magnetismo terrestre
La Terra si comporta come un'enorme calamita i cui poli, chiamati poi magnetici non coincidono con quelli astronomici ma distano da essi circa 2000 km. Il polo Nord magnetico infatti il 1 gennaio 1945 si trovava a 72° 48 lat N nella Penisola di Melville (Canada Artico ) e 108° long W Gr.; il polo Sud magnetico è a 68 ° 12' lat S nella Terra Vittoria (Artide e 115° Long E Gr. Sembra però che i poli magnetici siano soggetti a spostamenti di anno in anno. Per effetto del magnetismo terrestre, l'ago della busso libero di girare intorno ad un asse verticale (bussola di declinazione) rivolge le sue punte in direzione dei poli magnetici ( le polarità dell'ago sono naturalmente opposte a quelle del campo magnetico della Terra), orientandosi però non secondo la linea del meridiano geografico ma formando con essa un angolo detto di declinazione magnetica. Tale angolo può essere orientale od occidentale a seconda che il Polo Nord dell'ago sti trovi ad oriente o ad occidente del meridiano geografico. La declinazione varia da punto a punto e, per il medesimo punto con il tempo. Essa infatti subisce : variazioni diurne che si manifestano co oscillazione, le quali portano la punta dell'ago a sfuggire il Sole; variazioni undecennali, legate con tutta probabilità alle macchie solari che fanno aumentare l'ampiezza delle oscillazione diurne ; variazioni secolari per cui la declinazione di un luogo nello spazio di qualche secolo, può cambiare da oriente ad occidente o viceversa passando per il valore 0. Nei periodi di massima attività delle macchie solari, si manifestano sull'ago le tempeste magnetiche con variazioni di alcuni gradi e per la durata di qualche giorno. Si dicono linee isogoniche o isogone (dal greco isos = uguale e gonos = angolo ) quelle che uniscono tutti i punti aventi la stessa declinazione magnetica.
Il piano passante per l'asse dell'ago magnetico e perpendicolare alla superficie terrestre interseca la superficie stessa secondo il meridiano magnetico. Per l'esatto orientamento i naviganti e gli esploratori si servono di speciali carte geografiche che riportano le isogone.
Verso la metà del secolo XVI si scoprì anche che un ago magnetico, libero di girare attorno ad un asse orizzontale passante per il suo centro di gravità (bussola di inclinazione) forma col piano dell'orizzonte un angolo detto di inclinazione magnetica, che varia col tempo e col variare della latitudine : assume infatti il valore di 90° sui poli magnetici e quello di 0° ad ugual distanza da essi. L'inclinazione può essere positiva, se il Polo Nord dell'ago è in basso rispetto all'orizzonte (nei punti dell'emisfero boreale); negativa se il Polo Nord è in alto (nei punti dell'emisfero australe) Le linee ondulate che uniscono tutti i punti aventi la stessa inclinazione magnetica prendono il nome di isocline ( dal greco isos = uguale e clino = piego ). L'equatore magnetico è la linea che unisce i punti della superficie terrestre la cui inclinazione è uguale a 0°; lungo tale linea, cioè, l'ago resta orizzontale. I punti della superficie terrestre in cui la bussola d'inclinazione si dispone verticalmente, mentre quella di declinazione si trova in equilibrio differente, non assumendo nessun orientamento particolare, vengono detti poli magnetici. La terra oltre alla declinazione e l'inclinazione magnetica presenta un'intensità magnetica che varia da luogo a luogo ed aumenta dall'equatore verso i poli magnetici. Essa può essere rivelata per mezzo di un ago magnetico che venga sospeso liberamente nel suo centro di gravità. In ogni luogo si vedrà che assume una posizione data dalla declinazione dall'inclinazione e dalla intensità del campo magnetico. Le linee isodinamiche sono quelle che uniscono tutti i punti con la stessa intensità magnetica.
Le carte magnetiche sono cartogrammi nei quali vengono tracciate le isogone, che hanno approssimativamente l'andamento dei meridiani e confluiscono tutte nei poli magnetici; le isocline, che hanno all'incirca la direzione dei paralleli geografici; le linee isodinamiche, il cui andamento è simile a quello delle isoterme di gennaio. Si può da ciò dedurre una relazione tra i fenomeni termici e la distribuzione del magnetismo . Si riteneva un tempo che il nucleo centrale della terra costituito in gran parte di ferro, fosse la causa del magnetismo. Ma il ferro in profondità si comporta diversamente che in superficie non conservando le sue proprietà magnetiche sia perché soggetto ad enorme pressione e ad elevata temperatura sia perché si trova unito al nichelio.
Abbandonata questa ipotesi il fisico americano Backett ha tentato di spiegare il campo magnetico terrestre come conseguenza della rotazione del pianeta. Ma i campi magnetici anche di minima intensità possono essere prodotti solo da masse enormi, Perciò l'americano Elsasser e l'inglese Bullard hanno formulato l'ipotesi che nelle parti fluide del nucleo della terra per la diversa velocità di rotazione rispetto alla parte esterna più lenta si verifichino correnti elettriche le quali producono come vuole la fisica un campo magnetico. E' bene far notare che , stando a questa ipotesi la velocità di rotazione della terra dovrebbe diminuire per al frizione interna: ma ciò no nè verificabile
