Магнитного поля не существует: магнитное поле не существует 1. вокруг проводника с током 2. вокруг движущихся зар частиц 3.

Непонятно, почему запустилась динамо-машина, сказал Тардуно Live Science, хотя возможно, что огромное планетарное столкновение, создавшее Луну, могло быть ключевым фактором. Это столкновение, которое произошло примерно через 100 000 000 000 000 000 000 лет после того, как Земля объединилась 90 014, могло встряхнуть любую стратификацию или наслоение материалов в ядре Земли: представьте себе встряхивание бутылки с маслом и водой в планетарном масштабе. Это разрушение могло способствовать конвекции, которая до сих пор приводит в движение динамо-машину Земли.

В конце концов, внутреннее ядро, вероятно, вырастет настолько, что конвекция во внешнем ядре перестанет быть эффективной, и магнитное поле исчезнет. Но этот сценарий так далек, что не стоит терять из-за него много сна.

— Мы говорим о миллиардах лет, — сказал Тардуно.

Ослабление магнитного поля

Гораздо важнее для жизни людей то, что магнитное поле ослабевает. Ученые измеряли это ослабление непосредственно с помощью магнитных обсерваторий и спутников в течение последних 160 лет. Было ли поле неустойчивым до этого, немного мрачнее, как и то, что оно будет делать дальше. По словам Тардуно, магнитное поле в настоящее время примерно на 80% диполярно. Это означает, что он действует в основном как стержневой магнит. Если бы вы могли окружить планету железными опилками (и убрать влияние солнца, которое извергает постоянный поток заряженных частиц, называемых солнечный ветер в сторону Земли, раздувающий магнитное поле вокруг, как длинные волосы на ветру), результирующие линии магнитного поля должны показывать четкие север и юг. Но 20% поля недиполярны, что означает, что это сложнее; есть локальные вариации.

Связанный: 5 способов радикально изменить мир в этом столетии

В прошлом магнитное поле перевернулось , поменяв местами Север и Юг. Последний из этих поворотов произошел 780 000 лет назад, примерно в эпоху 9 г.0047 Человек прямоходящий . Этим переворотам обычно предшествует ослабление поля, что вызывает вопросы о том, неизбежен ли еще один переворот. Но поле также временами ослабевает, а затем снова усиливается без переворота — явление, называемое экскурсией.

Тардуно и его команда обнаружили, что причиной этой слабости может быть странный водоворот в ядре под Южной Африкой. Этот водоворот, по-видимому, вызывает Южно-Атлантическую аномалию, известное слабое место в поле, которое простирается примерно от 190 миль (300 километров) к востоку от Бразилии на большей части Южной Америки. В этой области заряженные частицы солнечного ветра падают ближе, чем обычно, к Земле. Южноатлантическая аномалия не особенно заметна на земле. Но спутники на околоземной орбите сталкиваются с более опасными солнечными частицами, и астронавты, которые путешествовали по этому региону на Международной космической станции, сообщили о визуальных явлениях в виде падающих звезд, которые, как считается, вызваны относительно высокими уровнями радиации на уровне низкой Земли. орбита там.

Земля без поля

Тардуно и его команда подозревают, что изменения в мантии под Южной Африкой могли быть триггерной точкой для инверсий магнитного поля

Даже если поле изменится на противоположное, «у нас все еще будет некоторое магнитное поле, просто это будет очень слабое магнитное поле», — сказал Тардуно.

Как будет выглядеть этот мир с минимальным магнитным полем ? Ну, твой компас не сработает, во-первых. «Он просто будет указывать на [область] самого сильного магнитного поля», — сказал Тардуно. «Это может быть очень близко к вам, это может быть очень далеко».

Северное и южное сияние можно было бы увидеть из более низких широт, потому что эти красочные шоу являются результатом взаимодействия между заряженными частицами, выброшенными солнцем в солнечном ветре и магнитосфера Земли. В настоящее время эти полярные сияния появляются около полюсов, следуя главным образом линиям магнитного поля Земли с севера на юг, но более слабое поле позволило бы частицам проникнуть в атмосферу Земли, освещая небо ближе к экватору.

Условия в Южно-Атлантической аномалии для спутников могут стать общими для всего земного шара, что вызовет технические сбои. Солнечные частицы могут пинговать электронику, нарушая биты памяти в так называемых однократных сбоях или SEU. Когда солнечные частицы взаимодействуют с заряженным слоем атмосферы Земли, называемым ионосферой, они также выбивают электроны с их молекулярных орбит. Затем эти свободные электроны мешают передаче высокочастотных радиоволн, используемых для связи.

Взаимодействие между солнечным ветром и атмосферой Земли также может со временем разрушить озоновый слой, сказал Тардуно, что повысит коллективное воздействие ультрафиолетового излучения на человечество и увеличит риск развития рака кожи.

