong phòng thí nghiệm.
Các nhà nghiên cứu nhận thấy từ trường được tạo ra mang nhiều đặc điểm giống
với từ trường tự nhiên của Trái đất.
Phần lớn các vật chất thiên văn trong vũ trụ như hành tinh, các vì sao và các dải
thiên hà đều có từ trường. Các từ trường này đóng vai trò quan trọng trong quá trình
phát triển của các vật chất trong không gian.
4. Các tác dụng của từ trường nói chung và ứng dụng của nó:
•

Từ trường là tấm lá chắn bảo vệ Trái Đất, nhưng là tấm lá chắn vô hình, nên không ai có
thể nhìn thấy Từ trường Trái Đất. Song, chính cực quang lại tiết lộ cho chúng ta biết nó ở
đâu. Mặt trời không chỉ đem đến ánh sáng và hơi ấm mà còn là mối nguy hiểm của con

người vì Mặt trời liên tục phóng ra các hạt giàu năng lượng, Gió Mặt Trời,… vào vũ trụ và
về hướng Trái Đất. Trước khi các hạt đó có thể chạm vào hành tinh chúng ta thì chúng đã
bị một tấm chắn ngăn lại, đó là Từ trường của Trái Đất. Nếu không có từ trường, chúng
ta sẽ không ngừng bị các vật chất độc hại tấn công và cuộc sống không thể duy trì trên
Trái Đất.Các nhà Vật lý khẳng định rằng từ trường ngày càng yếu đi và sẽ dẫn đến sự thay
đổi cực.

H4.Từ trường là tấm lá chắn vô hình bảo vệ Trái Đất

Page 10


Từ trường Trái Đất
•

Từ trường cũng giúp cho một số loài động vật thực hiện một số chức năng sống của
chúng như là chức năng định hướng.Các nhà khoa học Mỹ nói rằng chim bồ câu di
chuyển bằng cách ghi nhận thông tin về từ trường của Trái Đất, sử dụng các tế bào não
như một chiếc la bàn sinh học. Khám phá trên làm sáng tỏ việc làm thế nào nhiều loài
chim có thể di chuyển hàng nghìn cây số, bay cả ngày lẫn đêm, cả khi mặt trời và các ngôi
sao bị mây che khuất. Các nhà khoa học Đức gần đây phát hiện, loài chim có thể quan
sát được từ trường Trái Đất bằng mắt phải, đồng thời dựa vào đó để tìm phương hướng.

•

Từ trường là nguồn năng lượng của tương lai. Tuy nhiên, từ trường có hạn chế là gây
ảnh hưởng đến sức khỏe của con người và sinh vật khi tiếp xúc với từ tính. Nếu vấn đề
này được khắc phục thì đây chính là nguồn năng lượng đáng mong đợi vì hiệu quả mà
chúng mang lại là quá lớn, chi phí sản xuất vận hành và sử dụng lại rất ít tốn kém, đem
lại hiệu quả kinh tế cao. Ví dụ như tàu siêu tốc chạy nệm từ trường chúng đi với vận tốc

khá cao, có thể đạt vận tốc hơn 500km/h và không gây tai nạn như các phương tiện chạy
bằng các năng lượng khác.

H5.Tàu siêu tốc một ứng dụng tuyệt vời dựa trên việc sử dụng từ trường
để di chuyển

5. Các hiện tượng tự nhiên liên quan đến Từ trường Trái Đất:
Page 11


Từ trường Trái Đất
5.1. Hiện tượng Cực quang:
Một hiện tượng vô hại nhưng rất ấn tượng: Mặt Trời luôn phóng vào vũ trụ một khối
lượng khổng lồ các hạt mang năng lượng, kể cả hướng Trái Đất. Nhưng Trái Đất đã may mắn
được từ trường bảo vệ, ngoại trừ ở cực Bắc và cực Nam. Nơi đó thì tấm chắn bảo vệ có thể
bị xuyên qua được. Ở đây các hạt năng lượng cao của Gió Mặt Trời có thể xâm nhập vào
vùng khí quyển trên cùng và làm nó phát sáng. Những dải, vòng cung hoặc băng ánh sáng
xuất hiện trên trời, đó là cực quang.
•

