CHUYÊN ĐỀ:
CHUYÊN ĐỀ:
ĐỘ TỪ THIÊN, ĐỘ TỪ KHUYNH
ĐỘ TỪ THIÊN, ĐỘ TỪ KHUYNH
THỰC HIỆN: TẬP THỂ TỔ 2
THỰC HIỆN: TẬP THỂ TỔ 2




Nguồn gốc từ trường trái đất
Nguồn gốc từ trường trái đất
????Tại sao Quả đất có một từ trường?
????Tại sao Quả đất có một từ trường?


•
Trái đất là một thanh nam châm cực lớn, khoảng không gian chịu ảnh hưởng
Trái đất là một thanh nam châm cực lớn, khoảng không gian chịu ảnh hưởng
của nam châm đó gọi là từ quyển hay từ trường của trái đất.
của nam châm đó gọi là từ quyển hay từ trường của trái đất.

•
Trường từ của trái đất tương tự như một trường từ được tạo thành bởi một
Trường từ của trái đất tương tự như một trường từ được tạo thành bởi một
thanh nam châm khổng lồ đặt trong lòng trái đất có phương kéo dài (trục
thanh nam châm khổng lồ đặt trong lòng trái đất có phương kéo dài (trục
từ) hợp với trục quay của trái đất (hay trục Bắc - Nam địa lý) 1 góc khoảng
từ) hợp với trục quay của trái đất (hay trục Bắc - Nam địa lý) 1 góc khoảng
120 (hiện cực Bắc từ đang nằm trong vùng có tọa độ khoảng vĩ độ 76 bắc,

120 (hiện cực Bắc từ đang nằm trong vùng có tọa độ khoảng vĩ độ 76 bắc,
kinh độ 101 tây - thuộc miền Bắc Canada).
kinh độ 101 tây - thuộc miền Bắc Canada).
•
Ở ngoài bề mặt trái đất, từ trường gần như là một trường lưỡng cực. Ở
Ở ngoài bề mặt trái đất, từ trường gần như là một trường lưỡng cực. Ở
vùng gần cực Bắc địa lý (phía sao Bắc cực) các đường cảm ứng từ tương tự
vùng gần cực Bắc địa lý (phía sao Bắc cực) các đường cảm ứng từ tương tự
như ở cực nam của thanh nam châm.
như ở cực nam của thanh nam châm.
•
Các đường cảm ứng là liên tục và tự khép kín mặc dù dòng điện của chúng
Các đường cảm ứng là liên tục và tự khép kín mặc dù dòng điện của chúng
ở bên trong trái đất còn chưa biết chi tiết.
ở bên trong trái đất còn chưa biết chi tiết.
•
Phân bố từ trường của trái đất ở ngoài bề mặt của nó được biểu diễn một
Phân bố từ trường của trái đất ở ngoài bề mặt của nó được biểu diễn một
cách khái lược như hình vẽ. ta thấy các đường ứng từ nói chung đi ra từ
cách khái lược như hình vẽ. ta thấy các đường ứng từ nói chung đi ra từ
nam bán cầu và đi vào bề mặt trái đất ở bắc bán cầu .
nam bán cầu và đi vào bề mặt trái đất ở bắc bán cầu .
•
Các đường này tương tự như các đường cảm ứng từ của trường lưỡng cực
Các đường này tương tự như các đường cảm ứng từ của trường lưỡng cực
từ. Điều này có nghĩa là ở ngoài mặt trái đất, từ trường về căn bản giống
từ. Điều này có nghĩa là ở ngoài mặt trái đất, từ trường về căn bản giống
như được tạo ra một lưỡng cực từ đặt ở tâm trái đất.
như được tạo ra một lưỡng cực từ đặt ở tâm trái đất.
•

Cho đến nay vẫn chưa có một giả thuyết nào hoàn chỉnh giải thích được từ
Cho đến nay vẫn chưa có một giả thuyết nào hoàn chỉnh giải thích được từ
trường Trái đất (địa từ). N
trường Trái đất (địa từ). N
gười ta cho rằng từ tính của trái đất là do những
gười ta cho rằng từ tính của trái đất là do những
hệ thống các dòng điện tồn tại trong nhân của nó, sinh ra do sự dịch
hệ thống các dòng điện tồn tại trong nhân của nó, sinh ra do sự dịch
chuyển vật chất trong nhân. Mặt khác, từ trường của trái đất còn do các đá
chuyển vật chất trong nhân. Mặt khác, từ trường của trái đất còn do các đá
của vỏ trái đất chứa những khoáng vật có từ tính.
của vỏ trái đất chứa những khoáng vật có từ tính.



