Вскрылись возможные последствия ослабления магнитного поля Земли: радиация выжжет глаза
Возможную причину вымирания неандертальцев, европейских мамонтов и других представителей древнего мира назвали участники международной научной группы. Ею могло стать изменение климата на Земле, связанное с ослаблением магнитного поля нашей планеты примерно 42 тысячи лет назад. Результаты исследования по моделированию изменения климата в связи с так называемым «геомагнитным экскурсом» были недавно напечатаны в журнале Science. Работа, в которой приняли участие специалисты из Австралии, Новой Зеландии, Англии, США, Швейцарии, Швеции, Германии, Китая и России, была поддержана Российским научным фондом.
Сначала проясним, от чего зависит уровень напряженности магнитного поля Земли и как часто он снижался на нашей планете.
Начнем с самого драматического физического явления — инверсии магнитного поля планеты. При ней северный и южный магнитные полюса меняются местами, и стрелка компаса начинает показывать противоположное направление. Специалисты предполагают, что во время таких инверсий, вызванных изменениями в ядре планеты, магнитосфера Земли ослабевала настолько, что космическое излучение могло достигать поверхности нашей планеты и наносить серьезный вред всему живому.
К счастью, за время существования вида Homo sapiens (он появился примерно 200 тысяч лет назад) на Земле не происходило ни одной такой инверсии. До нас же эти эпохальные события случались, и не раз. Предположительно, последнее произошло около 780 тысяч лет назад.
Но бывают и кратковременные изменения магнитного поля Земли, во время которых ориентация полюсов меняется всего на 40-45% от предыдущей позиции. Оно тоже сопровождается снижением напряженности магнитного поля. Последний и пока единственно доказанный такой сдвиг произошел примерно 42 тысячи лет назад, в конце последнего ледникового периода. Это геомагнитное изменение получило название «экскурс Лашампа». Его зафиксировали в конце 1960-х годов в потоках лавы Лашамп (французский поселок, возле которого производились работы). По остаточному магнитному полю древней лавы специалисты выяснили, что Землю тогда защищало всего 6% от нынешней силы магнитного поля.
Но вот к каким именно изменениям климата и условий жизни могло это привести, ученые выяснили только сейчас. Поводом начать моделирование климата, происходившее при жизни неандертальцев, послужила новая находка 2019 года в Новой Зеландии. Там специалисты нашли окаменелое дерево каури, жившее 1700 лет во время экскурса Лашампа.
Цепочка наших рассуждений об этом событии выстраивается от этой находки, — говорит один из авторов работы Евгений Розанов, руководивший математическим моделированием климата, сотрудник Физико-метеорологической обсерватории Давоса, выпускник Санкт-Петербургского государственного университета. – Сначала наши коллеги получили данные о ширине годичных колец каури и его составе. К этим данным прибавились данные о росте концентрации радиоуглерода (углерода-14), который образуется в атмосфере в результате воздействия галактического излучения, а также бериллия-10.
Кроме того, наши коллеги установили, что кроме ослабления магнитного поля Земли в описываемый период произошло несколько солнечных минимумов (при них снижается защита Земли от космических лучей). Эти два фактора привели к тому, что ионизация за счет галактического излучения возросла на Земле в разы.
– Какой вклад внесли российская сторона в это исследование?
– У нас есть проект, который как раз посвящен изучению экстремальных событий на озоновый слой. Нас попросили рассчитать потенциальные последствия экскурса Лашампа. Мы включили в нашу модель степень ионизации атмосферы, провели численные эксперименты с учетом различных конфигураций магнитного поля и солнечной активности. Выяснилось, что 42 тысячи лет назад происходило существенное падение концентрации озона и рост ультрафиолета, который вреден для кожи и глаз. Также произошло изменение температурного и ветрового режима.
– К чему же это привело?
– К перераспределению температуры. Европа стала на два градуса теплее, а Атлантический океан остыл.
– Живые существа могли пострадать?
– Теоретически, им, конечно, было не комфортно. Из-за изменения климата (там, где был цветущий оазис, из-за смещения циркуляции ветров начались засухи), из-за увеличившейся в разы радиации, которая могла выжигать глаза. Возможно, чтобы прятаться от чересчур сильного дневного света, неандертальцы и ушли в пещеры.
Найдена наскальная живопись тех времен с изображением не только древних мамонтов и оленей, но и светящегося неба, напоминающего авроральные свечения. В настоящее время, поскольку наше магнитное поле достаточно сильно, такие полярные сияния мы можем наблюдать только в северных районах. Тогда они могли наблюдаться даже на широтах тропиков.
