Магнитные поля земли: Магнитное поле земли и здоровье человека

Содержание

Магнитное поле земли и здоровье человека

Сейфулла Р.Д. 
М.: ООО “Самполиграфист”, 2013. 120 с.

Магнитное поле Земли в первом приближении представляет собой диполь, полюса которого располагаются рядом с полюсами планеты. Магнитное поле – разновидность электромагнитного поля, создаваемого движущимися электрическими зарядами или токами и оказывающая силовое воздействие на движущиеся заряды или токи. Поле определяет магнитосферу, которая отклоняет частицы солнечного ветра. Они накапливаются в радиационных поясах – двух концентрических областях в форме экватора вокруг Земли. Около магнитных поясов эти частицы могут “высыпаться” в атмосферу и приводить к появлению полярных сияний. Нашу планету окружает магнитное поле, которое существует с момента её формирования. Всё, что находится на Земле подвержено действию невидимых силовых линий этого поля. Именно это обстоятельство заинтересовало нас в большей степени, так как структура и функция Земли, а также и человеческого организма тесным образом связана с наличием электрических зарядов, которые определяют все процессы, связанные с жизнедеятельностью всех организмов, находящихся на её поверхности, в воде, в почве, в воздухе.

Земля обладает электрическим и магнитным полем. Вся планета имеет отрицательный заряд, а ионосфера положительный. Линии напряженности электрического поля направлены сверху (от ионосферы) вниз (к Земле). Напряженность поля порядка Е = 120 – 130 в/м. Проведя несложные вычисления был сделан вывод, что в электромагнитном поле Земли заключена колоссальная энергия. Проблема получения энергии из магнитного поля Земли весьма актуальна для человечества. Такой приёмник – генератор был сделан ещё в 1889 году Николой Тесла, но правительство США запретило разглашать эту тайну по коммерческим соображениям. В теле человека имеется своё силовое поле, вследствие протекания крови по сосудам. В здоровом теле человека и в нормальных атмосферных условиях имеется полное соответствие и взаимодействие внешнего и внутреннего магнитных полей. Кроме того, существует магнитное поле Солнца, космических галактик и Земли, которые оказывают своё действие на поведение человека и животных (перелётных птиц, рыб, членистоногих, насекомых), которые безошибочно определяют направления движения на тысячи километров.

Оказалось, что изменение магнитного поля Земли является причиной многих заболеваний, которые лечатся другими способами, что требует особого внимания специалистов и лечащих врачей. Так называемые магнитные бури, в которых принимают участие Солнце, солнечный ветер, а также магнитное поле Земли создают много проблем и являются причиной ненормального поведения человека, в том числе и криминального, а также тяжелейших заболеваний: инсультов мозга, инфарктов миокарда, психических расстройств, ДТП и другого криминального и суицидального поведения, о чем пойдёт речь ниже. Японский врач – исследователь Киочи Накагава обратил внимание в середине ХХ века на то, что дефицит магнитного поля Земли является причиной многочисленных заболеваний, которые он объединил общим названием синдром дефицита магнитного поля Земли . Накагава, а также другие ученые поддержали это открытие и предложили проводить коррекцию магнитного поля при его дефиците, при помощи магнитотерапии, что позволило проводить профилактику и лечение многих заболеваний при помощи компенсации недостающего магнитного поля.

Это касается, прежде всего, сердечно-сосудистой системы, которая занимает в настоящее время первое место среди других заболеваний. Дело в том, что каждая молекула в магнитном поле вытягивается и поляризуется. Один её конец становится северным магнитным полюсом, а другой – южным. В таком виде каждая молекула легче вступает в электрохимические реакции и в организме идёт правильный обмен веществ. Резкое усиление магнитного поля при магнитной буре или геомагнитной зоне всегда отрицательно сказывается на самочувствии человека. Однако, отсутствие или ослабление магнитного поля является для организма критической ситуацией. Дополнительным фактором риска является электромагнитный смог (создаваемый компьютерными дисплеями, электробытовыми приборами, TV и другими) уменьшают воздействие на наш организм геомагнитного поля Земли. У вернувшихся из космического полёта космонавтов обнаруживали остеопороз, тяжелую депрессию и другие патологические состояния. Важной составляющей для нормализации физиологических функций является восстановление полярности клеток и активизация работы ферментных систем, а также улучшения кровообращения.
Автор в течение 33 лет занимается проблемами спортивной фармакологии со спортсменами высшей квалификации, что требует нестандартных, недопинговых подходов (к подготовке спортсменов экстра – класса) особенно восстановления. Поэтому нас заинтересовала, в своё время, проблема дефицита магнитного поля Земли и соответствующие меры её коррекции для того, чтобы повысить работоспособность физически одарённых спортсменов без применения искусственных стимуляторов. Автор не ставил перед собой задачи процитировать всех авторов, которые занимались проблемами магнитного поля Земли, так как их существует многие тысячи как в нашей стране, так и за рубежом, а попытался продемонстрировать основные тенденции этой проблемы, касающихся здоровья человека.

Издание носит научно-популярный характер. В космосе постоянно работают и накапливают необходимый опыт для межпланетных полётов коллективы отечественных и зарубежных ученых исследователей для перспективы создания постоянно действующих обитаемых станций с человеком и разработки полезных ископаемых.


