Bir mıknatısı ortasından bir iple asarsanız ya da bir şişe mantarının üstüne koyup su dolu bir kaba bırakırsanız, mıknatısın bir kutbunun daima kuzeyi, diğer kutbunun da güneyi gösterdiğini görürsünüz. Bu ilke kullanılarak yapılan yön bulma araçlarına pusula denir. Pusulanın çalışmasının nedeni Dünya’nın manyetik alanı ile etkileşmesidir.
Aşağıdaki resimde bir gerçek pusula bir de ev yapımı pusula gösteriliyor. Ev yapımı pusulayı bir toplu iğneyi mıknatıslandırıp bir süngerin içine saplayarak, sonra da süngeri su dolu bir kaba yerleştirerek elde ettik. Pusulanın iğnesinin de, mıknatıslanmış toplu iğnenin de aynı yönü gösterdiğine dikkat edin. Pusulayı alıp başka yere taşısak da hep aynı yönü göstermeye devam edecek.
Coğrafi kutup ile manyetik kutup arasındaki fark nedir?
Peki neden pusula hep kuzey – güney doğrultusunu gösteriyor? Bunu açıklamak için Dünya’nın manyetik alanı bir çubuk mıknatıs gibi modellenebilir. Gerçekte böyle dev bir çubuk mıknatıs falan yok. Sadece Dünyanın manyetik alanını anlamak için kullandığımız bir düşünme şekli bu. Aşağıdaki resimde bu dev mıknatısın nasıl olması gerektiği ve manyetik alanı gösteriliyor.
İlk dikkat etmemiz gereken coğrafi kutuplarla manyetik kutuplar arasındaki fark. Coğrafi kuzey kutubunu resmdeki Dünya şeklinin üst kısmında görüyoruz; coğrafi güney kutubunu ise Dünya’nın alt kısmında görüyoruz. Bir de Dünya’nın içindeki çubuk mıknatısa bakın. Resmin üst kısmında bu kez manyetik güney (S) kutbunu, resmin altında ise manyetik kuzey (N) kutbunu görüyoruz. Bunun nedenini bir düşünelim. Pusula aslında bir mıknatıs. Pusulanın kuzey kutbu her zaman bir başka mıknatısın güney kutubuna doğru yönelir. Öyleyse, Dünya’nın içinde dev bir mıknatıs varmış gibi düşündüğümüzde bu mıknatısın güney kutbu pusulanın kuzey kutbunu çekiyor olmalı. Eğer tersi olsaydı, yani coğrafi kuzey kutbunda manyetik kuzey kutbu olsaydı, o zaman pusulanın güney kutbunu çekmesi gerekirdi. Böyle olmadığına göre, Dünya’nın coğrafi kuzey kutbunda manyetik güney kutbu, coğrafi güney kutubunda ise manyetik kuzey kutbu bulunur sonucuna varabiliriz.
Aslında bir mıknatısın bir kuzey bir de güney kutbu var demektense, “bir kuzeyi gösteren” bir de “güneyi gösteren” kutbu var demek daha doğru olur. Mıknatısın bir kutbu yeryüzünün kuzey coğrafik kutbunu, diğer kutbu da yerin güney coğrafik kutbunu arar veya işaret eder.
Önemli bir başka nokta da coğrafik kuzey ile manyetik kuzeyin çakışık olmamasıdır. Coğrafik kutuplarla manyetik kutuplar arasında 11°’lik bir açı vardır.
Dünya’nın manyetik alanının kaynağı nedir?
Dünya’nın manyetik alanı olduğunu pusulaların manyetik kuzey – güney doğrultusunu göstermesinden anlamış bulunuyoruz. Ama bunun kaynağı dev bir çubuk mıknatıs olamaz. Çünkü böyle bir mıknatısın demirden yapılmış olması gerekirdi ve demir mıknatıslık özelliğini 770°C sıcaklıkta kaybeder. Dünya’nın çekirdeği bundan çok çok sıcak. Öyleyse, bu manyetik alanın kaynağı ne olabilir?