— Такое явление может повториться?
— Мы можем только посмотреть, что происходит в настоящее время, и предположить возможный сценарий. Северный магнитный полюс сейчас стремительно смещается из Канады в сторону России, а южный, соответственно, движется ему навстречу. Скорость этого смещения уже доходит до 50-60 километров в год. Ожидает ли нас второй «Лашамп» или смещение все-таки остановится, пока точно сказать не берется никто.
По словам Евгения Розанова, вопросов осталось еще много. В частности, ученым хотелось бы изучить последствия экскурса Лашампа на биосферу. «Тогда мы могли бы точно установить, насколько в результате того древнего события сдвинулись климатические зоны. Мы планирует заняться этими исследованиями в ближайшее время».
Щит для Земли: зачем нашей планете магнитное поле и как оно изменяется?
Магнитное поле защищает поверхность Земли от солнечного ветра и вредного космического излучения. Оно работает как своеобразный щит — без его существования атмосфера была бы разрушена. Рассказываем, как формировалось и менялось магнитное поле Земли.
Читайте «Хайтек» в
Строение и характеристики магнитного поля Земли
Магнитное поле Земли, или геомагнитное поле — магнитное поле, генерируемое внутриземными источниками. Предмет изучения геомагнетизма. Появилось 4,2 млрд лет назад.
Собственное магнитное поле Земли (геомагнитное поле) можно разделить на cледующие основные части:
- главное поле,
- поля мировых аномалий,
- внешнее магнитное поле.
- Главное поле
Более чем на 90% оно состоит из поля, источник которого находится внутри Земли, в жидком внешнем ядре, — эта часть называется главным, основным или нормальным полем.
Оно аппроксимируется в виде ряда по гармоникам — ряда Гаусса, а в первом приближении вблизи поверхности Земли (до трех ее радиусов) близко к полю магнитного диполя, то есть имеет такой вид, как будто земной шар представляет собой полосовой магнит с осью, направленной приблизительно с севера на юг.
- Поля мировых аномалий
Реальные силовые линии магнитного поля Земли, хотя в среднем и близки к силовым линиям диполя, отличаются от них местными нерегулярностями, связанными с наличием намагниченных пород в коре, расположенных близко к поверхности.
Из-за этого в некоторых местах на земной поверхности параметры поля сильно отличаются от значений в близлежащих районах, образуя так называемые магнитные аномалии. Они могут накладываться одна на другую, если вызывающие их намагниченные тела залегают на разных глубинах.
- Внешнее магнитное поле
Оно определяется источниками в виде токовых систем, находящимися за пределами земной поверхности, в ее атмосфере. В верхней части атмосферы (100 км и выше) — ионосфере — ее молекулы ионизируются, формируя плотную холодную плазму, поднимающуюся выше, поэтому часть магнитосферы Земли выше ионосферы, простирающаяся на расстояние до трех ее радиусов, называется плазмосферой.
Плазма удерживается магнитным полем Земли, но ее состояние определяется его взаимодействием с солнечным ветром — потоком плазмы солнечной короны.
Таким образом, на большем удалении от поверхности Земли магнитное поле несимметрично, так как искажается под действием солнечного ветра: со стороны Солнца оно сжимается, а в направлении от Солнца приобретает «шлейф», который простирается на сотни тысяч километров, выходя за орбиту Луны.
Эта своеобразная «хвостатая» форма возникает, когда плазма солнечного ветра и солнечных корпускулярных потоков как бы обтекают земную магнитосферу — область околоземного космического пространства, еще контролируемую магнитным полем Земли, а не Солнца и других межпланетных источников.
Она отделяется от межпланетного пространства магнитопаузой, где динамическое давление солнечного ветра уравновешивается давлением собственного магнитного поля.
- Параметры поля
Наглядное представление о положении линий магнитной индукции поля Земли дает магнитная стрелка, закрепленная таким образом, что может свободно вращаться и вокруг вертикальной, и вокруг горизонтальной оси (например, в кардановом подвесе), — в каждой точке вблизи поверхности Земли она устанавливается определённым образом вдоль этих линий.
Поскольку магнитные и географические полюса не совпадают, магнитная стрелка указывает направление с севера на юг только приблизительно.
Вертикальную плоскость, в которой устанавливается магнитная стрелка, называют плоскостью магнитного меридиана данного места, а линию, по которой эта плоскость пересекается с поверхностью Земли, — магнитным меридианом.