 



Часть I.
Природа магнитного поля Земли и влияние его на человека

Глава 1. Вселенная и строение солнечной системы
Глава 2. Солнечная система во вселенной
Глава 3. Напряженность магнитного поля Земли
Глава 4. Позитивные свойства магнитного поля Земли
Глава 5. Роль магнитного поля в жизнедеятельности человека
Глава 6. Атмосфера Земли
Глава 7. Влияние магнитных бурь на организм человека

Часть II.
Электрические и магнитные свойства при передаче нервного импульса

Глава 8. Поляризация мембраны живой клетке

Глава 9. Живые ткани как источник энергетических потенциалов
Глава 10. Синдром дефицита магнитного поля Земли
Глава 11. Коррекция магнитного поля спортсменов при помощи магнитотерапии
Глава 12. Естественный баланс дефицита магнитного поля Земли
Глава 13. Влияние магнитного поля Земли на космонавтов
Глава 14. Биоэлектрические явления (при эпилепсии) в процессах передачи информации в организме
Глава 15. Патофизиологические причины эпилепсии
Глава 16. Межнейронные связи при передаче информации в организме 
Глава 17. Необходимые условия для нормальной работы ЦНС
Глава 18. Профилактическое действие магнитотерапии при дефиците магнитного поля
Глава 19. О пользе магнитов при дефиците магнитного поля Земли
Глава 20. Перспективы развития цивилизаций


Магнитная катастрофа. К чему приведет смена полюсов Земли

https://ria.ru/20210324/magnitosfera-1602457884.html

Магнитная катастрофа. К чему приведет смена полюсов Земли

Магнитная катастрофа. К чему приведет смена полюсов Земли – РИА Новости, 24.03.2021

Магнитная катастрофа. К чему приведет смена полюсов Земли

За время существования Земли северный и южный магнитные полюса неоднократно менялись местами. Теоретически это может произойти и сейчас — в любой момент. Чтобы… РИА Новости, 24.03.2021

2021-03-24T08:00

2021-03-24T08:00

2021-03-24T08:34

европейское космическое агентство

земля – риа наука

российский научный фонд

геология

наука

арктика

солнце

электромагнитное излучение

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdn22.

img.ria.ru/images/07e5/03/16/1602374073_0:257:2730:1793_1920x0_80_0_0_7dc91fc28fc97c611f604255f8785b26.jpg

МОСКВА, 24 мар — РИА Новости, Владислав Стрекопытов. За время существования Земли северный и южный магнитные полюса неоднократно менялись местами. Теоретически это может произойти и сейчас — в любой момент. Чтобы представить себе последствия, ученые впервые в деталях восстановили, что было на планете при последнем перевороте полюсов, 42 тысячи лет назад.Блуждающий полюсСеверный магнитный полюс, на который указывает стрелка компаса, постоянно смещается, поэтому любые его координаты — временные и неточные. После того как в 1831 году английский полярный исследователь Джеймс Росс впервые зафиксировал магнитный полюс в районе островов Канадского архипелага, он сильно сдвинулся и сейчас находится в центральной части Северного Ледовитого океана, продолжая дрейфовать в сторону российского арктического побережья. Не стоит на месте и южный полюс.Это объясняют процессами, происходящими в ядре Земли.

Считается, что его внешняя часть состоит из жидких металлов, они перемешиваются, возниает электрический ток и, соответственно, магнитное поле. Это называется магнитным динамо. Недавно исследователи из Великобритании и Дании проанализировали данные со спутников Swarm Европейского космического агентства за последние два десятка лет и установили, что положение магнитных полюсов определяется соотношением глубинных магнитных потоков, формирующихся у ядра.С 1990-х северный магнитный полюс ускорился в четыре раза и сейчас преодолевает около 65 километров в год. Вместе с тем магнитное поле в среднем по планете теряет по 20 нанотесла в год, то есть слабеет на пять процентов в столетие. Это происходит, конечно, неравномерно — где-то поле и усиливается. Но в целом за последние 150 лет уменьшилось на десять процентов. Это тревожный сигнал.Опасная переполюсовкаВ истории Земли было несколько сотен инверсий магнитных полюсов. Причем никакой закономерности тут не просматривается. Например, сто миллионов лет назад полярность не менялась почти 40 миллионов лет.
А последняя инверсия, произошедшая примерно 42 тысячи лет назад и получившая название экскурса Лашамп по местечку во Франции, была очень короткой — полюса буквально сразу по геологическим меркам — в течение нескольких сотен лет — вернулись в прежнее положение. Но этого оказалось достаточно, чтобы вызвать резкие изменения климата и еще целую серию последствий, драматических для всего живого.Недавно опубликовали результаты первого в своем роде исследования, восстанавливающего по косвенным данным события, связанные с экскурсом Лашамп. В работе участвовали ученые из Австралии, Новой Зеландии, Англии, США, Швейцарии, Швеции, Германии, Китая и России.Отправной точкой послужили обнаруженные на севере Новой Зеландии огромные окаменелые стволы дерева каури, пролежавшие в торфяных почвах 41-42 тысячи лет. Проанализировав ширину и состав годичных колец, ученые сделали выводы об особенностях окружающей среды за 1700 лет — непосредственно до и в период экскурса Лашамп.”Мы также изучили хронику магнитного поля в горных породах, следы космических излучений во льдах Антарктиды и Гренландии и прочие следы процессов того времени.
Благодаря годичным кольцам мы уточнили датировку и синхронизовали данные от разных источников”, — пресс-релиз Российского научного фонда, поддержавшего исследование грантом, привел слова Евгения Розанова, геофизика из Санкт-Петербургского государственного университета и Физико-метеорологической обсерватории в Давосе (Швейцария), отвечавшего в проекте за математическое моделирование.Ученые установили, что в течение примерно полутора тысяч лет магнитное поле Земли уменьшалось, а значит, слабела защита поверхности планеты от потока ионизированных частиц — солнечного ветра и космических лучей. Подсчитали, что при переполюсовке эта защита снизилась на 90 процентов. Это подтверждает соотношение изотопов углерода, бериллия и кислорода в слоях льда той эпохи.Похоже на конец светаНа тот же период приходится ряд минимумов солнечной активности. В сочетании со слабым геомагнитным полем это создало условия “идеального шторма” — Земли достигало намного больше космического излучения, чем раньше. Озоновый слой разрушался, растительный и животный мир планеты подвергался жесткому ультрафиолетовому облучению.
Природа менялась — например, Австралия превратилась в пустыню, многие виды животных и растений вымерли. Неслучайно примерно тогда же исчезли неандертальцы, а люди современного типа, представители ориньякской культуры, стали жить в пещерах.Исследователи разработали подробную химико-климатическую модель атмосферы Земли, учитывающую разные внутренние и внешние факторы, в том числе циркуляцию вещества и теплообмен, химические процессы и ядерные реакции в верхних слоях. Моделирование показало, что при экскурсе Лашамп количество озона над поверхностью Земли упало примерно на пять процентов, а в низких широтах — на 10-15. На столько же увеличился поток ультрафиолета, особенно сильно в районе экватора. Ионизация стратосферы подскочила на несколько порядков, и полярное сияние охватывало всю планету.Глобальная климатическая система изменилась: в Северной Европе и на северо-востоке Азии потеплело, а в Северной Америке похолодало. В низких широтах резко усилилась облачность и участились грозы — в ионизированном воздухе, отлично проводящем электричество, непрерывно возникали электрические бури. “Это выглядело как конец света”, — цитирует руководителя исследования, профессора Алан Купер из Южно-Австралийского музея естественной истории в Аделаиде, пресс-служба Университета Нового Южного УэльсаПредвидение Дугласа АдамсаНаиболее драматично ситуация складывалась не в момент фактического переворота полюсов, а за несколько сотен лет до этого, 42 300-41 600 лет назад, когда напряженность магнитного поля упала примерно до шести процентов сегодняшнего значения. Это назвали “переходным геомагнитным событием Адамса” в честь английского писателя-фантаста Дугласа Адамса. В романе “Автостопом по галактике” он писал, что число 42 — это “ответ на главный вопрос жизни, Вселенной и всего такого”.Ученые впервые напрямую связали инверсию магнитных полюсов с крупномасштабными изменениями природы, причем сделали это на основе точного радиоуглеродного анализа. До этого считалось, что геомагнитные колебания практически не влияют на климат и биосферу Земли.Нынешнее ослабление магнитного поля, по мнению авторов исследования, может свидетельствовать о приближении очередной инверсии. Для современной цивилизации с ее электронной аппаратурой и орбитальными спутниками, весьма чувствительными к космическому излучению, последствия могут быть намного серьезнее, чем для наших пещерных предков.