Cụ thể:

H6.Cực quang ở Canada

Cực quang xuất hiện là do các hạt mang điện trong luồng vật chất từ Mặt Trời
phóng tới hành tinh, khi các hạt này tiếp xúc với từ trường của hành tinh thì chúng bị đổi
hướng do tác dụng của lực Lorentz. Lực này làm cho các hạt chuyển động theo quỹ đạo
xoắn ốc dọc theo đường cảm ứng từ của hành tinh. Tại hai cực các đường cảm ứng từ
hội tụ lại và làm cho các hạt mang điện theo đó đi sâu vào khí quyển của hành tinh.
Khi đi sâu vào khí quyển các hạt mang điện va chạm với các phân tử, nguyên

tử trong khí quyển hành tinh và kích thích các phân tử này phát sáng. Do thành phần khí
quyển hành tinh chứa nhiều khí khác nhau, khi bị kích thích mỗi loại khí phát ra ánh sáng

Page 12


Từ trường Trái Đất
có bước sóng khác nhau, tức là nhiều màu sắc khác nhau do đó tạo ra nhiều dải sáng với
nhiều màu sắc trên bầu trời ở hai cực.
Màu cụ thể nào đó của cực quang phụ thuộc vào loại khí cụ thể của khí quyển và
trạng thái tích điện của chúng cũng như năng lượng của các hạt đâm vào khí của khí
quyển. Ôxy nguyên tử chịu trách nhiệm cho hai màu chính là lục (bước sóng 557,7 nm)
và đỏ (630,0 nm) ở các cao độ cao. Nitơ sinh ra màu lam (427,8 nm) (các ion) cũng như
màu đỏ biến đổi nhanh từ ranh giới thấp của các cung cực quang đang hoạt động.
5.2. Bão từ:
•

Nguyên nhân:
Bão từ là kết quả hoạt động của Mặt Trời. Ngoài photon (ánh sáng) Mặt trời còn
phát ra vô số hạt điện tích như proton, hạt nhân Heli (hạt α) và những hạt mang điện
khác. Những hạt đó tạo thành Gió Mặt trời. Chúng bay đến vùng lân cận của Trái Đất và
tác dụng tương hỗ với từ trường Trái Đất.

H7.Các điện tích từ Mặt Trời tương tác với Từ trường của Trái Đất

•

Quá trình:
Hành tinh của chúng ta được ví như một nam châm khổng lồ mà cực Nam và
cực Bắc nằm ở gần hai địa cực. Càng gần các cực thì từ trường Trái Đất càng mạnh. Các

hạt tích điện bay từ mặt trời, chịu ảnh hưởng của từ trường Trái Đất, chạy xoay quanh
Page 13


Từ trường Trái Đất
đường sức của nó theo hình xoắn ốc và tạo thành lớp bức xạ nắm phía trên tầng khí
quyển. Khi Mặt trời tăng tần suất tác động thì các hạt tích điện tác dụng tương hỗ với Từ
trường Trái Đất lớn hơn bình thường, sự cân bằng của Từ trường Trái Đất bị phá vỡ và
cường độ của từ trường càng tăng lên. Khi từ trường Trái Đất tăng lên, từ thông sẽ siến
thiên và sinh ra một dòng điện cảm ứng chống lại sự tăng từ trường của Trái Đất (theo
định luật Lenz). Dòng điện cảm ứng này có thể đạt cường độ hàng triệu Ampe chuyển
động vòng quanh Trái Đất và gây ra một từ trường rất lớn tác dụng lên từ trường Trái
Đất. Hiện tượng này tiếp diễn làm cho từ trường Trái Đất liên tục biến thiên và kim la
bàn dao động mạnh.
•

Ảnh hưởng của bão từ đến sức khỏe :
Qua nhiều năm, tác động của Bão từ lên con người được nghiên cứu và theo dõi.
Người ta ghi nhận được rằng, trong khoảng thời gian có bão từ :

-

Số bệnh nhân bệnh tim mạch và tử vong vì bệnh đó tăng đáng kể.