Таким образом, магнитные меридианы — это проекции силовых линий магнитного поля Земли на ее поверхность, сходящиеся в северном и южном магнитных полюсах. Угол между направлениями магнитного и географического меридианов называют магнитным склонением.
Оно может быть западным (часто обозначается знаком «−») или восточным (знак «+») в зависимости от того, к западу или востоку отклоняется северный полюс магнитной стрелки от вертикальной плоскости географического меридиана.
Далее линии магнитного поля Земли, вообще говоря, не параллельны ее поверхности. Это означает, что магнитная индукция поля Земли не лежит в плоскости горизонта данного места, а образует с этой плоскостью некий угол — он называется магнитным наклонением. Оно близко к нулю лишь в точках магнитного экватора — окружности большого круга в плоскости, которая перпендикулярна к магнитной оси.
Природа магнитного поля Земли
Впервые объяснить существование магнитных полей Земли и Солнца попытался Дж. Лармор в 1919 году, предложив концепцию динамо, согласно которой поддержание магнитного поля небесного тела происходит под действием гидродинамического движения электропроводящей среды.
Однако в 1934 году Т. Каулинг доказал теорему о невозможности поддержания осесимметричного магнитного поля посредством гидродинамического динамо-механизма.
А поскольку большинство изучаемых небесных тел (и тем более Земля) считались аксиально-симметричными, на основании этого можно было сделать предположение, что их поле тоже будет аксиально-симметричным, и тогда его генерация по такому принципу будет невозможна согласно этой теорем.
Даже Альберт Эйнштейн скептически относился к осуществимости такого динамо при условии невозможности существования простых (симметричных) решений. Лишь гораздо позже было показано, что не у всех уравнений с аксиальной симметрией, описывающих процесс генерации магнитного поля, решение будет аксиально-симметричным, и в 1950-х годах. несимметричные решения были найдены.
С тех пор теория динамо успешно развивается, и на сегодняшний день общепринятым наиболее вероятным объяснением происхождения магнитного поля Земли и других планет является самовозбуждающийся динамо-механизм, основанный на генерации электрического тока в проводнике при его движении в магнитном поле, порождаемом и усиливаемом самими этими токами.
Необходимые условия создаются в ядре Земли: в жидком внешнем ядре, состоящем в основном из железа при температуре порядка 4–6 тысяч кельвинов, которое отлично проводит ток, создаются конвективные потоки, отводящие от твердого внутреннего ядра тепло (генерируемое благодаря распаду радиоактивных элементов либо освобождению скрытой теплоты при затвердевании вещества на границе между внутренним и внешним ядром по мере постепенного остывания планеты).
Силы Кориолиса закручивают эти потоки в характерные спирали, образующие так называемые столбы Тейлора. Благодаря трению слоев они приобретают электрический заряд, формируя контурные токи. Таким образом, создается система токов, циркулирующих по проводящему контуру в движущихся в (изначально присутствующем, пусть и очень слабом) магнитном поле проводниках, как в диске Фарадея.
Она создает магнитное поле, которое при благоприятной геометрии течений усиливает начальное поле, а это, в свою очередь, усиливает ток, и процесс усиления продолжается до тех пор, пока растущие с увеличением тока потери на джоулево тепло не уравновесят притоки энергии, поступающей за счет гидродинамических движений.
Высказывались предположения, что динамо может возбуждаться за счет прецессии или приливных сил, то есть что источником энергии является вращение Земли, однако наиболее распространена и разработана гипотеза о том, что это все же именно термохимическая конвекция.
Изменения магнитного поля Земли
Инверсия магнитного поля — изменение направления магнитного поля Земли в геологической истории планеты (определяется палеомагнитным методом).
При инверсии северный магнитный полюс и южный магнитный полюс меняются местами, и стрелка компаса начинает показывать противоположное направление. Инверсия — относительно редкое явление, которое ни разу не происходило за время существования Homo sapiens. Предположительно, последний раз оно произошло около 780 тысяч лет назад.
Инверсии магнитного поля происходили через интервалы времени от десятков тысяч лет до огромных промежутков спокойного магнитного поля в десятки миллионов лет, когда инверсии не происходили.
Таким образом, не обнаружено никакой периодичности в смене полюсов, и этот процесс считается стохастическим. За длительными периодами спокойного магнитного поля могут следовать периоды многократных инверсий с различной длительностью и наоборот. Как показывают исследования, смена магнитных полюсов может длиться от нескольких сотен до нескольких сотен тысяч лет.