https://ria.ru/20200608/1572615832.html

https://ria.ru/20190516/1553542208.html

арктика

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2021

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdn21.img.ria.ru/images/07e5/03/16/1602374073_0:0:2730:2048_1920x0_80_0_0_c289057f458d5837f5ff0b386824f2e2. jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

европейское космическое агентство, земля – риа наука, российский научный фонд, геология, арктика, солнце, электромагнитное излучение

МОСКВА, 24 мар — РИА Новости, Владислав Стрекопытов. За время существования Земли северный и южный магнитные полюса неоднократно менялись местами. Теоретически это может произойти и сейчас — в любой момент. Чтобы представить себе последствия, ученые впервые в деталях восстановили, что было на планете при последнем перевороте полюсов, 42 тысячи лет назад.

Блуждающий полюс

Северный магнитный полюс, на который указывает стрелка компаса, постоянно смещается, поэтому любые его координаты — временные и неточные. После того как в 1831 году английский полярный исследователь Джеймс Росс впервые зафиксировал магнитный полюс в районе островов Канадского архипелага, он сильно сдвинулся и сейчас находится в центральной части Северного Ледовитого океана, продолжая дрейфовать в сторону российского арктического побережья. Не стоит на месте и южный полюс.

Это объясняют процессами, происходящими в ядре Земли. Считается, что его внешняя часть состоит из жидких металлов, они перемешиваются, возниает электрический ток и, соответственно, магнитное поле. Это называется магнитным динамо.

Недавно исследователи из Великобритании и Дании проанализировали данные со спутников Swarm Европейского космического агентства за последние два десятка лет и установили, что положение магнитных полюсов определяется соотношением глубинных магнитных потоков, формирующихся у ядра.

С 1990-х северный магнитный полюс ускорился в четыре раза и сейчас преодолевает около 65 километров в год. Вместе с тем магнитное поле в среднем по планете теряет по 20 нанотесла в год, то есть слабеет на пять процентов в столетие. Это происходит, конечно, неравномерно — где-то поле и усиливается. Но в целом за последние 150 лет уменьшилось на десять процентов. Это тревожный сигнал.

Опасная переполюсовка

В истории Земли было несколько сотен инверсий магнитных полюсов. Причем никакой закономерности тут не просматривается. Например, сто миллионов лет назад полярность не менялась почти 40 миллионов лет. А последняя инверсия, произошедшая примерно 42 тысячи лет назад и получившая название экскурса Лашамп по местечку во Франции, была очень короткой — полюса буквально сразу по геологическим меркам — в течение нескольких сотен лет — вернулись в прежнее положение. Но этого оказалось достаточно, чтобы вызвать резкие изменения климата и еще целую серию последствий, драматических для всего живого.Недавно опубликовали результаты первого в своем роде исследования, восстанавливающего по косвенным данным события, связанные с экскурсом Лашамп. В работе участвовали ученые из Австралии, Новой Зеландии, Англии, США, Швейцарии, Швеции, Германии, Китая и России.

Отправной точкой послужили обнаруженные на севере Новой Зеландии огромные окаменелые стволы дерева каури, пролежавшие в торфяных почвах 41-42 тысячи лет. Проанализировав ширину и состав годичных колец, ученые сделали выводы об особенностях окружающей среды за 1700 лет — непосредственно до и в период экскурса Лашамп.

