Câmpul magnetic terestru

Autor: Ing. Constantin Teodorescu

Articolul Câmpul magnetic terestru este preluat din studiul Structură şi evoluţie şi, pe baza concepţiei elaborată în studiu,  explică şi demonstrează formarea şi evoluţia câmpului magnetic în jurul Pământului (şi în jurul celorlalte planete), schimbarea polarităţii şi factorii care îi amplifică intensitatea.

Cuprins:

1   Condiţiile generale           

2   Mişcarea giroscopică cu precesie

3   Mişcarea în cadrul stelei duble Soarele – Dacia

4   Influenţele locale ale câmpului magnetic

1    Condiţiile generale

Primul aspect care trebuie lămurit în analiza câmpului magnetic este cel privitor la producerea acestuia: cum se produce câmpul magnetic terestru. (A se vedea şi postările "Steaua dublă Soarele - Dacia" şi "Mişcarea giroscopică cu precesie" tot pe acest blog).

Dar, mai întâi, să stabilim datele generale ale problemei:

-        Pământul este una dintre planetele stelei duble Soarele – Dacia, care se mişcă pe un oval Cassini ce înconjoară doar focarul Soarele şi are o mişcare giroscopică cu precesie, cu parametri bine definiţi.

-        Compoziţia Pământului nu este omogenă: sub scoarţa solidă, acoperită de atmosferă şi parţial de apa mărilor şi  oceanelor, se află un strat compact de magmă incandescentă, în stare lichidă.

Apoi, să mai observăm că Pământul execută simultan patru mişcări distincte:

-        mişcare de rotaţie în jurul propriei axe;

-        mişcare orbitală pe un oval Cassini, în jurul Soarelui;

-        mişcare circulară, împreună cu Soarele şi cu celelalte planete ce se rotesc în jurul acestuia, în jurul astrului Dacia;

-        mişcare circulară, împreună cu steaua dublă Soarele – Dacia, în jurul axei Galaxiei.

Să amintim că axa de precesie este chiar axa Soarelui, iar axa de rotaţie a Pământului face cu aceasta unghiul de nutaţie J @ 23^o şi, ca atare, mişcarea giroscopică cu precesie a Pământului se compune din mişcarea de rotaţie în jurul propriei sale axe şi din mişcarea orbitală în jurul Soarelui. Ambele mişcări se execută simultan şi, pe toată durata lor, unghiul de nutaţie se menţine constant. Rezultă că mişcarea de rotaţie în jurul propriei axe şi mişcarea orbitală în jurul Soarelui pot fi analizate împreună, ca mişcarea giroscopică cu precesie a Pământului.

Aşadar, lăsând la o parte mişcarea circulară în jurul Galaxiei, în cadrul stelei duble Soarele – Dacia, rămân de analizat două mişcări:

-        mişcarea giroscopică cu precesie şi

-        mişcarea, odată cu Soarele, în cadrul stelei duble Soarele – Dacia.

2    Mişcarea giroscopică cu precesie

Analiza generală a mişcării giroscopice cu precesie a fost făcută în subcapitolul 2.3 din [1], iar mişcarea giroscopică cu precesie a Pământului, ca planetă a sistemului solar, a fost fundamentată în subcapitolul 6.2 din [1].

În mişcarea giroscopică cu precesie, mişcarea de rotaţie executându-se simultan în jurul a două axe distincte şi cu viteze de rotaţie unghiulare diferite, energia giroscopică a elementului de masă variază între limite determinate, chiar când vitezele de rotaţie unghiulare rămân nemodificate, după cum s-a demonstrat în subcapitolul 2.3 din [1].

În subcapitolul 2.3, paragraful 2.3.2.3 din [1], pentru energia giroscopică totală a elementului de masă m al unui corp material care execută o mişcare giroscopică cu precesie a fost demonstrată relaţia (2.3.19), în coordonate polare, pe care o reproducem,   

e_g = m/2{w²(r_z)² + (w₁)²[(r_z)² + z²sin²(J) - (r_z)²sin²(J)cos²(j) - r_z z sin2(J) cos(j)]}           (1)

în care w este viteza de rotaţie unghiulară giroscopică, w₁ este viteza de rotaţie unghiulară de precesie, r_z este distanţa la axa de rotaţie giroscopică, z este distanţa la planul ecuatorial, J este unghiul de nutaţie, iar j este unghiul de rotaţie în planul ecuatorial. (A se vedea şi postările "Mişcarea giroscopică cu precesie" şi "Mişcarea giroscopică fără precesie", tot pe acest blog).