Специалисты из Университета Джонса Хопкинса (США) предполагают, что во время инверсий магнитосфера Земли ослабевала настолько, что космическое излучение могло достигать поверхности Земли, поэтому это явление могло наносить вред живым организмам на планете, а очередная смена полюсов может привести к еще более серьезным последствиям для человечества вплоть до глобальной катастрофы.
Научные работы в последние годы показали (в том числе и в эксперименте) возможность случайных изменений направления магнитного поля («перескоков») в стационарном турбулентном динамо. По словам заведующего лабораторией геомагнетизма Института физики Земли Владимира Павлова, инверсия — достаточно длинный по человеческим меркам процесс.
Геофизики из Лидского университета Йон Маунд и Фил Ливермор полагают, что через пару тысяч лет произойдет инверсия магнитного поля Земли.
Смещение магнитных полюсов Земли
Впервые координаты магнитного полюса в Северном полушарии были определены в 1831 году, повторно — в 1904 году, затем в 1948 году и 1962, 1973, 1984, 1994 годах; в Южном полушарии — в 1841 году, повторно — в 1908 году. Смещение магнитных полюсов регистрируется с 1885 года. За последние 100 лет магнитный полюс в Южном полушарии переместился почти на 900 км и вышел в Южный океан.
Новейшие данные по состоянию арктического магнитного полюса (движущегося по направлению к Восточно-Сибирской мировой магнитной аномалии через Северный Ледовитый океан) показали, что с 1973 по 1984 год его пробег составил 120 км, с 1984 по 1994 год — более 150 км. Хотя эти данные расчетные, они подтверждены замерами северного магнитного полюса.
После 1831 года, когда положение полюса было зафиксировано впервые, к 2019 году полюс сместился уже более чем на 2 300 км в сторону Сибири и продолжает двигаться с ускорением.
Скорость его перемещения увеличилась с 15 км в год в 2000 году до 55 км в год в 2019 году. Такой быстрый дрейф приводит к необходимости более частой корректировки навигационных систем, использующих магнитное поле Земли, например, в компасах в смартфонах или в резервных системах навигации кораблей и самолетов.
Напряженность земного магнитного поля падает, причем неравномерно. За последние 22 года она уменьшилась в среднем на 1,7 %, а в некоторых регионах, — например в южной части Атлантического океана, — на 10%. В некоторых местах напряженность магнитного поля, вопреки общей тенденции, даже возросла.
Ускорение движения полюсов (в среднем на 3 км/год) и движение их по коридорам инверсии магнитных полюсов (эти коридоры позволили выявить более 400 палеоинверсий) позволяет предположить, что в данном перемещении полюсов следует усматривать не экскурс, а очередную инверсию магнитного поля Земли.
Как появилось магнитное поле Земли?
Специалисты океанографического Института Скриппса и Калифорнийского Университета предположили, что магнитное поле планеты сформировалось благодаря мантии. Американские ученые развили гипотезу, предложенную 13 лет назад группой исследователей из Франции.
Известно, что в течение долгого времени профессионалы утверждали, что именно внешнее ядро Земли генерировало ее магнитное поле. Но потом специалисты из Франции предположили, что мантия планеты была всегда твердой (с момента своего рождения).
Это заключение и заставило ученых задуматься о том, что не ядро могло формировать магнитное поле, а жидкая часть нижней мантии. Состав мантии представляет собой силикатный материал, который считается плохим проводником.
Но так как нижняя мантия должна была оставаться жидкой в течение миллиардов лет, движения жидкости внутри нее не производило электрического тока, а ведь для генерации магнитного поля он был просто необходим.
Сегодня профессионалы считают, что мантия могла быть более мощным проводником, чем считалось прежде. Такое умозаключение специалистов вполне оправдывает состояние ранней Земли. Силикатное динамо возможно только в том случае, если электропроводность ее жидкой части была намного выше и имела низкие показатели давления и температуры.
«Что же там с магнитосферой?» Что происходит с магнитным полем Земли
Аномалия была обнаружена на отрезке от Африки до Южной Америки. Там сила магнитного поля слабеет, что вызывает беспокойство у геофизиков. По их мнению, сейчас изменения еще не критичны, но понять точно ее причины исследователям пока не удается.
Ученые отмечают, что сила магнитного поля крайне важна для Земли. Ее центр располагается в жидком внешнем ядре планеты, на глубине трех тысяч километров под поверхностью. В последнее время к юго-западу от Африки появился второй источник магнитного поля, что привело к смещению и рассеиванию активности. По мнению исследователей, Южноатлантическая аномалия может разделиться на две независимые ячейки.