“Мы также изучили хронику магнитного поля в горных породах, следы космических излучений во льдах Антарктиды и Гренландии и прочие следы процессов того времени. Благодаря годичным кольцам мы уточнили датировку и синхронизовали данные от разных источников”, — пресс-релиз Российского научного фонда, поддержавшего исследование грантом, привел слова Евгения Розанова, геофизика из Санкт-Петербургского государственного университета и Физико-метеорологической обсерватории в Давосе (Швейцария), отвечавшего в проекте за математическое моделирование.

Ученые установили, что в течение примерно полутора тысяч лет магнитное поле Земли уменьшалось, а значит, слабела защита поверхности планеты от потока ионизированных частиц — солнечного ветра и космических лучей. Подсчитали, что при переполюсовке эта защита снизилась на 90 процентов. Это подтверждает соотношение изотопов углерода, бериллия и кислорода в слоях льда той эпохи.

Похоже на конец света

На тот же период приходится ряд минимумов солнечной активности. В сочетании со слабым геомагнитным полем это создало условия “идеального шторма” — Земли достигало намного больше космического излучения, чем раньше. Озоновый слой разрушался, растительный и животный мир планеты подвергался жесткому ультрафиолетовому облучению.

Природа менялась — например, Австралия превратилась в пустыню, многие виды животных и растений вымерли. Неслучайно примерно тогда же исчезли неандертальцы, а люди современного типа, представители ориньякской культуры, стали жить в пещерах.

Исследователи разработали подробную химико-климатическую модель атмосферы Земли, учитывающую разные внутренние и внешние факторы, в том числе циркуляцию вещества и теплообмен, химические процессы и ядерные реакции в верхних слоях.

Моделирование показало, что при экскурсе Лашамп количество озона над поверхностью Земли упало примерно на пять процентов, а в низких широтах — на 10-15. На столько же увеличился поток ультрафиолета, особенно сильно в районе экватора. Ионизация стратосферы подскочила на несколько порядков, и полярное сияние охватывало всю планету.

Глобальная климатическая система изменилась: в Северной Европе и на северо-востоке Азии потеплело, а в Северной Америке похолодало. В низких широтах резко усилилась облачность и участились грозы — в ионизированном воздухе, отлично проводящем электричество, непрерывно возникали электрические бури.”Это выглядело как конец света”, — цитирует руководителя исследования, профессора Алан Купер из Южно-Австралийского музея естественной истории в Аделаиде, пресс-служба Университета Нового Южного Уэльса

8 июня 2020, 11:19

Российские ученые определили новые координаты Южного магнитного полюса

Предвидение Дугласа Адамса

Наиболее драматично ситуация складывалась не в момент фактического переворота полюсов, а за несколько сотен лет до этого, 42 300-41 600 лет назад, когда напряженность магнитного поля упала примерно до шести процентов сегодняшнего значения.

Это назвали “переходным геомагнитным событием Адамса” в честь английского писателя-фантаста Дугласа Адамса. В романе “Автостопом по галактике” он писал, что число 42 — это “ответ на главный вопрос жизни, Вселенной и всего такого”.

Ученые впервые напрямую связали инверсию магнитных полюсов с крупномасштабными изменениями природы, причем сделали это на основе точного радиоуглеродного анализа. До этого считалось, что геомагнитные колебания практически не влияют на климат и биосферу Земли.

Нынешнее ослабление магнитного поля, по мнению авторов исследования, может свидетельствовать о приближении очередной инверсии. Для современной цивилизации с ее электронной аппаратурой и орбитальными спутниками, весьма чувствительными к космическому излучению, последствия могут быть намного серьезнее, чем для наших пещерных предков.

16 мая 2019, 14:11НаукаУченые объяснили, почему северный магнитный полюс “переезжает” в Россию

раскрыта тайна магнитного поля Земли

Учёные заглянули в самое начало эволюции планеты и обнаружили, что её знаменитый антирадиационный щит на самом деле возник не так, как мы привыкли думать.

Как устроена магнитосфера Земли

Планета находится в гигантском облаке смертоносных частиц, идущих от Солнца и от всей Галактики в целом. И мы живём на этой планете потому, что данные частицы на нас не обрушиваются: сильное магнитное поле Земли заставляет их огибать её и следовать дальше в космос. Притом мощный солнечный ветер как бы сплющивает магнитосферу с той стороны, которая смотрит на светило. Но даже при этом она простирается на 70 тысяч километров — это добрый десяток радиусов Земли. А с другой стороны магнитное поле образует и вовсе исполинский шлейф на пару сотен земных радиусов.

Что создаёт магнитное поле Земли

В 1905 году Альберт Эйнштейн назвал этот вопрос одной из главных загадок физики XX века. Надо признать, спустя сто лет нельзя сказать, что она разгадана окончательно. Мы знаем, что магнитное поле возникает там, где есть электрический ток. Значит, планета Земля представляет собой гигантский электрогенератор. Спрашивается, как в недрах возникает это электричество? Самой убедительной считают теорию динамо: сначала от трения потоков расплавленное вещество электризуется, возникает ток — и вместе с ним магнитное поле, а потом эти же потоки проходят сквозь поле — и из-за этого опять возникает ток. И так далее бесконечно. А трение возникает, например, потому, что в жидких (или, скорее, вязких) слоях планеты идёт конвекция: более горячее вещество поднимается кверху, менее горячее опускается вниз. К тому же планета вращается вокруг своей оси, а это неизбежно означает какие-то движения в её разнородных недрах.

Где рождается земной магнетизм

До сих пор мы были уверены, что, разумеется, в ядре. Оно состоит из двух частей: внешней жидкой оболочки из расплавленного железа и сердцевины — она тоже железная, но из-за неимоверного давления твёрдая. И вот при взаимодействии твёрдой и жидкой частей возникает теплообмен, конвективные потоки и, как следствие, электричество. Как известно, железо прекрасно проводит ток, так что всё сходится.