Energia giroscopică totală a elementului de masă al corpului material cu mişcare giroscopică cu precesie, aşa cum se poate observa cu uşurinţă din relaţia (1), are trei componente:

a)      O componentă continuă, notată cu e_gc, care conţine doar termenii ce nu depind de j, adică

e_gc = m/2{w²(r_z)² + (w₁)²[(r_z)² + z²sin²(J)]},     (2)

exprimată în unităţi de energie şi determinată de vitezele de rotaţie w şi w₁, de coordonatele x, y, z ale elementului de masă şi de unghiul de nutaţie J.

b)     Două componente ondulatorii sinusoidale: 

-        una în planul xy, determinată de viteza de rotaţie a mişcării de precesie, de unghiul de nutaţie şi de mişcarea elementului de masă în planul x0y, exprimată prin relaţia

e_gxy = - (m/2)[(w₁)²(r_z)²sin²(J)]cos²(j),   (3)

în care produsul parantezelor reprezintă amplitudinea oscilaţiilor date de factorul cos(j);

-        a doua, determinată tot de viteza de rotaţie a mişcării de precesie, de unghiul de nutaţie şi de mişcarea elementului de masă în planul x0y, dar care depinde şi de coordonata z şi se produce ortogonal pe planul x0y şi paralel cu axa 0z, exprimată prin relaţia

e_gz = - (m/2)[(w₁)²r_z sin2(J)]cos(j),     (4)

în care produsul parantezelor reprezintă, de asemenea, amplitudinea oscilaţiei dată de factorul cos(j).

La cele de mai sus, preluate din paragraful 2.3.2.3 din [1], să mai adăugăm câteva aspecte.

În primul rând, având în vedere că la un decalaj de fază de p/2 cosinusoida devine sinusoidă, putem vorbi în voie de oscilaţii sinusoidale.

În al doilea rând, să remarcăm că, atât fiecare oscilaţie în parte cât şi suma lor, sânt mai mici de cât componenta continuă a energiei giroscopice:

e_gxy < e_gc ;        e_gz < e_gc ;         e_gxy + e_gz < e_gc.            (5)        

În al treilea rând, să observăm că elementul de masă m parcurge o succesiune de traiectorii complete în jurul axei z (axa polilor), toate de formă circulară şi de rază constantă r_z. Schematic, desfăşurată în plan, variaţia energiei giroscopice, de-a lungul traiectoriei circulare complete, arată ca în fig. 1.

Figura 1.  Variaţia energiei giroscopice, de-a lungul traiectoriei circulare complete.

Prin urmare, energia elementelor de masă ale Pământului, cu excepţia elementului din centrul său, este caracterizată de următoarele aspecte:

-        are o variaţie continuă de formă sinusoidală,

-        fiecare element de masă, cu excepţia celor situate pe axa polilor, descrie o traiectorie circulară completă şi de rază constantă şi

-        de-a lungul fiecărei traiectorii circulare este dispusă o sinusoidă completă.

Variaţia sinusoidală de-a lungul unui contur circular cu lungimea egală cu lungimea de undă a oscilaţiei este analizată în [2], în care este studiat câmpul magnetic produs de un curent electric sinusoidal într-un conductor de formă circulară cu lungimea egală cu un multiplu al lungimii de undă a curentului sinusoidal.

Pentru cazul când lungimea conductorului circular este egală cu lungimea de undă a curentului sinusoidal, în [2] sânt desprinse următoarele concluzii:

1)      „Amplitudinea intensităţii câmpului magnetic este invers proporţională cu raza R a cercului format de conductorul circular şi nu depinde de distanţa faţă de centrul conductorului, relaţia (25):

H(P; t) = (1/pR) I sinb sin(wt) ,         (25)

în care P este punctul curent din interiorul conductorului, R este raza cercului format de conductor, I este intensitatea curentului electric, b este unghiul făcut de diametrul pe care se află punctul curent P cu diametrul de fază nulă, w este pulsaţia curentului ce străbate conductorul.”