Такое явление не укладывается в общепринятую теорию, которой руководствуются ученые. Оно не угрожает человечеству, но создает помехи для космических спутников планеты, которые со временем могут усилиться.
Ранее 5-tv.ru рассказывал, какое новое открытие ученых заставит пересмотреть теорию возникновения Луны.
22 мая 2020 21:17 Александр Евстигнеев
Что происходит с магнитным полем Земли: полюса могут поменяться местами
Серьезные проблемы начались у космических спутников, отвечающих за навигацию и телекоммуникации. Причина — резкое ослабление магнитного поля Земли. Обстановку ухудшает еще и то, что магнитные полюса планеты начали стремительно смещаться и, возможно, поменяются местами. Насколько опасна эта аномалия, и к чему она может привести?
Сдвиг полюса, информационная война, развенчание WMAP, штормы / S0 Новости мая.23.2020
Источник Радиопомех, Прогноз Урагана, Новости Магнитной Туманности / S0 В Мае.22.2020
LATEST SOLAR NEWS:
Daily Sun, Earth and Science News
Ученые: Магнитное поле Земли начало ослабевать
Ученые из Европейского космического агентства Swarm сообщили, что магнитное поле Земли начало постепенно ослабевать. По словам специалистов, аномалия вызвала нарушения в работе ряда орбитальных аппаратов.
«Магнитное поле жизненно важно для планеты, так как оно защищает Землю от космического излучения. Заряженные частицы Солнца не попадают в атмосферу благодаря нему. Возможно, аномалии с магнитным полем связаны с изменением температуры ядра. Если его направленность продолжит изменяться так быстро, то в течение нескольких десятилетий проявятся более серьезные последствия. За последние 200 лет магнитное поле потеряло порядка 9% своей мощности. Области пониженной напряженности образовались между Южной Америкой и Африкой», — рассказали ученые.
Площадь аномальной магнитной зоны начала активно увеличиваться с 1970 года. Специалисты зафиксировали ее стабильное расширение примерно на 20 километров в год. Южноатлантическая аномалия примерно 20 лет назад разделилась на две зоны, что ускорило процесс формирования.
Специалисты отмечают, что большая часть современных орбитальных спутников настроены на постоянные значения мощности магнитного поля. Если приборы попадут в область над аномальными регионами, они будут испытывать серьезные неполадки. Пока изменения не критичны, но ситуация может измениться уже спустя 20 лет.
видео солнечного ветра
SWMF-RCM (v01312011): latest real time plots
После ряда отключений аппаратуры космических спутников они только что включились онлайн, т.е. в режиме реального времени и о том, что же было в эти дни с магнитным полем Земли можно только догадываться.
Итак, смотрим внимательно, пока опять не прервали:
(И все-таки продолжаются сбои. )
Сбои в работе спутников Земли связали с магнитной аномалией
Пятый канал 0:31 1:50 1:09
4 фото Ещё 1 видео
Ученые уверены, что технические неполадки будут только усиливаться. Не успел пролететь мимо Земли гигантский астероид, как ученые вновь будоражат впечатлительных читателей тревожными новостями.
Читать в источнике
Подробнее о событии
Сбои в работе спутников Земли связали с магнитной аномалией
Пятый канал — 04:44
Ученые: Магнитное поле Земли начало ослабевать
Дни24 — вчера в 11:36
Ученые: В магнитном поле Земли возникла аномалия
Актуальные Новости — 21 мая в 16:58
Космический Щит Земли. Магнитосфера
Документальные фильмы онлайн
Магнитное поле Земли или геомагнитное поле — магнитное поле, генерируемое внутриземными источниками. Предмет изучения геомагнетизма. Появилось 4,2 млрд лет назад
Собственное магнитное поле Земли (геомагнитное поле) можно разделить на cледующие основные части:
поля мировых аномалий,
внешнее магнитное поле.