Впрочем, как выясняется, всё, да не всё. Дело в том, что сердцевина стала твёрдой сравнительно недавно — полтора миллиарда лет назад. Но учёные убеждены, что магнитное поле Земли возникло никак не позже 4,2 миллиарда лет назад. По сути, оно родилось вскоре после самой планеты — ей как раз примерно четыре с половиной миллиарда лет. Возник вопрос, что создавало магнетизм на ранних этапах эволюции Земли.

Зацепка появилась в 2007 году. Тогда французские учёные заявили, что нижний слой земной мантии оставался жидким примерно пару миллиардов лет. Сейчас, надо сказать, мантия почти вся твёрдая, опять же из-за давления. Лишь в самой верхней части остаётся вязкая магма, которая иногда вырывается на поверхность из жерл вулканов.

Проблема в том, что даже в виде пластичной жижи мантийное вещество всегда считали очень плохим проводником электричества. Но дело в том, что тестировать его где-то в лаборатории — это совсем не то, что понаблюдать за ним в недрах Земли. Поэтому учёные из Калифорнийского университета в Сан-Диего решили всё выяснить самым, вероятно, продвинутым на сегодняшний день способом — путём вычислений, основанных на принципах квантовой механики. Это позволило смоделировать поведение вещества не здесь, на поверхности, а именно у самого земного ядра. Так вот, выяснилось, что на такой глубине мантия вполне себе электропроводна — во всяком случае, динамо поддерживать может.

Значит, именно мантия изначально защищала Землю своим покрывалом. И без неё жизни на планете могло и не быть.

Самое интересное из мира науки и технологий — в телеграм-канале автора.

Подпишитесь на LIFE

Что нового узнали учёные о дрейфе магнитного полюса Земли и магнитного поля Мирового океана

Осипов О.Д. 1, д.т.н Минлигареев В.Т.2, д.ф.-м.н Копытенко 3,

к.ф.-м.н Меркурьев С.А.3,4, Арутюнян Д.А.2,5, к.т.н Кузнецов К. М.5,

д.ф.-м.н Максимочкин В.И.5, Григорьев Е.К.6

Исследование дрейфа Южного магнитного полюса Земли и магнитного поля Мирового океана в кругосветной экспедиции    

ОИС ВМФ “Адмирал Владимирский”

Введение

Для Земли магнитное поле является жизненно важным в глобальном смысле, выступает как магнитный щит от солнечных и галактических космических лучей (СКЛ и ГКЛ) для всего живого и для созданной человечеством инфраструктуры технических средств и систем по всей планете. Магнитное поле Земли (МПЗ) с древних времен привлекает внимание человечества и используется им для решения широкого круга задач. Первоначально это было связано с мореплаванием и необходимостью решения навигационной задачи с помощью морского компаса, история которого насчитывает уже более двух тысячелетий. В настоящее время характеристики магнитного поля используют для навигации судов, летательных аппаратов, космических кораблей, для добычи полезных ископаемых. Магнитные датчики есть практически в каждом мобильном телефоне.

Поэтому наблюдение за магнитным полем Земли (МПЗ), его “поведением” и постоянный мониторинг его полюсов является особенно важным на протяжении всего периода солнечной активности.

1. Главное магнитное поле Земли. Магнитные вариации

По современным представлениям МПЗ в любой точке земной поверхности и в околоземном пространстве можно представить в виде трёх составляющих: главного (нормального) поля — диполя, полей вариаций и магнитных аномалий (Рис. 1 и 2).

     

Главное магнитное поле, простирающееся на несколько радиусов Земли, защищает нас от влияния потока протонов и электронов, идущих от солнечных вспышек, а также от галактических лучей, приходящих из далекого космоса. Состояние магнитного поля в околоземном космическом пространстве контролируют наземные средства и многочисленные космические аппараты, в частности российские геостационарные спутники гидрометеорологического и гелиогеофизического назначения серии “Электро-Л”.

Потоки СКЛ и ГКЛ, возмущая ионосферу и магнитосферу Земли, “доносят” вариации магнитного поля до поверхности Земли. Вклад поля вариаций в общее МПЗ может достигать 5–10 % и определяется по данным сети магнитовариационных станций, основной из которых является государственная наблюдательная сеть Росгидромета. Головным учреждением по магнитным наблюдениям на государственной наблюдательной сети является Институт прикладной геофизики имени академика Е.К. Федорова (ФГБУ “ИПГ”). Необходимо отметить, что значительные изменения магнитного поля, происходящие, в первую очередь, во время интенсивных солнечных вспышек, провоцируют на Земле магнитные бури, относящиеся к категории опасных гелиогеофизических явлений (ОГЯ). Магнитные бури по интенсивности развития, продолжительности или моменту возникновения могут представлять серьёзную угрозу энергетическим системам, протяжённым трубопроводам, системам связи, навигации, космическим аппаратам, другим высокотехнологичным системам и могут наносить значительный материальный ущерб. Как результат воздействия — магнитные бури в отдельных случаях могут влиять и на здоровье людей. Поэтому роль магнитных наблюдений в мониторинге и прогнозе ОГЯ чрезвычайно важна и её нельзя недооценивать. Магнитные наблюдения являются важнейшей частью государственной наблюдательной сети. Кроме того, необходимо наблюдение за перемещением магнитных полюсов, так как важно знать их место расположения при определении магнитного склонения для навигации, определении степени опасности полярных районов при сильных магнитных возмущениях. 

Источники главного магнитного поля находятся в земном ядре. Вклад главного поля в МПЗ для большинства районов Земли является определяющим и варьируется от 80 до 98 %. Исследования показали, что главное поле изменяется со временем, для него характерно наличие вековых вариаций. В последнее время эти изменения сильно ускорились. Фундаментальные исследования в этом направлении проводят академические институты, в частности Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН и его Санкт-Петербургский филиал (ИЗМИРАН).