2)      „Câmpul magnetic este format din două manşoane care înconjoară conductorul circular. Fiecare manşon al câmpului magnetic corespunde uneia dintre alternanţele curentului sinusoidal ce parcurge conductorul circular şi se roteşte sincron cu aceasta. În fiecare manşon, liniile de câmp au formă ovală şi înconjoară conductorul circular în planuri perpendiculare pe acesta.”

3)      „În interiorul cercului format de conductor, liniile de câmp ale celor două manşoane au sensuri opuse, conform regulii burghiului.”

Pentru aplicarea concluziei 1) desprinsă din [2] la mişcarea giroscopică a Pământului, trebuie să identificăm parametrii conţinuţi în relaţia „(25)”. În acest sens, observăm:

-        Punctului P îi corespunde punctul curent din interiorul cercului descris de elementul de masă m.

-        Razei conductorului R îi corespunde raza r_z a cercului descris de elementul de masă m în jurul axei de rotaţie z, axa polilor Pământului.

-        Intensităţii I a curentului electric, mărime cu variaţie sinusoidală, îi corespunde suma amplitudinilor oscilaţiilor sinusoidale e_gxy şi e_gz, adică e_gosc = e_gxy + e_gz sau

e_gosc = (1/2)m(w₁)²r_z[r_z sin²(J) + z sin2(J)].      (6)

           

-        Unghiului b îi corespunde unghiul j, deoarece diametrul de fază nulă este axa x iar unghiul j este unghiul de rotaţie al elementului de masă m faţă de axa x.

-        Pulsaţiei curentului electric w îi corespunde viteza de rotaţie unghiulară w a mişcării giroscopice a Pământului.

Astfel, relaţia „(25)” se transcrie în relaţia (7)

dH(m; t) = (1/pr_z) e_gosc sin(j) sin(wt),  (7)

care exprimă elementul de intensitate a câmpului magnetic creat de mişcarea giroscopică cu precesie a elementului de masă al Pământului.

Conform concluziei 2) desprinsă din [2], câmpul magnetic creat de mişcarea giroscopică cu precesie a elementului de masă m este format din două manşoane corespunzătoare celor două alternanţe ale oscilaţiei energiei giroscopice, care se rotesc simultan cu cele două alternanţe.

Liniile de câmp înconjoară traiectoria circulară a elementului de masă m, de rază r_z, în plan perpendicular pe aceasta, adică în planul (xz).

La aplicarea concluziei 3) desprinsă din [2], apare o particularitate. În [2], intensitatea curentului sinusoidal era lipsită de o componentă continuă, fiind doar o oscilaţie sinusoidală. În cazul Pământului, oscilaţia sinusoidală modulează o componentă continuă, de valoare mai mare de cât amplitudinea oscilaţiei, aşa cum rezultă din relaţia (5).

Ca atare, sensul liniilor de forţă ale câmpului magnetic se menţine acelaşi de-a lungul traiectoriei circulare a elementului de masă m, ca în figura 2. Adică, liniile de forţă ale câmpului magnetic terestru ies din Pământ pe la un pol, se răsfiră în jurul globului şi reintră în glob pe la celălalt pol. 

Figura 2. Sensul liniilor de forţă ale câmpului magnetic.

Pe baza celor demonstrate mai sus, putem formula următoarea teoremă:

Teorema 1: Dacă un corp material este supus unei mişcări giroscopice cu precesie, atunci variaţia sinusoidală a energiei giroscopice totale produce un câmp magnetic cu polii pe axa de rotaţie giroscopică şi cu rotire sincronă cu corpul.

3    Mişcarea în cadrul stelei duble Soarele – Dacia

În [3], la Soare, se arată: „În Galaxie, Soarele se găseşte la distanţa de 10 000 pc  faţă de centru şi la 15 pc deasupra planului galactic, viteza sa în Galaxie fiind de circa 250 km/s, iar perioada de revoluţie de circa 250 milioane de ani”. Adăugăm la citat că 1 pc (parsec) = = 206 264,8 UA (unităţi astronomice), iar 1 UA =  149,6×10⁶ km = semiaxa mare a orbitei Pământului.