Более чем на 90 % оно состоит из поля, источник которого находится внутри Земли, в жидком внешнем ядре, — эта часть называется главным, основным или нормальным полем. Оно аппроксимируется в виде ряда по гармоникам — ряда Гаусса, а в первом приближении вблизи поверхности Земли (до трёх её радиусов) близко к полю магнитного диполя, то есть имеет такой вид, как будто земной шар представляет собой полосовой магнит с осью, направленной приблизительно с севера на юг. Центр этого диполя смещен относительно центра Земли, а ось наклонена к оси вращения Земли на угол около 10°. На такой же угол отстоят от соответствующих географических полюсов геомагнитные полюса — точки пересечения оси диполя с поверхностью Земли. Их положение в различные моменты времени вычисляется в рамках той или иной модели магнитного поля, определяющей тем или иным образом первые три коэффициента в ряду Гаусса. Эти глобальные модели — такие как Международное геомагнитное аналитическое поле (International Geomagnetic Reference Field, IGRF) и Всемирная магнитная модель (World Magnetic Model, WMM) — создаются различными международными геофизическими организациями, и каждые 5 лет утверждаются и публикуются обновлённые наборы коэффициентов Гаусса, определяющих все данные о состоянии геомагнитного поля и его параметрах. Так, согласно модели WMM2015, северный геомагнитный полюс (по сути это южный полюс магнита) имеет координаты 80,37° с. ш. и 72,62° з. д., южный геомагнитный полюс — 80,37° ю. ш., 107,38° в. д., наклон оси диполя относительно оси вращения Земли — 9,63°
Реальные силовые линии магнитного поля Земли, хотя в среднем и близки к силовым линиям диполя, отличаются от них местными нерегулярностями, связанными с наличием намагниченных пород в коре, расположенных близко к поверхности. Из-за этого в некоторых местах на земной поверхности параметры поля сильно отличаются от значений в близлежащих районах, образуя так называемые магнитные аномалии. Они могут накладываться одна на другую, если вызывающие их намагниченные тела залегают на разных глубинах.
Существование магнитных полей протяжённых локальных областей внешних оболочек приводит к тому, что истинные магнитные полюса — точки (вернее, небольшие области), в которых силовые линии магнитного поля абсолютно вертикальны, — не совпадают с геомагнитными, при этом они лежат не на самой поверхности Земли, а под ней. Координаты магнитных полюсов на тот или иной момент времени также вычисляются в рамках различных моделей геомагнитного поля путём нахождения итеративным методом всех коэффициентов в ряду Гаусса. Так, согласно актуальной модели WMM, в 2015 г. северный магнитный полюс находился в точке 86° с. ш., 159° з. д., а южный — 64° ю. ш., 137° в.д. Значения актуальной модели IGRF12 немного отличаются: 86,3° с. ш., 160° з. д., для северного полюса, 64,3° ю. ш., 136,6° в.д для южного.
Соответственно, магнитная ось — прямая, проходящая через магнитные полюса, — не проходит через центр Земли и не является её диаметром.
Положения всех полюсов постоянно смещаются — геомагнитный полюс прецессирует относительно географического с периодом около 1200 лет
Оно определяется источниками в виде токовых систем, находящимися за пределами земной поверхности в её атмосфере. В верхней части атмосферы (100 км и выше) — ионосфере — её молекулы ионизируются, формируя плотную холодную плазму, поднимающуюся выше, поэтому часть магнитосферы Земли выше ионосферы, простирающаяся на расстояние до трёх её радиусов, называется плазмосферой. Плазма удерживается магнитным полем Земли, но её состояние определяется его взаимодействием с солнечным ветром — потоком плазмы солнечной короны.
Таким образом, на большем удалении от поверхности Земли магнитное поле несимметрично, так как искажается под действием солнечного ветра: со стороны Солнца оно сжимается, а в направлении от Солнца приобретает «шлейф», который простирается на сотни тысяч километров, выходя за орбиту Луны. Эта своеобразная «хвостатая» форма возникает, когда плазма солнечного ветра и солнечных корпускулярных потоков как бы обтекают земную магнитосферу — область околоземного космического пространства, ещё контролируемая магнитным полем Земли, а не Солнца и других межпланетных источников; она отделяется от межпланетного пространства магнитопаузой, где динамическое давление солнечного ветра уравновешивается давлением собственного магнитного поля. Подсолнечная точка магнитосферы в среднем находится на расстоянии 10 земных радиусов* R⊕; при слабом солнечном ветре это расстояние достигает 15-20 R⊕, а в период магнитных возмущений на Земле магнитопауза может заходить за геостационарную орбиту (6,6 R⊕).
РЕЗКОЕ изменение МАГНИТНОГО ПОЛЯ Земли. Что говорят учёные? ФАКТЫ и ПРОГНОЗЫ 2019
На сегодняшний день существует большой риск непонимания и недооценки всех факторов и масштабов влияния разнообразных космических и геологических процессов на глобальное изменение климата на Земле.