•
Năm 1940, một số nhà vật lý đã đưa ra giả thuyết "Đinamô" để giải thích
Năm 1940, một số nhà vật lý đã đưa ra giả thuyết "Đinamô" để giải thích
nguồn gốc từ trường của trái đất.
nguồn gốc từ trường của trái đất.
•
Theo thuyết này thì từ trường Trái đất chủ yếu được hình thành từ các
Theo thuyết này thì từ trường Trái đất chủ yếu được hình thành từ các
dòng đối lưu trong chất lỏng của trái đất ở độ sâu trên 3000 km. Sự khác
dòng đối lưu trong chất lỏng của trái đất ở độ sâu trên 3000 km. Sự khác
biệt về nhiệt độ trong chất lỏng của trái đất đã làm xuất hiện các dòng đối
biệt về nhiệt độ trong chất lỏng của trái đất đã làm xuất hiện các dòng đối
lưu.
lưu.
•

Nếu trong nhân của trái đất có một " từ trường nguyên thuỷ " thì các dòng
Nếu trong nhân của trái đất có một " từ trường nguyên thuỷ " thì các dòng
đối lưu trên sẽ có vai trò như một cuộn dây trong máy phát điện. Dòng điện
đối lưu trên sẽ có vai trò như một cuộn dây trong máy phát điện. Dòng điện
nhờ đó được hình thành và chính nó đã tạo ra từ trường cho trái đất.
nhờ đó được hình thành và chính nó đã tạo ra từ trường cho trái đất.
•
Tuy nhiên thuyết vẫn còn một số điểm chưa rõ ràng. Trong quá trình hình
Tuy nhiên thuyết vẫn còn một số điểm chưa rõ ràng. Trong quá trình hình
thành từ trường trái đất, cần có "từ trường nguyên thuỷ", nhưng từ trường
thành từ trường trái đất, cần có "từ trường nguyên thuỷ", nhưng từ trường
này được hình thành từ bao giờ và bằng cách nào? Đây là một trong những
này được hình thành từ bao giờ và bằng cách nào? Đây là một trong những
tồn tại chưa giải quyết được của các ngành khoa học về Trái đất
tồn tại chưa giải quyết được của các ngành khoa học về Trái đất
•
Một số nhà khoa học lại cho rằng nguyên nhân của từ trường là sự tồn tại
Một số nhà khoa học lại cho rằng nguyên nhân của từ trường là sự tồn tại
những chuyển động cuộn xoáy mạnh trong lòng đại dương của một chất
những chuyển động cuộn xoáy mạnh trong lòng đại dương của một chất
lỏng kim loại nằm sâu trong lòng đất. Song hiện nay vẫn chưa ai hiểu được
lỏng kim loại nằm sâu trong lòng đất. Song hiện nay vẫn chưa ai hiểu được
động học của máy phát đó, lại càng không hiểu vì sao lại có hiện tượng đảo
động học của máy phát đó, lại càng không hiểu vì sao lại có hiện tượng đảo
cực.
cực.
•
Đây là một số hình ảnh về từ trường trái đất:
Đây là một số hình ảnh về từ trường trái đất:




Thảm họa đảo cực từ
Thảm họa đảo cực từ


•
Tình trạng đảo cực từ trường xảy ra khi dòng sắt nóng chảy di chuyển quanh
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. Và khi đó, cường độ
lớp nhân ngoài của Trái đất thay đổi quá trình tuần hoàn. Và khi đó, cường độ
của từ trường giảm xuống trước khi nhịp điệu tuần hoàn được thiết lập lại và
của từ trường giảm xuống trước khi nhịp điệu tuần hoàn được thiết lập lại và
tình trạng phân cực mới bắt đầu.
tình trạng phân cực mới bắt đầu.