Bilim insanları gezegenimizin manterik alanın Dünya’nın çekirdeğinde üretildiğine inanıyor. Elbette kimse o kadar derine inmedi (Dünya’nın yarıçapı 6000 km bizim kazdığımız en derin çukur 100 km derinlikte bile değil). Ama deprem dalgalarının Dünya’nın içinde nasıl hareket ettiğini inceleyerek Dünya’nın iç yapısının neye benzediğini hesaplayabiliyorlar. Dünya’nın merkezinde katı bir demir çekirdek olduğunu, bunun etrafında kalın bir sıvılaşmış demir ve nikel tabakasının (dış çekirdek) olduğunu düşünüyorlar. Dünya’nın dönmesinden ve iç çekirdekle dış çekirdek arasındaki sıcaklık farkından kaynaklanan konveksiyon akımlarının var olduğunu öne sürüyorlar. Hareket eden sıvı demirin bir elektrik akımı oluşturduğu, bu elektrik akımının da manyetik alanı oluşturduğu sonucuna varıyorlar. Buna jeodinamo etkisi adını veriyorlar, yani Dünya bir elektromıknatıs aslında.
Dünya’nın manyetik kutupları tersine döner mi?
Dünya’nın manyetik alanını yaratan elektrik akımlarının yönleri hep aynı değildir. Geçmişte bu akımların yön değiştirdiğini jeolojik delillerden biliyoruz. Son 76 milyon yılda manyetik kutuplar 171 kez tersine dönmüş, yani manyetik kuzey ile güney yer değiştirmiş. Bu tersine dönmelerin aralıklarının yaklaşık 300.000 yıl civarında olduğu düşünülüyor. Bilim insanları içinde bulunduğumuz zaman diliminde, Dünya’nın manyetik alan şideetinin her yüz yılda bir %5 azaldığını saptamış. Bazıları, manyetik alandaki zayıflamanın bu hızla giderse bir kaç bin yıl içinde manyetik alanı sıfıra inebileceği konusunda endişeleniyor.
Dünya’nın manyetik alanı bizi nasıl korur? Yok olursa ne olur?
Dünya’nın manyetik alanı bizi kozmik ışınlardan ve Güneş rüzgarlarından korur. Kuzey ışıkları (aurora borealis) ve güney ışıkları (aurora australis) sadece manyetik kutuplara yakın bölgelerde oluşur. Çünkü auroralar aslında kozmik ışınlardır (yüklü parçacıklardır). Yüklü oldukları için kozmik ışınları Dünya’nın manyetik alanı saptırır, çoğunun Dünya’ya ulaşmasını engeller. Eğer gezegenimizin manyetik alanı yok olursa, kozmik ışınlar ve Güneş rüzgarları doğrudan Dünya’ya ulaşabilir. Bu durumda DNA’mız zarar görür, kanser oranı artabilir ve ölebiliriz. Uydular çalışmayabilir ve Dünya çapında elektrik kesintileri yaşanabilir. Ayrıca en korkuncu atmosfer yok olabilir. Mars’ta tam olarak bunun meydana geldiği, manyetik alanı kaybolan gezegenin atmosferini ve okyanuslarını kaybettiği düşünülüyor. Son olarak arılar, göçmen kuşlar ve bazı büyük hayvanlar yönlerini Dünya’nın manyetik alanını kullanarak bulurlar. Manyetik alan yok olursa, bu hayvanlar yönlerini bulamaz, büyük ihtimalle soyları tükenir.
Dünya’nın manyetik alanı ile ilgili kazanımlar
10.1.4.2. Dünya’nın manyetik alanının sonuçlarını açıklar.
- Öğrencilerin pusula ile yön bulmaları sağlanır.
- Arılar, göçmen kuşlar, bazı büyükbaş hayvanlar gibi canlıların yerin manyetik alanından yararlanarak yön buldukları belirtilir.
Merhaba, bir sorum olacaktı;
Dünyanın manyetik alan çizgilerinin, kuzey kutbundan çıkıp güney kutbuna giriş yaptığını biliyoruz. Ancak, benim öğrenmek istediğim şey, bulunduğumuz konumda bu nasıl gerçekleşiyor. Yani biz Türkiyedeyiz örneğin. Bulunduğumuz noktadan manyetik alan çizgileri nasıl geçiyor ve nereden tekrar giriş yapıyor? örneğin ekvatorda olsa idik, manyetik alan çizgileri nereden çıkıp nereye girecekti?
Teşekkür ederim.
Öncelikle Dünya’nın manyetik alan çizgileri coğrafi güney (manyetik kuzey) kutubundan çıkıyor ve coğrafi kuzey (manyetik güney) kutbuna giriyor. Bulunduğumuz konumda (yani Türkiye’de) ya da ekvatorda bu çizgiler bir yerden çıkıp bir yere girmiyor, manyetik güney kutbuna doğru ilerliyorlar.
Cevap için teşekkür ederim.