Что же происходит с магнитным полем Земли?
Почему ученые были вынуждены обновить данные Всемирной магнитной модели?
Скорость дрейфа магнитного полюса увеличилась на 500%!
На что обратили внимание моряки в работе навигационных приборов?
Интервью с ведущими специалистами Института геофизики им. С.И. Субботина НАН Украины.
А также смотрите в выпуске:
Магнитное поле Земли, или как его еще называют “геомагнитное поле” — это невидимый щит, защищающий нашу планету от воздействия космического излучения и солнечного ветра. Солнце постоянно выбрасывает потоки ионизированных частиц, которые опасны для жизни на Земле. Магнитное поле Земли не пускает вредоносные частицы к поверхности планеты и заставляет их огибать Землю.
Магнитное поле Земли связано с процессами, происходящими в жидком и твердом ядре планеты. Как эти процессы влияют на общепланетарный климат?
Прогнозы ученых о переполюсовке; это происходит уже сейчас-инверсия или экскурс?
Влияние магнитного поля на человека, растения и животный мир.
Прогнозирования стихийных бедствий путем наблюдения за состоянием магнитного поля Земли.
Методы измерения магнитного поля планеты, роль Интернациональной сети «Интермагнет», миссии искусственных спутников;
Северный магнитный полюс стремится в Сибирь. Что это значит?
В отличие от географических полюсов, магнитные имеют свойство свободно гулять на десятки километров в год. В 2019 году это движение было столь быстрым и неожиданным, что ученым, которые отвечают за Всемирную магнитную модель, пришлось экстренно корректировать представление магнитного поля Земли. Скорость смещения за последние 20 лет выросла с 15 километров в год до 55. Чем грозит столь быстрый дрейф магнитного полюса?
В смещении северного магнитного полюса ничего необычного нет. Когда в ходе экспедиции в 1821 году впервые обнаружили непосредственную точку, куда указывает компас, она находилась на полуострове Бутия в канадской Арктике. Через 70 лет норвежец Амундсен заново открыл северный магнитный полюс в 50 километрах от первой локации. Следующие 90 лет полюс мигрировал на север со скоростью примерно 15 километров в год.
А вот в 1990-х движение точки, в которую указывают все наши компасы, только ускорялось. К 2017 году эта точка преодолела географический Северный полюс и продолжает двигаться в сторону Сибири и полуострова Таймыр. За это время скорость перемещения выросла в четыре раза и сейчас составляет 50—60 километров в год.
«К 2040 году все компасы, вероятно, будут указывать восточнее истинного севера, — рассказывал ученый Кьяран Бегган из Британской геологической службы, которая отслеживает перемещение северного магнитного полюса. — Последние 350 лет магнитный север скитался по одной и той же части Канады».
Геологическая служба совместно с коллегами из США занимается сбором информации для Всемирной магнитной модели — крупномасштабного пространственного представления магнитного поля Земли.
Эта магнитная оболочка вокруг нашей планеты защищает все живое от смертоносного и разрушительного солнечного излучения. Не будь ее, Земля сегодня могла бы выглядеть как Марс: солнечный ветер сдул бы живительную атмосферу и лишил планету океанов и растительности.
Во время экспедиций автоматических аппаратов к Марсу было выявлено, что магнитное поле этой планеты обладает напряженностью в 500 раз слабее земного. Оно крайне неустойчивое.
Инверсия полюсов
Магнитное поле Земли также может ослабевать в случаях, когда происходит инверсия: северный и южный магнитные полюсы меняются местами, а стрелка компаса начинает указывать в противоположном направлении. За историю существования человека как живого вида такого не случалось.
Однако в истории планеты инверсии магнитного поля бывали, и случалось это не раз. За последние 80 млн лет ученые насчитали 183 таких разворота. И носили они статистически абсолютно случайный характер, никаких закономерностей или периодичности ученые в ходе изысканий не обнаружили.
При этом сильно различаются и оценки того, насколько быстро происходили подобные развороты. Некоторые специалисты подсчитали, что в среднем на завершение разворота нужно 7 тыс. лет. Последний разворот, который имел место 780 тыс. лет назад, произошел за 22 тыс. лет, как считают ученые.
Хотя бывали и случаи, когда разворот случался всего за несколько сотен лет. Так было, например, в конце последнего ледникового периода, примерно 41 тыс. лет назад. Речь про событие, которое получило название палеомагнитного экскурса Лашамп-Каргаполово. Это была не полная инверсия, а экскурс: полярность сменилась, но магнитное поле вскоре восстановило прежнюю полярность.