-

Tình trạng bệnh nhân bị tâm thần cũng trầm trọng hơn.

-

Mức độ nhạy cảm của người bình thường cũng giảm đi.Cụ thể là số tai nạn đường bộ và
đường không tăng lên một cách chóng mặt.
Để hiểu rõ hơn vì sao Bão từ lại có tác động đến con người, người ta đã tiến hành
nghiên cứu ảnh hưởng của Bão Từ đối với bệnh nhân bị bệnh tim mạch. Kết quả cho thấy
trong thời gian có Bão vài ba ngày sau đó, số bệnh nhân cảm thấy khó chịu tăng lên gấp
rưỡi. Nếu cho bệnh nhân này ở trong phòng đặc biệt có lớp bảo vệ của từ trường thì nhịp
tim của họ sẽ trở lại bình thường. Trong thời gian có bão, máu con người trở nên đặc hơn,
máu bị ngưng chảy ở một vài mao mạch nào đó làm nhịp tim thay đổi, cũng vì vậy mà quá
trình trao đổi oxi trong máu kém đi, làm cho người ta cảm thấy đau đầu và chóng mặt vì bộ
não của con người rất nhạy cảm với việc thiếu oxy. Như vậy ta có thể khẳng định được rằng
Bão từ có tác động lên cơ thể con người và nó có tác động xấu.
•

Ảnh hưởng của bão từ đến kinh tế:
- Điện lực: Khi bão từ xuất hiện sẽ tạo ra dòng điện tròn xung quanh Trái Đất. Dòng
điện này tạo ra từ trường bổ sung vào từ trường Trái Đất, làm biến đổi rất mạnh từ
trường này. Khi từ trường Trái Đất tăng lên, từ thông sẽ biến thiên và sinh ra dòng
Page 14


Từ trường Trái Đất
điện cảm ứng hàng triệu ampe đối nghịch với dòng điện trên mặt đất, gây tê liệt hệ
-

thống điện.
Bưu chính viễn thông: làm hỏng vệ tinh truyền hình gây gián đọan cho việc truyền tín

-

hiệu của các trạm quan sát và những vệ tinh trong quỹ đạo Trái Đất.

Hàng không: gây nhiễu sóng vô tuyến làm cho máy không thể xác định được phương

-

hướng và liên lạc với mặt đất nên tai nạn hàng không tăng lên.
Dầu khí: vì đây là ống dẫn kim loại nên khi có bão từ, chắc chắn xuất hiện một dòng
điện cảm ứng mạnh trong đường ống dẫn dầu ,dẫn khí làm cho ống bị ăn mòn và có

-

thể thủng.
Vũ trụ: Làm cho vệ tinh truyền thông bị hư hại, tất cả mọi dữ liệu quan trọng truyền
về trái đất dều bị gián đọan, làm cho họat động tại vài thành phố lớn tê liệt hoàn
toàn.
5.3. Hiện tượng đảo cực điện từ:

•

Nguyên nhân:
Dữ liệu địa lý cho thấy Trái Đất đã trải qua hàng trăm lần đổi cực trong suốt lịch
sử của nó. Từ trường của Trái Đất có hình dạng gần giống như một lưỡng cực từ, với các
cực từ gần trùng với các địa cực của Trái Đất. Theo thuyết “Dynamo”, từ trường Trái Đất
được tạo ra trong vùng lõi ngoài nóng chảy của Trái Đất, nơi mà nhiệt lượng tạo ra các
chuyển động đối lưu của các vật chất dẫn điện, tạo ra dòng điện. Các dòng điện này đến
lượt mình tạo ra từ trường. Tình trạng đảo cực từ trường xảy ra khi dòng sắt nóng chảy
di chuyển quanh lớp nhân ngoài của Trái đất thay đổi quá trình tuần hoàn, các đám
nguyên tử sắt ở lớp lõi ngoài ở dạng lỏng sắp hàng theo hướng ngược lại. Khi đến điểm
tới hạn, cường độ của từ trường giảm xuống trước khi nhịp điệu tuần hoàn được thiết
lập lại và tình trạng phân cực mới bắt đầu, cực từ trái đất sẽ đảo ngược. Việc đảo ngược
này còn làm thay đổi các cực Nam và cực Bắc, lúc đó, la bàn thay vì chỉ hướng Bắc sẽ chỉ

hướng Nam. Điều này không chỉ làm các loài chim di trú bị mất phương hướng, các vệ
tinh bị vô hiệu hóa, mà nó còn khiến cho sự sống trên trái đất phải đối mặt với các bức
xạ nguy hiểm chết người từ mặt trời.