Având în vedere că raza de 30 UA a traiectoriei circulare pe care se rotesc, unul în jurul altuia, aştri Soarele şi Dacia, conform relaţiei (6.2.62), este insignifiantă faţă de raza de 10 000 pc a traiectoriei circulare pe care steaua dublă Soarele – Dacia se roteşte în jurul axei Galaxiei, putem aproxima arcul de cerc al traiectoriei galactice ca liniar. Cu alte cuvinte, considerăm viteza de rotaţie liniară pe traiectoria galactică, pe care o notăm cu v_G, cu direcţia constantă pe durata rotaţiei complete a aştrilor Soarele şi Dacia, unul în jurul celuilalt, cu viteza de rotaţie liniară pe care o notăm cu v_SD. (A se vedea postarea "Steaua dublă Soarele - Dacia", de pe acest blog).

Aproximarea făcută reduce analiza la studiul efectelor unei viteze liniare v_G aplicată unui corp cu rotaţie giroscopică fără precesie cu viteza de rotaţie liniară v_SD, care, în cazul de faţă, este steaua dublă Soarele – Dacia. Studiul acestor efecte a fost făcut în subcapitolul 2.2, subparagraful 2.2.5.1 din [1].

Analiza din subparagraful 2.2.5.1 din [1], asupra efectelor acţiunii combinate a vitezei de rotaţie liniară v cu viteza liniară u, relevă următoarele aspecte:

c)      Variaţia vitezei rezultante w, de-a lungul unei rotaţii complete a corpului material giroscopic, are forma unei sinusoide cu valoarea maximă w = v + u şi cu valoarea minimă w = v – u. Această variaţie depinde doar de valorile vitezelor liniare v şi u şi nu depinde de direcţia vitezei liniare u. Cu schimbarea direcţiei vitezei liniare u se modifică doar faza variaţiei sinusoidale.

d)     Pe lângă variaţia sinusoidală a vitezei rezultantei w, aceasta suferă şi o modificare continuă a direcţiei: pe arcul de rotaţie [3p/2, p)/2], viteza rezultantă w este deviată spre exteriorul corpului material giroscopic, iar pe intervalul de rotaţie [p/2, 3p/2], viteza rezultantă w este deviată spre interiorul corpului material giroscopic. Datorită acestor devieri diferite ale vitezei rezultante w pe cele două intervale, vitezele rezultante ale elementelor de masă dispuse simetric pe cercul m nu au direcţii paralele. Paralelismul vitezelor rezultante este realizat doar de elementele de masă dispuse simetric în punctele pentru care j = p/2 şi j = 3p/2.

Conform aspectului c) relevat de analiza din subparagraful 2.2.5.1 din [1], aştrii Soarele şi Dacia se rotesc unul în jurul celuilalt cu viteză continuu variabilă, ca efect al rotirii lor unul în jurul altuia simultan cu rotirea în jurul axei Galaxiei. (A se vedea şi postarea "Mişcarea giroscopică fără precesie", tot pe acest blog). Variaţia vitezei este de formă sinusoidală, câte o alternanţă pe fiecare semicircumferinţă, cu valoarea maximă egală cu suma v_SD + v_G şi cu valoarea minimă egală cu diferenţa v_SD – v_G, ca în figura 3.

                                                     

Figura 3. Compunerea vitezelor de rotaţie galactică şi orbitală stea dublă.
     

Privind la figura 3, care este o reprezentare schematică, simplificată, să avem în vedere că în jurul fiecărui astru, Soarele şi Dacia, se rotesc planete, pe traiectorii de forma ovalelor lui Cassini, iar în jurul multor planete se rotesc sateliţi, pe traiectorii circulare. Unele planete formează subsisteme planetare cu propriul astru, planetele lor fiind cometele de mică periodicitate, iar în jurul ambilor aştri se rotesc cometele de mare periodicitate. Pentru o vedere mai completă asupra întregului sistem, trebuie revăzută descrierea din subcapitolul 6.2 şi prezentarea schematică din figura 6.2.6 din [1].

Astfel, spaţiul din interiorul traiectoriei circulare a stelei duble Soarele – Dacia nu este gol, ci este populat cu planetele şi sateliţii acestora şi cu cometele de diferite tipuri. De exemplu, traiectoria planetei Pluto se apropie de centrul traiectoriei circulare a stelei duble. Dar, corpuri care să se afle permanent pe traiectoria circulară a stelei duble sânt doar Soarele şi Dacia, diametral opuse în permanenţă. (A se vedea postările "Steaua dublă Soarele - Dacia" şi "Steaua dublă Soarele - Dacia, completare", tot pe prezentul blog) 

Trebuie menţionat şi faptul că variaţia sinusoidală a vitezei de rotaţie pe traiectoria circulară a stelei duble Soarele – Dacia nu se referă doar la aştrii Soarele şi Dacia, ci şi la pleiadele de planete, sateliţi şi comete care îi însoţesc şi se rotesc în jurul lor.