Определение параметров главного поля (Рис.3) производится по международным моделям, основными из которых являются IGRF (International geomagnetic reference field) и WMM (World Magnetic Model).

Среди проблем, решаемых фундаментальной геофизикой, особо следует выделить задачи по определению возраста океанической коры, изучению её строения, механизмов формирования и эволюции. Происхождение магнитного поля Земли рассматривалось ещё Альбертом Эйнштейном как одна из трёх наиболее важных нерешённых проблем в физике. Хотя теперь мы знаем, что магнитное поле создаётся в результате конвекции в металлическом внешнем жидком ядре Земли, где самогенерирующее действие динамо не даёт полю затухнуть. Но детальная физика работы геодинамо не вполне изучена.

В настоящее время наблюдается тенденция уменьшения дипольного магнитного момента Земли, которая отчасти связана с магнитной аномалией в Южной Атлантике, где поле на поверхности Земли сейчас примерно на 35% слабее среднего. Если эта тенденция сохранится, то это может привести к распаду дипольного поля. Ответ на вопрос, как долго будет сохраняться текущая скорость распада дипольного поля, последует ли за этим инверсия главного магнитного поля, представляет более чем академический интерес.  Как отмечалось ранее — именно дипольное магнитное поле (главное поле) защищает нашу планету от СКЛ и ГКЛ.

При исследовании пространственной структуры главного магнитного поля Земли и динамики его изменений особую роль следует отвести проведению измерений на акватории Мирового океана, поскольку там практически отсутствуют магнитные обсерватории. Более 30 лет (с 1953 по 1991 гг.) на борту немагнитной шхуны “Заря” (ИЗМИРАН) проводились систематические измерения четырёх компонент геомагнитного поля — модуля вектора напряженности, горизонтальной и вертикальной составляющих, магнитного склонения, на основании которых была создана обширная база данных. В ходе этих исследований были заложены морские пункты векового хода, которые помогли отслеживать динамику изменения МПЗ в некоторых точках Мирового океана. Ключевыми районами, где проведение измерений помогает корректировать глобальные модели геомагнитного поля, являются приполярные  области, то есть области близкие к Южному и Северному магнитным полюсам.

Таким образом, определение положения Северного и Южного магнитного полюсов и их движение является важной и актуальной фундаментальной и прикладной задачей. Исследование особенностей миграции магнитных полюсов Земли способствует пониманию природы генерации главного магнитного поля.

2. Аномальное магнитное поле Земли

Аномальная составляющая магнитного поля Земли (АМПЗ) — магнитное поле региональных и локальных магнитных аномалий, источники которого находятся в земной коре (Рис.2 и 4). АМПЗ обусловлено неоднородностью магнитных свойств горных пород, слагающих земную кору, и отражает особенности её строения, историю формирования и развития. АМПЗ фактически стабильная во времени составляющая магнитного поля, которая может измениться только в результате тектонических процессов или крупной антропогенной деятельности.

Исследование параметров АМПЗ проводится для геологоразведочных работ, изучения в области наук о Земле, а также используется для применения в системах автономной навигации по геофизическим полям Земли.

Для изучения параметров магнитного поля Мирового океана применяются буксируемые (забортные) морские магнитометры. Магнитометрические системы подобного типа традиционно, помимо решения академических научных задач, активно используются для проведения геологоразведочных, инженерных и археологических изысканий на акватории Мирового океана ведущими отечественными и зарубежными сервисными и научно-производственными компаниями (Рис.5). Одним из отечественных предприятий по выполнению морских магнитометрических изысканий является предприятие АО “Южморгеология”, стоящее у истоков становления метода морской магнитной съёмки в нашей стране. Только за последние пять лет (2015–2020 гг.) компанией (холдинг АО “Росгеология”) было выполнено более 100 000 погонных километров магнитометрических измерений на акватории российского шельфа, зарубежных государств и Мирового океана.

3. Исследования дрейфа магнитных полюсов

Магнитный полюс — это блуждающая точка на поверхности северного и южного полушария Земли, где геомагнитное поле направлено вертикально (горизонтальная составляющая равна нулю). Несмотря на то, что все линии равного магнитного склонения сходятся на магнитном полюсе, склонение на самом полюсе не определено. Все компасы направлены к Южному или Северному магнитным полюсам, но в силу наличия недипольной составляющей МПЗ, стрелки непосредственно на полюса не указывают. И даже в полярных областях сходимость линий магнитного склонения не является радиальной.

До 2019 г. для расчёта главного поля использовались модели эпохи 2015 г. Во все эпохи шёл дрейф магнитных полюсов. Скорость дрейфа Северного магнитного полюса в 1970-х годах составила 10 км/год, в 2001 г. — 40 км/год, в 2004 г. — 60 км/год, в 2015 г. — 48 км/год. Начиная с 2016 г. необычно большая скорость, с которой смещается Северный магнитный полюс Земли, привела к серьёзным ошибкам в расчётах модели 2015 г. В начале 2019 г. невязка определения Северного магнитного полюса составила порядка 40 км. Для устранения такого рода ошибок с начала 2019 г. началось досрочное обновление международных моделей МПЗ. В феврале — WMM — Национальным геофизическим центром данных США (NGDC), а в декабре вышла обновлённая версия WMM 2020 (Рис.6).  

В том же декабре 2019 г. Международной ассоциацией геомагнетизма и аэрономии (IAGA) выпущена очередная версия модели IGRF-13. Эти модели необходимы для функционирования как профессиональных навигационных систем, так и бытовых навигаторов, в том числе для мобильных телефонов. С меньшими скоростями и несоосно изменялось и положение Южного магнитного полюса (ЮМП). На рисунке 6 хорошо виден узел схождения изогон (линий равного магнитного склонения) между Австралией и Антарктидой. Это и есть ЮМП.