•

Quá trình:
Page 15


Từ trường Trái Đất
“Sự thay đổi đáng kể nhất khi các cực từ đảo là mật độ của toàn bộ từ trường
giảm đi trên diện rộng” Our Amazing Planet dẫn lời Jean – Pierre Valet, người nghiên
cứu hiện tượng này tại Viện Vật Lý Trái Đất Paris. Từ trường Trái Đất mất từ 1.000 đến
10.000 năm mới hoàn tất quá trình trên. Do vậy, đừng suy diễn rằng mọi chuyện sẽ đột
ngột diễn ra trong ngày một ngày hai. “Đó không phải là một vụ đảo cực tức thời, mà là
một quá trình chậm chạp và trong suốt tiến trình này, sức mạnh của Từ trường trở nên
yếu đi. Nhiều khả năng từ trường sẽ trở nên phức tạp và có thể xuất hiện nhiều hơn hai
cực từ trong một thời điểm, kế đến nó lại phục hồi sức mạnh và sau đó chính thức đảo
cực”, Monika Korte, Giám đốc khoa học của Đài quan sát địa từ Niemegk thuộc GFZ
Potsdam (Đức) nhận xét. Còn Bradford Clement, Giáo sư tại Đại học Quốc tế Florida ở
Miami đã phân tích dấu vết trong các mẫu đá trầm tích, lấy từ nhiều khu vực trên thế
giới. Các mẫu vật này lắng đọng trong bốn thời kỳ khác nhau và ghi lại dấu vết của từ
trường ở ngững giai đoạn đó. “Những nhân chứng đá tiết lộ rằng, mất khoảng 7.000
năm để các cực đảo xong chiều cho nhau”, Clement nói.
Clement cũng cho biết thêm là sự đảo chiều này không diễn ra đột ngột, nó diễn
ra sớm hơn ở Xích đạo (khoảng 2.000 năm) nhưng lại chậm hơn ở các vĩ độ cao, gần về
phía hai cực (khoảng 10.000 năm). Nguyên nhân của tình trạng này là khi không có từ
trường Bắc – Nam, nhân Trái Đất đã tạo ra một từ trường thứ hai yếu hơn, có rất nhiều
cực mini tại bề mặt của nó. Cuối cùng khi hai cực chính được thiết lập lại, từ trường thứ

cấp biến mất.
Hiện tượng đảo ngược cực từ trường như diễn ra ngẫu nhiên về thời gian và
không thể dự đoán được, có thể 20.000 - 30.000 năm và cũng có thể lên tới 50 triệu
năm.

Page 16

H8.Từ trường phức tạp có thể xuất hiện nhiều hơn hai cực từ trong cùng một thời điểm


Từ trường Trái Đất
•

Hậu quả:
Không ai biết được hậu quả của hiện tượng này nhưng nhiều chuyên gia cho rằng
hậu quả của sự đảo cực từ trường là đời sống sẽ bị đảo lộn, mọi người phải đi lại bằng la
bàn. Từ trường còn là lá chắn bảo vệ Trái Đất khỏi các vụ nổ bức xạ nguy hiểm từ mặt
trời, nếu mất đi lá chắn này thì con người phải tiếp xúc nhiều hơn với bức xạ, các hạt từ
Mặt Trời sẽ lao vào thượng tầng khí quyển, làm ấm nó và có thể làm thay đổi khí hậu.
Các chuyên gia dự đoán rằng giai đoạn yếu đi của từ trường sẽ gây khó khăn nhiều nhất
cho cư dân Trái Đất. Theo John Tarduno, giáo sư địa vật lý ở Đại học Rochester, một từ
trường mạnh mới đủ sức bảo vệ địa cầu trước những cơn bão bức xạ xuất phát từ Mặt
Trời. “Những sự phun trào vật chất vành nhật hoa (CME) thỉnh thoảng xuất hiện, và đôi
khi quất thẳng đến trái đất”, Tarduno nói. Một số dạng hạt điện tích nguy hiểm liên
quan đến CME có thể bị từ trường Trái Đất cản lại. Do vậy, tác động bảo vệ này sẽ kém
hiệu quả nếu từ trường yếu đi. Những hạt điện tích xuất phát từ bão mặt trời tấn công
trái đất có thể tạo nên những lỗ thủng trên bầu khí quyển và điều này có thể gây hại đến
con người, giống như trường hợp tầng ozone bị thủng trên bầu trời Nam cực. Dù không
tồn tại vĩnh viễn, những lỗ hổng này có thể xuất hiện từ 1 đến 10 năm, đủ làm tăng đột
biến tỷ lệ ung thư da trong thời gian này.