La rândul ei, variaţia sinusoidală a vitezei de rotaţie a celor două ansambluri de corpuri din jurul aştrilor Soarele şi Dacia se transformă într-o variaţia sinusoidală a energiei tuturor corpurilor, conform celor demonstrate în capitolul 4, paragraful 4.4, relaţia (4.38) din [1].

Prin urmare, toate corpurile materiale ce compun ansamblurile celor doi aştri ai stelei duble Soarele – Dacia, în mişcarea de rotaţie a acestora unul în jurul celuilalt, suportă o variaţie sinusoidală a energiei. Această variaţie sinusoidală a energiei se manifestă în antifază între ansamblurile de corpuri din jurul celor doi aştri: în timp ce în ansamblul din jurul unui astru se produce alternanţa pozitivă (crescătoare) a variaţiei sinusoidale, în ansamblul din jurul celuilalt astru se produce alternanţa negativă (descrescătoare) a variaţiei sinusoidale.

Faţă de cazurile analizate în paragraful precedent şi în [1], în care exista o continuitate a masei de-a lungul întregii traiectorii, în cazul de faţă nu există continuitate de masă de-a lungul traiectoriei circulare de rotire a aştrilor unul în jurul celuilalt, ci doar prezenţa lor diametral opusă în permanenţă. Dar în mişcarea lor de rotaţie unul în jurul celuilalt, fiecare dintre ei, împreună cu ansamblul de corpuri ce-l însoţesc, suportă întreaga variaţie sinusoidală a energiei, în antifază unul faţă de celălalt. Diametrul de fază nulă este diametrul DC pe figura 3, punctele D şi C fiind cele în care se trece de la o alternanţă la alta.

Discontinuitatea masei de-a lungul traiectoriei circulare de rotaţie unul în jurul celuilalt face să nu existe un câmp magnetic general în jurul acestei traiectorii, ci câmpul magnetic se manifestă numai în jurul corpurilor materiale, aştrii şi corpurile însoţitoare, corespunzător variaţiei sinusoidale a energiei fiecăruia. Cum variaţia sinusoidală a energiei se manifestă în alternanţe diferite pentru fiecare astru şi corpurile care îl însoţesc, polaritatea câmpurilor magnetice este corespunzătoare respectivei alternanţe. Adică, polarităţile câmpurilor magnetice ale celor doi aştri şi ale corpurilor care îi însoţesc sânt contrare, schimbarea de polaritate producându-se la trecerea prin punctele C şi D, capetele diametrului de fază nulă.

Câmpurile magnetice create de variaţia sinusoidală a energiei produsă de mişcarea circulară a aştrilor Soarele şi Dacia unul în jurul celuilalt se suprapun peste câmpurile magnetice proprii fiecăruia dintre corpuri, create ca urmare a propriilor mişcări giroscopice cu precesie, conform celor arătate în paragraful precedent. Suprapunerea câmpurilor se realizează prin modularea oscilaţiilor sinusoidale ale energiei produse de mişcarea giroscopică cu precesie de către oscilaţiile sinusoidale produse de mişcarea în cadrul stelei duble Soarele – Dacia.

Planetele sistemului planetar Soarele – Dacia, având câmpul magnetic compus din câmpul magnetic creat de propria mişcare giroscopică cu precesie şi din câmpul magnetic creat de mişcarea în cadrul stelei duble Soarele – Dacia, la trecerea prin diametrul de fază nulă DC, au câmpul magnetic diferit de zero, deoarece câmpul magnetic creat de propria mişcare giroscopică cu precesie nu se anulează, dar îşi schimbă brusc polaritatea. Este evident că la trecerea prin zero a oscilaţiilor sinusoidale ale energiei produse de mişcarea în cadrul stelei duble Soarele – Dacia, oscilaţiile sinusoidale ale energiei produse de mişcarea giroscopică cu precesie continuă să se producă cu aceeaşi amplitudine.

