Ирина Якутенко
Впоследние дни на научных информационных сайтах появилось большое количествоновостей, посвященных магнитному полю Земли. Например, новость о том, что впоследнее время оно существенно изменяется, или о том, что магнитное полеспособствует утечке кислорода из земной атмосферы и даже про то, что вдольлиний магнитного поля ориентируются коровы на пастбищах. Что представляет собоймагнитное поле и насколько важны все перечисленные новости?
Магнитноеполе Земли – это область вокруг нашей планеты, где действуют магнитные силы.Вопрос о происхождении магнитного поля до сих пор окончательно не решен. Однакобольшинство исследователей сходятся в том, что наличием магнитного поля Земляхотя бы отчасти обязана своему ядру. Земное ядро состоит из твердой внутреннейи жидкой наружной частей. Вращение Земли создает в жидком ядре постоянныетечения. Как читатель может помнить из уроков физики, движение электрическихзарядов приводит к появлению вокруг них магнитного поля.
Однаиз самых распространенных теорий, объясняющих природу поля, — теориядинамо-эффекта — предполагает, что конвективные или турбулентные движенияпроводящей жидкости в ядре способствуют самовозбуждению и поддержанию поля встационарном состоянии.
Землюможно рассматривать как магнитный диполь. Его южный полюс находится нагеографическом Северном полюсе, а северный, соответственно, на Южном. На самомделе, географический и магнитный полюса Земли не совпадают не только по«направлению». Ось магнитного поля наклонена по отношению к осивращения Земли на 11, 6 градуса. Из-за того что разница не очень существенная, мыможем пользоваться компасом. Его стрелка точно указывает на южный магнитныйполюс Земли и почти точно на Северный географический. Если бы компас былизобретен 720 тысяч лет назад, то он бы указывал и на географический и намагнитный северный полюс. Но об этом чуть ниже.
Магнитноеполе защищает жителей Земли и искусственные спутники от губительноговоздействия космических частиц. К таким частицам относятся, например, ионизированные(заряженные) частицы солнечного ветра. Магнитное поле изменяет траекторию их движения,направляя частицы вдоль линий поля. Необходимость наличия магнитного поля длясуществования жизни сужает круг потенциально обитаемых планет (если мы исходимиз предположения, что гипотетически возможные формы жизни похожи на земныхобитателей).
Ученыене исключают, что часть планет земного типа не имеют металлического ядра и, соответственно,лишены магнитного поля. До сих пор считалось, что планеты, состоящие из твердыхскальных пород, как и Земля, содержат три основных слоя: твердую кору, вязкуюмантию и твердое или расплавленное железное ядро. В недавней работе ученые изМассачусетсткого технологического института предложили сразу два возможныхмеханизма образования «скалистых» планет без ядра. Если теоретическиевыкладки исследователей подтвердятся наблюдениями, то формулу для расчетавероятности встретить во Вселенной гуманоидов или хотя бы что-то, напоминающееиллюстрации из учебника биологии, придется переписать.
Землянетоже могут лишиться своей магнитной защиты. Правда, точно сказать, когда этопроизойдет, геофизики пока не могут. Дело в том, что магнитные полюса Землинепостоянны. Периодически они меняются местами. Не так давно исследователиустановили, что Земля «помнит» о смене полюсов. Анализ таких«воспоминаний» показал, что за последние 160 миллионов лет магнитныесевер и юг менялись местами около 100 раз. Последний раз это событие произошлооколо 720 тысяч лет назад.
Сменаполюсов сопровождается изменением конфигурации магнитного поля. Во время«переходного периода» на Землю проникает существенно большекосмических частиц, опасных для живых организмов. Одна из гипотез, объясняющихисчезновение динозавров, утверждает, что гигантские рептилии вымерли именно вовремя очередной смены полюсов.
Кроме«следов» плановых мероприятий по смене полюсов исследователи заметилив магнитном поле Земли опасные подвижки. Анализ данных о его состоянии занесколько лет показал, что в последние месяцы в нем начали происходить опасныеизменения. Настолько резких «движений» поля ученые не регистрировалиуже очень давно. Вызывающая беспокойства исследователей зона находится в южнойчасти Атлантического океана. «Толщина» магнитного поля в этом районене превышает трети от «нормальной». Исследователи давно обратиливнимание на эту «прореху» в магнитном поле Земли. Собранные за 150лет данные показывают, что за этот период поле здесь ослабло на десятьпроцентов.
Наданный момент трудно сказать, чем это грозит человечеству. Одним из последствийослабления напряженности поля может стать увеличение (пусть и незначительное)содержания кислорода в земной атмосфере. Связь между магнитным полем Земли иэтим газом была установлена с помощью системы спутников Cluster – проектаЕвропейского космического агентства. Ученые выяснили, что магнитное поле ускоряетионы кислорода и «выбрасывает» их в космическое пространство.
Несмотряна то, что магнитное поле нельзя увидеть, обитатели Земли хорошо его чувствуют.Перелетные птицы, например, отыскивают дорогу, ориентируясь именно на него.Существует несколько гипотез, объясняющих, как именно они ощущают поле. Одна изпоследних предполагает, что птицы воспринимают магнитное поле визуально. Особыебелки – криптохромы – в глазах перелетных птиц способны менять свое положениепод воздействием магнитного поля. Авторы теории считают, что криптохромы могутвыполнять роль компаса.
Кромептиц магнитное поле Земли вместо GPS используют морские черепахи. И, какпоказал анализ спутниковых фотографий, представленных в рамках проекта GoogleEarth, коровы. Изучив фотографии 8510 коров в 308 районах мира, ученыезаключили, что эти животные предпочтительно ориентируют свои тела с севера наюг (или с юга на север). Причем «реперными точками» для коров служатне географические, а именно магнитные полюса Земли. Механизм восприятиякоровами магнитного поля и причины именно такой реакции на него остаютсянеясными.
Кромеперечисленных замечательных свойств магнитное поле способствует появлениюполярных сияний. Они возникают в результате резких изменений поля, происходящихв удаленных регионах поля.
Магнитноеполе не обошли своим вниманием сторонники одной из «теорий заговора»– теории о лунной мистификации. Как уже упоминалось выше, магнитное полезащищает нас от космических частиц. «Собранные» частицы скапливаютсяв определенных частях поля – так называемых радиационных поясах Ван Алена.Скептики, не верящие в реальность высадок на Луну, считают, что во времяпролета сквозь радиационные пояса астронавты получили бы смертельную дозурадиации.
Магнитноеполе Земли — удивительное следствие законов физики, защитный щит, ориентир исоздатель полярных сияний. Если бы не оно, жизнь на Земле, возможно, выгляделабы совсем иначе. В общем, если бы магнитного поля не было — его необходимо былобы придумать.
Список литературы
Дляподготовки данной работы были использованы материалы с сайта planetarium-kharkov.org