با پيدايش آهنربا، پس از گذشت زمان كوتاهي پي بردند كه كره زمين نيز خاصيت آهنربايي دارد ؛ تا آنجا كه نام قطب هاي آهن ربا را را بر اساس نام قطب هاي زمين نام گذاري كردند.

به دنبال آن، براي اولين در سال 1600 ميلادي، توسط ? گيلبرت ? زمين به عنوان يك آهنرباي بزرگ معرفي شد.

براي دليل وجود خاصيت مغناطيسي در كره زمين، نظريه هاي متفاوتي از آغاز شناخت آن تا كنون، ارائه شده است و حتي بعضي مي گفتند، خاصيت مغناطيسي كره زمين، تحت تأثير كره هاي ديگر است. اما آخرين نظريه، اين خاصيت را به مواد مذاب داخل كره زمين مربوط مي داند.
خاصيت مغناطيسي كره زمين

يكي از ويژگي هاي مهم كره زمين، وجود خاصيت آهنربايي در آن است و مانند اين است كه درون كره زمين، آهنرباي بسيار بزرگي قرار داده شده است و تا كنون، نظريه هاي گو ناگوني براي علت آن ارائه شده است. آخرين نظريه اين است كه درون كره زمين، مواد مذاب در حال حركت وجود دارد و بيشتر اين مواد، از جنس آهن و نيكل هستند. هنگامي كه اين مواد حركت مي كنند، در اطراف جريان هاي الكتريكي ضعيفي به وجود مي آورند كه در مجموع، باعث مي شود كره زمين، خاصيت آهنربايي پيدا كند و در اطراف كره زمين، ميدان مغناطيسي به وجود مي آيد. ما روي آهنرباي بزرگي به نام ?زمين ? زندگي مي كنيم.

چندين سياره ديگر از سياره هاي منظومه شمسي نيز، ميدان مغناطيسي دارند كه از جمله آنها مي توان از عطارد و مشتري نام برد. اين خاصيت در خورشيد و بسياري ستاره هاي ديگر نيز ديده مي شود.

خاصيت مغناطيسي كره زمين، نقش بسيار مهمي در جهت يابي كشتي ها و هواپيماها دارد. شمال و جنوب مغناطيسي زمين ثابت نيست و در فاصله هاي زماني، به ميزان قابل ملاحظه اي تغيير مي كند.

زاويه انحراف

چنانچه به كمك عقربه مغناطيسي به طرف قطب شمال يا جنوب برويم، به قطب شمال و جنوب واقعي كره زمين نمي رسيم. علت اين است كه قطب شمال و جنوب جغرافيايي و مغناطيسي كره زمين، با هم يكي نيست ؛ يعني اينكه قطب شمال مغناطيسي زمين، درست روي قطب شمال جغرافيايي زمين قرار ندارد و اگر دو قطب جغرافيايي و مغناطيسي زمين را توسط خطي فرضي به به نام ? محور ? به هم وصل كنيم، بين دو محور مغناطيسي و محور جغرافيايي زمين، زاويه اي ساخته مي شود كه به آن، زاويه انحراف گويند. اين زاويه، به مرور زمان، جزئي تغيير مي كند و ثابت نمي ماند، و اندازه آن در نقاط مختلف زمين متفاوت است. زاويه انحراف در جهت يابي هواپيماها و كشتي ها بسيار مهم است. هم اكنون قطب شمال مغناطيسي كره زمين، در شمال كانادا قرار دارد.

زاويه ميل

مطالعه مغناطيسي زمين، نشان مي دهد كه خط هاي ميدان مغناطيسي زمين افقي نيست و با سطح زمين زاويه اي مي سازد همچنين مي دانيم خاصيت مغناطيسي يك آهنربا در نقاط مختلف آن متفاوت است و در دو قطب آن، اين خاصيت بيشتر است. به همين ترتيب، خاصيت آهنربايي كره زمين در دو قطب بيشتر است. پس اگر يك عقربه مغناطيسي آزاد باشد تا بتواند در راستاي عمودي نيز حركت كند، نوك اين عقربه نزديك قطب ها به زمين متمايل مي شود و در خط استواي مغناطيسي عقربه، افقي قرار مي گيرد و در قطب ها، به عنوان مثال قطب شمال، نوك عقربه N آن، عمود بر سطح افقي خواهد شد. پس محور مغناطيسي عقربه هاي مغناطيسي در مكان هاي مختلف استوا تا قطب، نسبت به سطح افق تغيير كرده و زاويه اي با افق مي سازد ؛ اين زاويه را زاويه ميل گويند. پس زاويه ميل، زاويه اي است كه محور مغناطيسي عقربه با سطح افق مي سازد همچنين اين زاويه، در جهت يابي هواپيماها و كشتي ها نقش بسيار مهمي دارد ؛ در جغرافيا به اين زاويه، عرض جغرافيايي گويند.