Задача определения положения Южного магнитного полюса имеет длинную историю. Первые геомагнитные измерения (измерения склонения) в Антарктическом регионе были выполнены в ходе второй кругосветной экспедиции Дж. Кука (1772–1775). Однако оценок местоположения ЮМП не делалось. Первое экспериментальное определение местоположения ЮМП было выполнено в ходе кругосветной антарктической экспедиции русских мореплавателей Ф. Беллинсгаузена и М. Лазарева (1819–1821). Вскоре после экспедиции к Северному магнитному полюсу немецкий физик К. Гаусс рассчитал на основе сферического гармонического анализа нахождение ЮМП в точке с координатами 66 ° ю.ш., 146 ° в.д. Достичь этой точки и провести инструментальные измерения удалось только 16 января 1909 г. Британской антарктической экспедицией под руководством Эрнеста Шеклтона (экспедиция на “Нимроде”). Далее ЮМП определялся в 1912, 1931, 1951, 1962 гг. (Рис.7).

Продолжая традиции русских мореплавателей и первооткрывателей Антарктиды М. Лазарева и Ф. Беллинсгаузена, моряки ВМФ СССР при участии сотрудников СПбФ ИЗМИРАН определяли местоположение Южного магнитного полюса во время первой кругосветной экспедиции на ОИС “Адмирал Владимирский” и ОИС “Фаддей Беллинсгаузен” (1982-1983). Было пройдено несколько галсов в районе ЮМП с целью определения его местоположения. Научный руководитель работ — контр-адмирал Л. Митин. (Рис.8).

Последнее инструментальное определение Южного магнитного полюса проведено австралийской геологической службой на судне “Sir Hubert Wilkins” в 2000 г.

4. Кругосветная экспедиция ВМФ ОИС “Адмирал Владимирский” 2019-2020 гг.

В 2019-2020 гг. по решению министра обороны РФ в честь 200-летия открытия Антарктиды и 250-летия со дня рождения адмирала И.Ф. Крузенштерна успешно проведена кругосветная экспедиция на океанографическом исследовательском судне (ОИС) ВМФ “Адмирал Владимирский”.

Одной из задач антарктической экспедиции являлось измерение параметров магнитного поля отдельных участков Мирового океана по маршруту следования и инструментальное определение координат Южного магнитного полюса в море Дюрвиля (около Земли Адели Антарктиды) и определение невязки магнитного полюса по мировым моделям. Эту задачу на ОИС выполняла объединённая геофизическая группа в составе ФГБУ “ИПГ”, МГУ имени М.В. Ломоносова (физический и геологический факультеты), ИЗМИРАН и АО “Южморгеология” при поддержке Русского географического общества, Гидрометеорологической службы ВС РФ, Гидрографической службы ВМФ.

В составе геофизической группы по измерениям параметров магнитного поля проводили работы: Илья Грушников — кафедра физики Земли физического факультета МГУ (г. Москва), Вадим Солдатов — ИЗМИРАН (Санкт-Петербург), Михаил Кузякин — “Южморгеология” (г. Геленджик) (Рис.10).

Программу исследований, координацию съёмок формировали специалисты и руководство ФГБУ “ИПГ”, ИЗМИРАН, геологического факультета МГУ. Определение характеристик МПЗ (модуля и полного вектора индукции магнитного поля) в Мировом океане является сложной задачей. Собственное и наведённое магнитное поле корабля требует применения буксируемых морских магнитометров. Кроме того, отсутствие в океане магнитовариационных станций затрудняет учёт переменной составляющей МПЗ. Для решения измерительных задач в экспедиции использовалось два типа приборов. Первый — классический буксируемый магнитометр. В настоящее время большинство магнитометрических измерений на акватории Мирового океана выполняется морскими протонными буксируемыми магнитометрами, а измеряемой величиной является модуль полного вектора магнитного поля. 

Для выполнения задач экспедиции компанией АО “Южморгеология” был предоставлен комплект магнитометрического оборудования и опытный квалифицированный оператор, сопровождавший ход выполнения работ. Важным фактором, повлиявшим на успешное завершение работ по уточнению положения ЮМП, стало наличие у компании обширного опыта и понимание специфики выполнения магнитометрических измерений в приполярных областях (Рис.11).

Модульные площадные съёмки выполнялись с помощью протонных буксируемых морских магнитометров для измерения модуля индукции магнитного поля. Их работа осуществлялась в дифференциальном режиме для наблюдений и учёта вариаций магнитного поля. Измерения параметров МПЗ производились двумя гондолами с датчиками, работающими на эффекте Оверхаузера, буксируемыми последовательно друг за другом на расстояние не менее 300–400 м за судном, чтобы минимизировать влияние магнитного поля корабля.

Для определения положения ЮМП чрезвычайно важно знание компонент магнитного поля, поэтому в ходе съёмки были дополнительно использованы трёхкомпонентные магнитометры.

Компонентные измерения проводились с помощью магнитовариационного комплекса MVC-2, разработанного ИЗМИРАН и состоящего из трёх датчиков торсионного типа. Параллельно с этим комплексом использовался компонентный магнитометр с датчиками, основанными на магниторезистивном эффекте. Датчики были ориентированы вдоль продольной, поперечной и вертикальной оси корабля. Вся магнитометрическая аппаратура находилась в лаборатории, расположенной на корме судна таким образом, чтобы датчики находились максимально удалённо от корпуса судна с целью уменьшения влияния  магнитного поля корабля на показания датчиков (Рис.12).

