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Il Campo Magnetico Terrestre Principale


Quando si effettua la misura del campo magnetico terrestre in un determinato punto della superficie del nostro pianeta questa fornisce un valore che è il risultato della sovrapposizione di contributi aventi origine diversa. Questi contributi possono essere considerati separatamente e ciascuno di essi corrisponde ad un diverso campo:

  • Campo principale, generato nel nucleo fluido tramite il meccanismo di geodinamo;
  • Campo crostale, generato dalle rocce magnetizzate della crosta terrestre;
  • Campo esterno, generato da correnti elettriche che fluiscono nella ionosfera e nella magnetosfera come conseguenza dell’interazione tra il vento solare e il campo geomagnetico
  • Campo d’induzione elettromagnetica, generato da correnti indotte nella crosta e nel mantello dal campo esterno variabile nel tempo.
Figura 1 Rappresentazione schematica dei diversi sistemi di correnti responsabili della formazione del campo magnetico terrestre.

  
Il campo principale rappresenta il 99% di tutto il campo magnetico osservato in superficie. Un suo studio morfologico semplice mostra come il campo sia per il 95% analogo a quello generato da un dipolo situato al centro della Terra il cui asse è inclinato, rispetto all’asse di rotazione terrestre, di circa 11.5°.

Se il campo magnetico fosse perfettamente dipolare, i poli geomagnetici (intersezione dell’asse del dipolo con la superficie terrestre) coinciderebbero con quelli magnetici (punti in cui la direzione del campo magnetico è perpendicolare alla superficie terrestre). In pratica, invece, una consistente parte del campo geomagnetico è non dipolare ed è responsabile della differenza tra poli magnetici e geomagnetici.

E’ importante sottolineare che il campo geomagnetico principale, che è generato nel nucleo fluido tramite il meccanismo di geodinamo, rappresenta il contributo fondamentale del campo magnetico terrestre solo in prossimità della superficie del pianeta. Non lontano dalla superficie terrestre, infatti, i contributi al campo provenienti dalle altre sorgenti acquisiscono via via un peso superiore divenendo dello stesso ordine di grandezza del campo principale. 

Figura 2 Per la sua geometria, il campo geomagnetico ha linee di forza entranti nella Terra nell’emisfero Nord e uscenti in quello Sud. Quindi, l’estremo libero di polarità Nord  di un ago magnetico tenderà a disporsi con l’estremità di polarità Nord verso il polo magnetico sud della Terra (cioè, il Nord geografico). E’ comunque tradizione chiamare polo magnetico Nord semplicemente quello che si trova nell’emisfero Nord e, analogamente, polo magnetico Sud quello che si trova nell’emisfero Sud, in accordo con i corrispondenti poli geografici. Tuttavia non è stato sempre così, molte volte nella storia della Terra l’ago magnetico si è disposto in direzione opposta (vedi Inversioni di polarità del campo magnetico principale). 

Il campo magnetico terrestre è soggetto a variazioni su diversi tempi di scala. Infatti, ciascuna delle sorgenti del campo geomagnetico è soggetta a cambiamenti che producono variazioni transienti o disturbi nel campo. Le variazioni temporali più importanti che riguardano il campo magnetico principale sono la variazione secolare e le inversioni di polarità del campo.
 


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