كشف معدن هاي آهني زمين

مطالعه ميدان مغناطيسي زمين براي هدف هاي علمي و عملي، از اهميت به سزايي برخوردار است. وجود ميدان مغناطيس زمين، انجام پاره اي از بررسي هاي مهم ديگر را ميسر كرده است ؛ از آن جمله، مي توان از روش هاي اكتشاف و مطالعه ذخاير زمين نام برد. تحليل دقيق ميدان مغناطيسي زمين، وسيله توانمندي براي بررسي ذخاير معدني زمين است. در حال حاضر، جست و جوي مغناطيس سنجي، روش ژئوفيزيكي مهم و گسترده اي است كه براي اكتشاف و ذخاير معدني به كار مي رود.
در زمين، نواحي اي وجود دارد كه در آن جا كميت هاي مغناطيسي به طور ناگهاني تغيير مي كنند و مقاديري به خود مي گيرند كه با مقادير مربوط به محل هاي مجاور، تفاوت زيادي دارند تفاوت زياد كميت هاي مغناطيسي در اين ناحيه ها، ناشي از فشار توده بزرگي از سنگ آهن هاي مغناطيسي در زير سطح زمين است ؛ به همين دليل، مطالعه ناهنجاري هاي مغناطيسي، دانسته هاي باارزشي در مورد وجود و محل مخزن هاي سنگ هاي مغناطيسي ارائه مي دهد.

مين هاي دريايي

مواد مغناطيسي مانند آهن كه در ميدان مغناطيسي كره زمين قرار گرفته باشند. به مرور زمان، خاصيت مغناطيسي پيدا مي كنند ؛ مثلاً يك كشتي كه در آن آهن نيز به كار رفته است، به مرور زمان آهنربا مي شود. از اين خاصيت براي به دام انداختن آن استفاده مي شود.

عملكرد يك مين دريايي، به گونه اي است كه خاصيت آهنربايي كشتي بر آن اثر گذاشته و فرمان انفجار صادر مي شود.

در يك مين دريايي، عقربه اي مغناطيسي قرار داده اند كه هنگام عبور كشتي از بالاي آن، عقربه تحت تأثير قرار گرفته و مين از سطح زيرين دريا، به سطح دريا مي رسد و سپس منفجر مي شود. براي خنثي كردن اين مين ها دو روش وجود دارد.

الف ـ مغناطيس نيرومندي را با كابل هاي سيمي از زير هواپيما آويزان كرده و آن را نزديك سطح آب، حركت مي دهند. آهنرباي قوي روي مين ها اثر گذاشته و آنها را خنثي مي كند. گاهي كابل سيمي دايره شكل را به طور شناور روي سطح آب قرار مي دهند و جرياني را از آن مي گذرانند، كه بر اثر اين ميدان مغناطيسي يا جريان جريان ساز و كار، مين ها عمل كرده، بدون هيچ خسارتي منفجر مي شوند.

ب ـ حلقه هايي از سيم عايق شده را به كشتي وصل كنند و جرياني را از آنها مي گذرانند ؛ به طوري كه ميدان مغناطيسي اين جريان مساوي و در خلاف ميدان مغناطيسي كشتي كشتي ( كه يك مغناطيس دائمي است ) باشد. وقتي اين ميدان ها با هم تركيب شوند، يكديگر را خنثي مي كنند و كشتي بدون اين كه ساز و كار مين را به كار اندازند، از روي آن مي گذرد.

باستان شناسي مغناطيسي

ميدان مغناطيسي زمين، منظم و پايدار نيست ؛ بلكه با گذشت سال ها در يك محل معين، مقدار متوسط زاويه انحراف و ميل تغيير مي كند. اين انحراف محور مغناطيسي و در نتيجه، تغييرات زاويه انحراف و زاويه ميل در يك محل نسبت به زمان، شاخه جديدي را در ? باستان شناسي ? به نام ?باستانو مغناطيسي? ايجاد كرده است كه توسط آن، عمر كوره ها، اجاق ها و آتشكده هاي قديمي تعيين مي شود. اساس كار، مبتني بر اين است كه بيشتر خاك رسهايي كه اين اجسام از آنها ساخته شده اند، حاوي مقدار كمي مواد مغناطيسي اند. سمتگيري اين مواد مغناطيسي، با گرم شدن در موقع استفاده عادي تثبيت شده است. با مقايسه جهت فعلي ميدان مغناطيسي زمين با جهت ميدان مغناطيسي اين مواد، مي توان قدمت باستاني تقريبي آن ها را تعيين كرد.

در مقياس طولاني تر زمان ( دوران زمين شناسي )، شواهدي وجود دارد كه نشان مي دهد محور مغناطيسي زمين در مدت چهار ميليون سال گذشته، نه بار كاملاً تغيير جهت داده است. اين شواهد، مبتني بر اندازه گيري هاي خاصيت مغناطيسي ( ضعيف ) تثبيت شده در تخته سنگ هاي با عمر زمين شناسي معين هستند.