•
Tuy nhiên, cho đến nay, giới khoa học vẫn chỉ mới dự đoán thời gian kéo
Tuy nhiên, cho đến nay, giới khoa học vẫn chỉ mới dự đoán thời gian kéo
dài của mỗi lần đảo chiều là từ vài ngàn năm đến 28.000 năm.Braford
dài của mỗi lần đảo chiều là từ vài ngàn năm đến 28.000 năm.Braford
Clement đã tiến hành phân tích dữ liệu từ 30 mẫu trầm tích được khoan từ
Clement đã tiến hành phân tích dữ liệu từ 30 mẫu trầm tích được khoan từ
đáy hồ hoặc đáy biển ở nhiều kinh độ và vĩ độ trên thế giới.
đáy hồ hoặc đáy biển ở nhiều kinh độ và vĩ độ trên thế giới.
•
Các mẫu vật này lắng đọng trong 4 thời kỳ khác nhau và ghi lại dấu vết của
Các mẫu vật này lắng đọng trong 4 thời kỳ khác nhau và ghi lại dấu vết của
từ trường ở những giai đoạn đó. Kết quả phân tích cho thấy phải mất trung
từ trường ở những giai đoạn đó. Kết quả phân tích cho thấy phải mất trung

bình khoảng 7.000 năm hai cực từ mới được thiết lập trở lại.L
bình khoảng 7.000 năm hai cực từ mới được thiết lập trở lại.L
•
Và lần đảo cực gần đây nhất diễn ra cách đây khoảng 790.000 năm và nếu
Và lần đảo cực gần đây nhất diễn ra cách đây khoảng 790.000 năm và nếu
quá trình này tiếp tục, thì lần tới, kim la bàn sẽ chỉ về hướng nam, thay vì
quá trình này tiếp tục, thì lần tới, kim la bàn sẽ chỉ về hướng nam, thay vì
hướng bắc như hiện nay.
hướng bắc như hiện nay.
•
Sự đảo chiều này không diễn ra đột ngột, nó diễn ra sớm hơn ở xích đạo
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
(khoảng 2.000 năm) nhưng lại chậm hơn ở các vĩ độ cao, gần về phía hai
cực (khoảng 10.000 năm).
cực (khoảng 10.000 năm).



•
Nguyên nhân của tình trạng này là khi không có từ trường bắc - nam, nhân
Nguyên nhân của tình trạng này là khi không có từ trường bắc - nam, nhân
trái đất đã tạo ra một trường từ thứ hai yếu hơn, có rất nhiều cực mini tại
trái đất đã tạo ra một trường từ 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
bề mặt của nó. Cuối cùng khi hai cực chính được thiết lập lại, từ trường thứ
cấp biến mất.
cấp biến mất.
•
Chuyên gia cho rằng hậu quả của sự đảo cực từ trường là đời sống sẽ bị

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.
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 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
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
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.
nó và có thể làm thay đổi khí hậu.
•
Các nhà khoa học đang cảnh báo trong giai đoạn diễn ra hiện tượng đảo
Các nhà khoa học đang cảnh báo trong giai đoạn diễn ra hiện tượng đảo
cực từ, cường độ từ trường Trái đất sẽ giảm dần cho tới khi bằng 0.
cực từ, cường độ từ trường Trái đất sẽ giảm dần cho tới khi bằng 0.
•
Những kết quả nghiên cứu trên khiến nhiều người e ngại nếu địa từ biến
Những kết quả nghiên cứu trên khiến nhiều người e ngại nếu địa từ biến
mất, các loài động vật bao gồm cả con người có khả năng tuyệt chủng.
mất, các loài động vật bao gồm cả con người có khả năng tuyệt chủng.
•
Hiện tượng đảo ngược cực từ trường như diễn ra ngẫu nhiên về thời gian và
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
không thể dự đoán được, có thể 20.000 - 30.000 năm và cũng có thể lên tới
50 triệu năm.
50 triệu năm.
VÀ TRÁI ĐẤT ĐANG CHUẨN BỊ CHO MỘT LẦN

VÀ TRÁI ĐẤT ĐANG CHUẨN BỊ CHO MỘT LẦN
ĐẢO CỰC MỚI
ĐẢO CỰC MỚI




Độ từ thiên
Độ từ thiên
•
Độ từ thiên D ở một nơi là góc hợp bởi kinh tuyến từ và kinh tuyến địa lý của
Độ từ thiên D ở một nơi là góc hợp bởi kinh tuyến từ và kinh tuyến địa lý của
nơi đó (góc hợp bởi phương nằm ngang của kim nam châm và phương Nam -
nơi đó (góc hợp bởi phương nằm ngang của kim nam châm và phương Nam -
Bắc địa lý).
Bắc địa lý).
•
Trong kinh diện từ, kim nam châm không nằm ngang mà một đầu bị chúc
Trong kinh diện từ, kim nam châm không nằm ngang mà một đầu bị chúc
xuống đất. Độ lớn của
xuống đất. Độ lớn của
δ
δ
có dao động ngày đêm, trong năm và nhiều năm, chịu
có dao động ngày đêm, trong năm và nhiều năm, chịu
ảnh hưởng của bão từ.
ảnh hưởng của bão từ.