«Хотя это, вероятно, не было бы катастрофой для жизни, без магнитного поля на земле была бы гораздо более высокая доза радиации», — сказал Мартин Арчер, физик космической плазмы из Лондонского университета королевы Марии.

Существует мало свидетельств того, что прошлые изменения магнитного поля влияли на жизнь на Земле. Тем не менее, магнитное поле, несомненно, сформировало поверхность Земли, помогая удержать хрупкую атмосферу планеты от уноса в космос безжалостной силой солнечного ветра, сказал Арчер в интервью Live Science.

Магнитное поле не имеет решающего значения для наличия атмосферы — Венера не имеет магнитного поля и имеет массивную, хотя и неприятную атмосферу, — но оно, безусловно, действует как дополнительный защитный слой. Марс, который раньше имел магнитное поле, но потерял его около 4 миллиардов лет назад, почти полностью лишился атмосферы. По словам Арчера, если бы существовал способ создать на Луне атмосферу, похожую на земную, солнечный ветер превратил бы ее в ничто всего за столетие.

• Почему у Земли есть атмосфера?
• Что произойдет с Землей, когда Солнце умрет?
• Как рассчитывается возраст Земли?

Первоначально опубликовано на Live Science .

(открывается в новой вкладке)

Стефани Паппас — автор статей для журнала Live Science, освещающего самые разные темы — от геонаук до археологии, человеческого мозга и поведения. Ранее она была старшим автором журнала Live Science, но теперь работает внештатным сотрудником в Денвере, штат Колорадо, и регулярно публикует статьи в журналах Scientific American и The Monitor, ежемесячном журнале Американской психологической ассоциации. Стефани получила степень бакалавра психологии в Университете Южной Каролины и диплом о высшем образовании в области научной коммуникации в Калифорнийском университете в Санта-Круз.

6 Ужасные последствия потери магнитного поля Земли

В нашей повседневной жизни так много всего, что мы недооцениваем. Хотя человеческая цивилизация распространилась во все регионы мира, наше существование по-прежнему зависит от сочетания природных явлений, которые находятся вне нашего контроля. Прекрасным примером является точное расстояние Земли от Солнца, создающее идеальные температуры для жизни. Даже величие ландшафтов нашей планеты является продуктом природных явлений — в конце концов, именно тектоника плит заставила подняться Гималаи, создала впечатляющие вулканы, такие как гора Фудзи и Везувий, и сформировала океаны и континенты Земли. Многие особенности нашей планеты делают ее красивой и пригодной для жизни, но что произойдет, если что-то изменится? Что, если изменится одна элементарная часть нашей планеты, и каковы будут последствия для человечества и всей жизни? Что, если бы, например, исчезло магнитное поле Земли? Давайте проведем мысленный эксперимент и представим Землю такой, какая она есть, но без следов геомагнетизма. Как оказалось, это, казалось бы, простое изменение будет иметь серьезные последствия для человечества и всего живого на Земле. Некоторые из полученных эффектов были бы просто странными, другие — совершенно катастрофическими. Конечно, есть небольшой шанс, что это когда-нибудь действительно произойдет, но именно это и делает хороший мысленный эксперимент. Давайте посмотрим:

 1.  Компасы могли бы делать странные вещи

На самом деле компасы — это не что иное, как крошечные магниты, и, как и все магниты, они выравниваются с ближайшими магнитными полями. Удобно, что магнитное поле Земли достаточно сильное, чтобы заставить компасы выровняться с севера на юг, но с исчезновением магнитного поля нашей планеты компасы указывали бы на любой ближайший источник магнетизма. Даже обнажение магнитной породы могло бы помочь. На самом деле, ученые уже документировали этот эффект. Магнитные аномалии — места на Земле, где естественный магнетизм вызывает сбои в работе компасов — встречаются по всему миру. В Центральноафриканской Республике, например, необъяснимые магнитные колебания земной коры заставляют стрелки компаса указывать в случайных направлениях, что делает их бесполезными для навигации. Если бы магнитное поле нашей планеты исчезло, «блуждающие компасы» могли бы стать нормой во всем мире.

2. Птицы не могут мигрировать зимой

Люди — не единственные животные, использующие магнитное поле Земли для навигации. Многие птицы, морские черепахи, лобстеры, медоносные пчелы, лосось и даже плодовые мушки имеют биологические компасы, называемые «магниторецепторами», встроенные в их тела. Птицы используют эту способность для поиска более теплого климата в зимние месяцы, в то время как морские черепахи перемещаются в открытом океане и ищут пляжи, чтобы отложить яйца. Ученые даже считают, что большинство самок морских черепах каждый год возвращаются на одни и те же пляжи — отчасти это стало возможным благодаря их природным компасам.