Peste toate cele arătate mai sus, mai trebuie menţionat un aspect. Traiectoriile planetelor, fiind ovale Cassini, sânt asimetrice şi, prin rotirea concomitentă a planetelor, în jurul propriului astru şi în jurul celuilalt astru, produc o variaţie suplimentară a energiei acestora. Câmpul magnetic produs de variaţia suplimentată a energiei, având axa polară paralelă cu axa Soarelui, respectiv Daciei, deci decalată cu unghiul de nutaţie faţă de axa polară a celorlalte două câmpuri ale planetei, va produce o deplasare permanentă a axei polare a câmpului magnetic rezultant al planetei, în funcţie de mărimea variaţiei suplimentare de energie.  

În analiza de mai sus, s-a impus condiţia direcţiei constante a vitezei de mişcare în cadrul Galaxiei. Să clarificăm şi ce se întâmplă dacă se înlătură restricţia de menţinere constantă a direcţiei vitezei de mişcare în cadrul Galaxiei, v_G, a stelei duble Soarele – Dacia. Şi în această situaţie, tot ce s-a afirmat mai sus îşi menţine valabilitatea, singura modificare fiind modificarea continuă, de la rotaţie la rotaţie, a momentelor de schimbare a polarităţii câmpurilor magnetice, fapt menţionat şi în aspectul c) relevat mai sus din analiza din subparagraful 2.2.5.1 şi anume: „Cu schimbarea direcţiei vitezei liniare u se modifică doar faza variaţiei sinusoidale”. Adică, schimbarea polarităţii câmpurilor magnetice se modifică cu fiecare rotaţie a stelei duble Soarele – Dacia, astfel că, la o rotaţie completă în jurul axei Galaxiei, diametrul fazei nule, care marchează schimbarea de fază, face o rotaţie completă de 360^o.

În sfârşit, să mai facem o clarificare.

Mişcarea stelei duble Soarele – Dacia se execută în plan paralel cu planul ecuatorial al Galaxiei şi perpendicular pe axa de rotaţie a acesteia. Întorcându-ne la figura 3, observăm că, pe semicercul de traiectorie CAD, sensul de mişcare coincide cu sensul de mişcare al curenţilor de energie galactici, iar pe semicercul de traiectorie DBC, sensul de mişcare este contrar curenţilor de energie galactici. (A se vedea paragrafele 5.2, 5.4 şi 5.8 din capitolul 5 din [1]). Analiza de mai sus poate fi completată şi cu analiza mişcărilor în aceste sensuri contrare.

Aşadar, ca urmare a celor arătate în prezentul paragraf şi în cel precedent, pentru planetele sistemului planetar Soarele – Dacia, desprindem concluziile:

1)      Toate planetele au câmp magnetic format din trei câmpuri componente:

-       - un câmp magnetic creat de propria mişcare giroscopică cu precesie;

-        - un câmp magnetic creat de mişcarea în cadrul stelei duble Soarele – Dacia;

-       - un câmp magnetic creat de asimetria traiectoriei de mişcare în cadrul stelei duble Soarele – Dacia.

2)      Pe durata unei rotaţii complete a mişcării în cadrul stelei duble Soarele – Dacia, câmpul magnetic al planetelor îşi schimbă de două ori polaritatea. În timpul schimbării polarităţii, câmpul magnetic total al planetei nu se anulează.

3)      Sub acţiunea câmpului magnetic creat de asimetria traiectoriei, axa câmpului magnetic rezultant al planetei are o deplasare continuă.

    

4   Influenţele locale ale câmpului magnetic

Toate cele arătate în paragrafele 2 şi 3 se aplică tuturor planetelor, deoarece, aşa cum s-a arătat în paragraful 6.2.6 din subcapitolul 6.2 din [1], toate planetele au mişcare giroscopică cu precesie determinată de poziţia în sistem.

Cum planetele au mişcări giroscopice cu precesie cu parametri strict determinaţi şi traiectorii orbitale de asemenea strict determinate, rezultă că şi câmpurile lor magnetice sânt strict determinate. Totodată, diferă, de la o planetă la alta, atât parametrii mişcărilor giroscopice cu precesie cât şi traiectoriile orbitale, astfel că fiecare planetă are un câmp magnetic specific. Aşa de exemplu, planeta Mercur are câmpul magnetic nesemnificativ, deoarece mişcarea ei orbitală este aproape circulară şi mişcarea giroscopică cu precesie este redusă.

Există însă şi factori locali, specifici fiecărei planete, care pot accentua sau diminua intensitatea câmpului magnetic propriu al planetei.