•
Phân biệt :
Phân biệt :


+Độ từ thiên Đông : nếu cực Bắc của kim nam châm thĩên về phía Đông đối
+Độ từ thiên Đông : nếu cực Bắc của kim nam châm thĩên về phía Đông đối
với kinh diện địa lý (D > 0).
với kinh diện địa lý (D > 0).


+Độ từ thiên Tây : nếu cực Bắc của kim nam châm thĩên về phía Tây với kinh
+Độ từ thiên Tây : nếu cực Bắc của kim nam châm thĩên về phía Tây với kinh
diện địa lý (D <0).
diện địa lý (D <0).
•


VD: Ở Việt Nam, ĐTT biến đổi từ –10 ở Cao Bằng đến 00 ở Đà Nẵng và đạt
VD: Ở Việt Nam, ĐTT biến đổi từ –10 ở Cao Bằng đến 00 ở Đà Nẵng và đạt
+10 tại Cà Mau (theo số liệu 1975).
+10 tại Cà Mau (theo số liệu 1975).
•
Muốn đo độ từ thiên, ta phải :
Muốn đo độ từ thiên, ta phải :


- Xác định kinh diện địa lý : dùng phương pháp quan sát thiên văn (ngắm
- Xác định kinh diện địa lý : dùng phương pháp quan sát thiên văn (ngắm

một ngôi sao nhất định).
một ngôi sao nhất định).


- Xác định kinh diện từ : Dùng la bàn độ thiên . La bàn này cấu tạo bởi một
- Xác định kinh diện từ : Dùng la bàn độ thiên . La bàn này cấu tạo bởi một
kim nam châm chuyển động quanh một trục thẳng đứng đi qua trọng tâm của
kim nam châm chuyển động quanh một trục thẳng đứng đi qua trọng tâm của
kim, dùng để định phương Nam - Bắc từ tại một nơi (ngắm phương nam châm
kim, dùng để định phương Nam - Bắc từ tại một nơi (ngắm phương nam châm
cân bằng trong mặt phẳng ngang).
cân bằng trong mặt phẳng ngang).

•
Độ từ thiên không những biến đổi theo không gian mà còn theo thời gian
Độ từ thiên không những biến đổi theo không gian mà còn theo thời gian
nữa.
nữa.
•
Trong một ngày, ở một nơi độ từ thiên qua hai lần cực đại và hai lần cực
Trong một ngày, ở một nơi độ từ thiên qua hai lần cực đại và hai lần cực
tiểu, chênh nhau khoảng vài phút góc.
tiểu, chênh nhau khoảng vài phút góc.
•
Độ từ thiên ở một nơi cũng biến đổi theo năm tháng, nhưng trị số chỉ biến
Độ từ thiên ở một nơi cũng biến đổi theo năm tháng, nhưng trị số chỉ biến
thiên trong khoảng từ -220 (Tây) và +220(Đông) Việc xác định chính xác
thiên trong khoảng từ -220 (Tây) và +220(Đông) Việc xác định chính xác
giá trị của
giá trị của

δ
δ
rất cần thiết trong định vị hàng hải, hàng không.
rất cần thiết trong định vị hàng hải, hàng không.

sự thay đổi từ thiên Trái Đất(1950->1990)
sự thay đổi từ thiên Trái Đất(1950->1990)

Thiết bị đo độ từ thiên
Thiết bị đo độ từ thiên




Độ từ khuynh
Độ từ khuynh
•
Nếu treo một kim nam châm tại trọng tâm, thì thí nghiệm cho thấy kim nam
Nếu treo một kim nam châm tại trọng tâm, thì thí nghiệm cho thấy kim nam
chấm không nằm ngang mà lại nằm theo một đường xiên góc.
chấm không nằm ngang mà lại nằm theo một đường xiên góc.
•
Góc hợp bởi kim nam châm của la bàn từ khuynh và mặt phẳng nằm ngang
Góc hợp bởi kim nam châm của la bàn từ khuynh và mặt phẳng nằm ngang
gọi là độ từ khuynh I (Góc hợp bởi phương xiên góc của nam châm và kinh
gọi là độ từ khuynh I (Góc hợp bởi phương xiên góc của nam châm và kinh
tuyến từ ).
tuyến từ ).
•
Nếu cực Bắc của kim nam châm chúc xuống đất : I > 0.