Khoảng cách ngắn nhất giữa các lần đảo chiều là khoảng 20.000 đến 30.000 năm
và dài nhất là 50 triệu năm. Trong 78 triệu năm qua, từ trường Trái Đất mới đảo chiều
171 lần, và lần gần đây nhất là 780.000 năm trước. Chính vì vậy, phải vài nghìn năm nữa,
từ trường Trái Đất mới thực hiện một lần đảo chiều mới. Trong khi đó, lần đảo cực từ
trường gần đây nhất đã không hề có chuyện gì xảy ra: không có sự hủy diệt sinh thái,
không có sự hỗn loạn ở tầng khí quyển.
Chuyên gia Valet của Viện Vật lý trái đất Paris đồng ý với giả thuyết rằng từ
trường yếu có thể dẫn đến sự hình thành những “vết thủng” trên tầng ozone. Trong một
báo cáo hồi năm ngoái, ông đưa ra khả năng có sự liên hệ trực tiếp giữa sự tuyệt chủng
của người Neanderthal với sự sụt giảm đáng kể của mật độ từ trường của trái đất, vốn
xảy ra trong cùng thời điểm. Lúc đó tiến trình đảo cực bị ngưng lại, có nghĩa là từ trường
Page 17


Từ trường Trái Đất
yếu đi. Từ trường còn là lá chắn bảo vệ Trái Đất khỏi các vụ nổ bức xạ nguy hiểm từ Mặt
Trời, nếu mất đi lá chắn này thì con người phải tiếp xúc nhiều hơn với bức xạ, các hạt từ
Mặt Trời sẽ lao vào thượng tầng khí quyển, làm ấm nó và có thể làm thay đổi khí hậu.
Tuy nhiên, các chuyên gia khác không bị thuyết phục với giả thuyết rằng đảo cực
từ có thể dẫn đến sự diệt chủng trên diện rộng của các loài. Điều đáng lưu ý là toàn bộ
các loài dựa vào các cực địa từ để di trú, trong đó có ong, cá hồi, rùa, cá voi, có thể bị
mất phương hướng khi quá trình trên diễn ra. Còn về viễn cảnh thiên tai do các thềm lục
địa và đại dương rúng động, kết quả ghi nhận địa chất không hề phản ánh bất cứ sự thay
đổi nào về cấu trúc vỏ Trái Đất với tình trạng đảo cực từ.
Chưa ai biết được hậu quả của hiện tượng này, nhưng nhiều chuyên gia cho rằng
hậu quả của sự đảo cực từ trường chắc chắn sẽ ảnh hưởng đảo lộn đến đời sống, chí ít
là mọi người phải đi lại bằng la bàn.

Nguồn tham khảo:

•
•

/> />
•
•
•

%C3%A1i_%C4%90%E1%BA%A5t
/> /> />
•
•
•
•
•

%C4%91%E1%BB%8Ba_t%E1%BB%AB
/> /> /> /> />%C3%A1i+%C4%91%E1%BA%A5t/index.aspx
Page 18


Từ trường Trái Đất
•

/>
•

cuc.aspx
/>
•

•

tuong-lai.aspx
/> />
•
•

__lat_nguoc.html
/> />
Page 19