Unul dintre factorii locali care poate influenţa puternic intensitatea câmpului magnetic este prezenţa unor mase lichide în compoziţia planetei.

În paragraful 8.4 din capitolul 8 din [1], au fost analizate stările de agregare ale moleculei şi s-au stabilit următoarele:

-        Din condiţii de stabilitate, atomii se unesc în molecule, iar acestea, în funcţie de temperatură, prezintă trei stări de agregare: gazoasă, lichidă şi solidă. (A se vedea postările "Molecula de apă şi apa vie" şi "Modelul atomic şi molecular", tot pe acest blog).

-        În starea gazoasă, atomii îşi pun în comun structurile exterioare de energie, fiecare atom păstrându-şi electronii în jurul propriului nucleu.

-        În starea lichidă, doi atomi se unesc astfel încât electronii lor exteriori capătă traiectorii în formă de fundă (lemniscata lui Bernoulli); electronii exteriori se rotesc pe rând, în sensuri diferite, în jurul ambelor nuclee.

-        În stare solidă, atomii se fixează în structuri astfel încât electronii exteriori înconjoară ambele nuclee, rotindu-se în acelaşi sens.

Pe baza celor stabilite în capitolul 8 din [1] referitor la stările de agregare, putem deduce unele comportamente în prezenţa câmpului magnetic.

Moleculele aflate în stare gazoasă execută şi o mişcare haotică în cadrul spaţiului pe care îl ocupă, iar mişcarea haotică reduce gradul lor de orientare după câmpul magnetic al planetei.

Astfel, influenţa moleculelor aflate în stare gazoasă asupra câmpului magnetic al planetei este redusă.

Moleculele aflate în stare solidă au poziţii fixe în cadrul planetei şi nu sânt supuse nici unei orientări după câmpul magnetic al acesteia.

Moleculele aflate în stare lichidă au traiectoriile electronilor marginali ai atomilor în formă de fundă (lemniscată). O astfel de traiectorie este plană şi permite orientarea moleculelor astfel încât să se suprapună, unele peste altele, în straturi. Această proprietate a moleculelor aflate în stare lichidă permite orientarea lor completă după liniile câmpului magnetic al planetei. Într-o astfel de orientare, oscilaţiile sinusoidale ale energiei giroscopice se însumează şi măresc intensitatea câmpului magnetic al planetei.

Acest fapt este dovedit de orientarea magnetică a straturilor de lavă vulcanică solidificate. Din studiul acestora s-a constatat schimbarea periodică a polarităţii câmpului magnetic terestru.

Ca un fapt colateral, dar bazat pe aceeaşi proprietate a moleculelor aflate în stare lichidă, remarcăm metoda de căutare a curenţilor de apă subterani, de către persoane cu anumite aptitudini, cu ajutorul unei anse magnetice în formă de Y. Două braţe ale ansei sânt ţinute în mâini, iar al treilea braţ îndreptat în faţă este atras în jos, în prezenţa apei la mică adâncime.

Prezenţa pe planeta noastră a stratului de magmă lichidă incandescentă şi a stratului de apă de la suprafaţa scoarţei sânt factori de accentuare a intensităţii câmpului magnetic terestru. (A sevedea paragraful 9.2 din capitolul 9 din [1]).

În fine, să remarcăm că sateliţii planetelor, având mişcări circulare în jurul acestora şi lipsindu-le mişcarea giroscopică, nu au câmp magnetic propriu şi să mai desprindem concluzia:

 

4)      Prezenţa maselor lichide pe o planetă, prin orientarea uniformă a moleculelor după liniile câmpului magnetic al planetei, contribuie la accentuarea intensităţii câmpului său magnetic.

Bibliografia

1  CONSTANTIN TEODORESCU:  Structură şi evoluţie. Editura MATRIX ROM. Bucureşti 2016.

Ediţia a 5 – a revizuită şi adăugită.

2  CONSTANTIN TEODORESCU: Câmpul electromagnetic creat de un conductor de formă circulară. În volumul „Studiile Structură şi evoluţie, Turbionul electromagnetic de ortogonalitate (TEO), Câmpul electromagnetic creat de un conductor de formă circulară”. Editura MATRIX ROM. Bucureşti 2013.

3  CĂLIN POPOVICI (coordonator): Dicţionar de astronomie şi astronautică. Editura ştiinţifică şi enciclopedică, Bucureşti, 1977.