Nếu cực Bắc của kim nam châm chúc xuống đất : I > 0.
•
Nếu cực Nam của kim nam châm chúc xuống đất : I < 0.
Nếu cực Nam của kim nam châm chúc xuống đất : I < 0.
•
Muốn đo độ từ khuynh ta dùng la bàn từ khuynh. La bàn này cấu tạo bởi một
Muốn đo độ từ khuynh ta dùng la bàn từ khuynh. La bàn này cấu tạo bởi một
kim nam châm, chuyển động dể dàng quanh một trục đi qua trọng tâm. Hai
kim nam châm, chuyển động dể dàng quanh một trục đi qua trọng tâm. Hai
cực của kim chuyển dịch trên một đường tròn thẳng đứng đã chia ra độ góc.
cực của kim chuyển dịch trên một đường tròn thẳng đứng đã chia ra độ góc.
Lúc đo, ta để kim nằm trong kinh diện từ (theo hướng kim ở la bàn độ thiên).
Lúc đo, ta để kim nằm trong kinh diện từ (theo hướng kim ở la bàn độ thiên).
Kim cân bằng theo chiều của từ trường trái đất và ta đọc ngang trị số I.
Kim cân bằng theo chiều của từ trường trái đất và ta đọc ngang trị số I.
•
Độ từ khuynh biến thiên từ -900 đến +900 tùy theo nơi và thời gian
Độ từ khuynh biến thiên từ -900 đến +900 tùy theo nơi và thời gian
•
Độ lệch này thay đổi khoảng 1 độ trong 5 năm do sự di chuyển của phần lỏng
Độ lệch này thay đổi khoảng 1 độ trong 5 năm do sự di chuyển của phần lỏng
bên dưới vỏ trái đất. Vì thế, việc cập nhật bản đồ cũng rất quan trọng. Một số
bên dưới vỏ trái đất. Vì thế, việc cập nhật bản đồ cũng rất quan trọng. Một số
la bàn cũng được hiệu chỉnh để sử dụng trong một vùng xác định, nếu sử dụng
la bàn cũng được hiệu chỉnh để sử dụng trong một vùng xác định, nếu sử dụng
ở vùng khác sẽ dẫn đến sai số lớn.
ở vùng khác sẽ dẫn đến sai số lớn.

•
Ảnh hưởng của độ từ khuynh khi di chuyển khoảng 16 km sẽ dẫn tới sai số

Ảnh hưởng của độ từ khuynh khi di chuyển khoảng 16 km sẽ dẫn tới sai số
như sau:
như sau:
•


+1 độ 280 mét
+1 độ 280 mét
•


+5 độ 1400 mét
+5 độ 1400 mét
•


+10 độ 2800 mét
+10 độ 2800 mét
•
(kí hiệu: I), góc tạo thành giữa vectơ từ trường Trái Đất với mặt phẳng nằm
(kí hiệu: I), góc tạo thành giữa vectơ từ trường Trái Đất với mặt phẳng nằm
ngang tại điểm khảo sát (x.
ngang tại điểm khảo sát (x.
Từ trường Trái Đất
Từ trường Trái Đất
). Ở Việt Nam, ĐTK biến
). Ở Việt Nam, ĐTK biến
đổi từ I = 31o tại Sa Pa đến I = 0o tại Cà Mau (theo số liệu đo đạc 1975).
đổi từ I = 31o tại Sa Pa đến I = 0o tại Cà Mau (theo số liệu đo đạc 1975).
Độ từ thiên, độ từ khuynh

δ –
Góc chỉ độ từ thiên tại vị trí O
;
І –
Góc chỉ độ từ khuynh tại vị trí O
;
OK –
Phương của kinh tuyến địa lí đi qua điểm
O
;
Vectơ từ trường Trái Đất tại điểm O
.