Если магнитное поле Земли исчезнет, ​​у многих животных, зависящих от навигации по компасу, могут возникнуть серьезные проблемы. Морские черепахи могут буквально потеряться в море. Перелетные птицы могут лететь в неправильном направлении, угрожая их выживанию. Медоносные пчелы могут потеряться, пытаясь найти свои ульи, что может повлиять на опыление цветов и других растений. Из-за того, что их навигационные способности серьезно подорваны, эти и многие другие организмы могут оказаться на грани исчезновения.

3. «Аврора» будет другой

Наряду с нашим биоразнообразием потеря магнитного поля Земли может изменить земные полярные сияния, известные как Северное и Южное сияния. Эти прекрасные явления возникают, когда магнитное поле нашей планеты направляет заряженные частицы от солнца, известные как солнечный ветер, в верхние слои атмосферы нашей планеты. Солнечный ветер обычно отклоняется нашей магнитосферой (невидимой «оболочкой», созданной магнитным полем Земли), но вокруг северного и южного полюсов магнитосфера погружается внутрь, как воронка, позволяя солнечному ветру взаимодействовать с нашими верхними слоями атмосферы. Результатом этого взаимодействия являются впечатляющие разноцветные полосы светящейся плазмы, известные как полярные сияния.

Известно, что полярные сияния на Земле сияют так ярко, что человек может буквально читать их. Но без магнитного поля Земли вся наша верхняя атмосфера подвергалась бы воздействию солнечного ветра, что полностью изменило бы внешний вид наших полярных сияний — они могли бы даже напоминать полярные сияния на Венере и Марсе. Поскольку у этих двух планет нет значительных магнитных полей, иногда на их ночных сторонах разбросаны слабые, менее красочные полярные сияния. Таким образом, наряду с изменением нашего полярного неба, исчезновение нашего магнитного поля может навсегда заглушить одно из самых захватывающих природных чудес Земли.

4. Космические лучи могут достигать поверхности Земли

Наше магнитное поле не просто дает нам красивые полярные сияния: оно поддерживает в нас жизнь. Космические лучи и солнечный ветер губительны для жизни на Земле, и без защиты нашей магнитосферы наша планета постоянно подвергалась бы бомбардировке потоком смертоносных частиц. Воздействие космических лучей на организм может быть довольно ужасающим. Во время лунных миссий, например, астронавты часто сообщали, что видели вспышки света, когда закрывали глаза — прямой результат прохождения космических лучей через их сетчатку. У некоторых даже развилась катаракта годы спустя.

Радиация и космические лучи являются серьезной проблемой для НАСА, особенно когда речь идет о длительных космических полетах. Астронавты во время миссии на Марс могут подвергнуться воздействию радиации и космических лучей в 1000 раз больше, чем на Земле. Если магнитное поле Земли исчезнет, ​​всему человечеству — и, по сути, всей жизни — будет угрожать серьезная опасность. Космические лучи будут бомбардировать наши тела и могут даже повредить нашу ДНК, увеличивая риск рака и других заболеваний во всем мире. Вспышки света, видимые, когда мы закрываем глаза, были бы наименьшей из наших проблем.

5. Повсеместные перебои в подаче электроэнергии и неисправные спутники

Здоровье человека — это одна проблема, но без геомагнитного поля наши технологии также оказались бы в опасности. Спутники могут страдать и повреждаются солнечными бурями, а без магнитного поля Земли каждое электронное устройство может подвергаться воздействию высокоэнергетических частиц космических лучей и солнечного ветра.

Фактически, солнечная активность вызывала такие проблемы и раньше. В 1989 году мощная солнечная вспышка — выброс перегретой плазмы с поверхности Солнца — врезалась в магнитосферу Земли и отключила электричество в Квебеке, Канада. Электросеть всей провинции отключилась на 12 часов, а другие близлежащие регионы с трудом поддерживали свои сети в рабочем состоянии. Некоторые спутники были повреждены, так как их хрупкая электроника просто не была предназначена для того, чтобы выдерживать мощную солнечную бурю, и многие из них вышли из-под контроля в течение нескольких часов после того, как произошла вспышка.

Несмотря на то, что геомагнитная буря 1989 года была необычайно мощной, солнечный ветер всегда поражает нашу магнитосферу, даже во время нормальной солнечной активности. Если бы Земля потеряла свое магнитное поле, не было бы ни магнитосферы, ни линии защиты, даже от более слабых солнечных бурь. Наши электрические сети будут более уязвимы, чем когда-либо, и даже наши компьютеры и другая электроника могут пострадать, если разразится солнечная буря.

6. Наша атмосфера может быть удалена