Немецкий исследовательский центр наук о Земле в 2012 году опубликовал работу, посвященную этому событию. Ученые писали, что 41 тыс. лет назад компас в районе Черного моря указывал на юг. Как об этом узнаю́т? По анализу намагниченности океанических отложений и лавовых потоков.
«Геометрия поля обратной полярности с силовыми линиями, ориентированными в противоположном направлении по сравнению с сегодняшней конфигурацией, просуществовала всего около 440 лет, и это было связано с напряженностью поля, которая составляла только четверть от сегодняшней», — рассказывал один из ведущих авторов работы Норберт Новачик.
Фактическая смена полярности длилась всего 250 лет. С точки зрения геологических масштабов времени это очень быстро.
В этот период магнитное поле было еще слабее — всего 5% от его нынешней напряженности. Как итог, Земля почти полностью лишилась своего экрана, защищающего ее от жестких космических лучей, значительно выросло радиационное воздействие. Это подтверждается пиками радиоактивного бериллия, который был обнаружен в кернах льда, извлеченных из ледникового щита в Гренландии. Они возникли в результате столкновения высокоэнергетических протонов с атомами в атмосфере планеты.
Ученые отмечают, что в последние 200 лет магнитное поле Земли уменьшилось примерно на 10%. Вкупе с ускорившимся дрейфом северной точки можно было бы спекулировать о том, что грядет смена магнитных полюсов планеты. Однако процесс этот может быть столь долгим, что к моменту полной инверсии человеческая цивилизация будет выглядеть совершенно иначе.
Но падение напряженности магнитного поля, которое сопровождает инверсию, делает Землю менее защищенной от враждебного космического излучения. Вскоре после того, как были составлены первые хронологические карты инверсий, ученые начали сопоставлять их с известными массовыми вымираниями на планете.
И действительно, некоторые периоды инверсий совпадали с периодами геологических катастроф и значительным сокращением биоты. Но из-за крайней сложности подобных исследований и недостатка информации обнаружить какие-либо четкие взаимосвязи практически невозможно. Ведь инверсия может быть не причиной, а следствием подобного вымирания, которое началось в результате падения крупного астероида, последовавшей вулканической активности и инверсии.
Что известно точно, так это то, что смещение северного магнитного полюса будет означать и смещение полярных сияний. Кто знает, где будут наблюдать их в ближайшие тысячи или сотни лет.
Почему магнитный полюс дрейфует?
Чем ученые объясняют смещение северного магнитного полюса? Надо понимать, что магнитное поле создается благодаря богатому железом ядру планеты, которое находится в постоянном вращении. Как у любого магнетика, у него есть юг и север. Магнитный полюс — это место, где поле проходит перпендикулярно поверхности Земли и где свободно вращающаяся магнитная стрелка будет указывать ровно вниз.
Из учебников физики мы знаем, что силовые линии магнитного поля входят в южный полюс и выходят из северного. Так что с точки зрения науки на севере у нас на самом деле находится южный магнитный полюс, а на юге — северный. Но земляне договорились отказаться от этой условности, чтобы избежать путаницы. Так что давайте перевернем страницу и забудем этот шаг в сторону от повествования.
Филип Ливермор с коллегами из Университета Лидса в Великобритании в относительно свежей научной работе пришли к выводу, что движение магнитного полюса на севере связано с «перетягиванием каната» между двумя участками отрицательного магнитного поля под Канадой и Сибирью. В последние годы канадское пятно значительно ослабло, что позволило сибирскому потянуть полюс в своем направлении. В следующий десяток лет полюс продолжит двигаться в сторону Сибири и пройдет расстояние в 660 километров.
«В период с 1999 по 2019 год на сибирском пятне наблюдалось незначительное усиление, а на канадском участке значительно снизилось абсолютное значение», — комментирует Ливермор.
Команда ученых смоделировала это изменение напряженности, чтобы выяснить, что за изменения в ядре Земли их вызвали, и пришли к выводу, что примерно в 1970-х годах в ядре произошло изменение потока жидкого железа.
В последние 7 тыс. лет северный магнитный полюс хаотично перемещался вокруг географического, следуя непредсказуемым потокам железа в ядре. И куда бы он ни двинулся сейчас, можно с уверенностью сказать, что вряд ли он останется там надолго.
Читайте также:
Наш канал в Telegram. Присоединяйтесь!
Есть о чем рассказать? Пишите в наш Telegram-бот. Это анонимно и быстро