Эта работа велась научным сотрудником лаборатории морских геомагнитных исследований СПбФ ИЗМИРАН В. Солдатовым. Компонентные магнитометрические измерения проводились практически непрерывно на всех этапах экспедиции, что позволило выполнить десятки тысяч линейных километров морской компонентной магнитной съёмки. Это имеет большую ценность для исследования магнитного поля Земли, поскольку забортные измерения иногда не проводились в силу погодных условий. Общий объём измерений составляет несколько терабайт и требует тщательной камеральной обработки, которая будет выполнена сотрудниками лаборатории. 

В ходе экспедиции проводились измерения магнитометрами обоих видов, что позволило проводить анализ и сопоставление этих измерений и постоянно контролировать работу аппаратуры. В ходе рейса несколько раз проводились исследования собственного и наведённого магнитного поля судна (девиационные работы). Для этого необходимо было определить районы и методику, согласовать предложения с руководством экспедиции. Этим в экспедиции занимался магистрант кафедры физики Земли физического факультета МГУ Грушников И.Ю. (Рис.13 и 14).  

Работы по инструментальному определению ЮМП были в начале апреля 2020 г. по плану экспедиции. Несмотря на сильные шторма в Южном океане — ветер более 30 метров в секунду и 7-метровые волны, — команда “Адмирала Владимирского” выполнила одну из основных задач экспедиции.

6 апреля 2020 года судно “Адмирал Владимирский” прибыло в район съёмки магнитного поля Земли в море Дюрвиля в районе Земли Адели Антарктиды для определения положения ЮМП. Более 48 часов специалисты, члены команды в сложных метеоусловиях непрерывно проводили съёмки параметров магнитного поля.  Для определения положения магнитного полюса экспедицией были проведены площадные морские магнитометрические работы с использованием трёхкомпонентного и протонного морского буксируемого магнитометра (Рис.15 и 16).

Экспериментальное определение положения магнитного полюса подразумевает проведение магнитной съёмки, по результатам которой можно определить область, где поле направлено практически вертикально. О том, что корабль находился непосредственно в районе местонахождения МПЗ, свидетельствовала, например, и “сошедшая с ума” стрелка компаса, которая меняла направление вместе с судном, разворачивалась на 180 градусов, беспричинно крутилась во все стороны.

Для параметрического определения положения ЮМП заранее была спроектирована площадная сеть наблюдений. На рисунке 17 отмечены положения полюса по данным международной модели геомагнитного поля IGRF-13 в 2020 году, а также за предыдущие годы и прогнозируемое положение. Наряду с данными модели IGRF-13 на рисунке представлены положения ЮМП по данным модели IGRF-12 и модели WMM. Если обратить внимание на историю дрейфа ЮМП, то можно заметить, что его траектория описывается не прямой, а кривой линией (Рис. 16). В 2019 и 2020 гг. направление его смещения было в направлении запад-юго-запад. Основываясь на положении полюса по данным различных моделей и тренду его смещения в прошлых годах, проектная сеть наблюдений расширена на юго-запад относительно положения полюса по данным модели IGRF-13.

На рисунке 17 показано положение галсов детальной морской магнитной съёмки акватории Южного океана у берегов Антарктиды, выполненных ОИС “Адмирал Владимирский” с целью определения положение ЮМП (справа). Жёлтые кружки — положение полюса на эпоху, обозначенную цифрами, зелёные звёздочки — положение ЮМП по моделям WMM и IGRF-12.

В полученные данные также будут внесены поправки по магнитным вариациям на день проведения съёмок, взятые с ближайших магнитных обсерваторий, — Дюмон-Дюрвиль (Франция) в Антарктиде и на острове Маккуори (Новая Зеландия). Данные магнитных измерений в море Дюрвиля в районе ЮМП будут переданы в организации участников экспедиции, где пройдут камеральную обработку, сравнение с другими параметрами и пройдут процедуру окончательного уточнения положения Южного магнитного полюса Земли. Сводный заключительный отчёт по исследованиям МПЗ будет представлен на заседании Русского географического общества в конце 2020 г.

Заключение

Таким образом, команда ОИС “Адмирал Владимирский” спустя 20 лет после последнего инструментального уточнения магнитного полюса провела работы в районе нахождения Южного магнитного полюса вблизи берегов Антарктиды. Этот факт является серьёзным вкладом российской науки (при безусловной поддержке Военно-морского флота России и Русского географического общества) в мировую копилку достижений в познании основополагающих геофизических процессов, происходящих на нашей планете для фундаментальных и прикладных задач.

Принимая во внимание важность и глобальность подобных исследований, необходимо определить перспективы исследований и мониторинга магнитного поля Земли. Целесообразно объединение наземных наблюдательных сетей и отдельных магнитных обсерваторий Росгидромета, РАН, Минобрнауки и Росгеологии.

В международном сотрудничестве в рамках Международной ассоциации геомагнетизма и аэрономии  IAGA, в связи с ускорением движения магнитных полюсов необходимо достигнуть договоренностей по регулярному инструментальному контролю магнитных полюсов для уточнения мировых моделей.

Используя опыт проведения Международного геофизического года — МГГ (в самый разгар холодной войны — в 1957-1958 гг.), в преддверии нового 25 солнечного цикла и в условиях непростых международных отношений, целесообразно провести Международный год магнитного поля (или новый МГГ) в целях исследования и прогнозирования “здоровья” и состояния нашей планеты.

________

Примечания

        1. Институт прикладной геофизики имени академика Е.К. Федорова Росгидромета (ФГБУ “ИПГ”).

2. Санкт-Петербургский филиал Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН (СПбФ ИЗМИРАН).

3. Санкт-Петербургский государственный университет.

4. Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова.

5. АО “Южморгеология”, Росгеология.

Благодарности

Коллектив авторов выражает благодарность всем, кто принимал участие в подготовке специалистов, обработке результатов измерений, доставке оборудования для экспедиции, оперативно организовывал передачу информации, обеспечивал связь и координацию по маршруту следования ОИС “Адмирал Владимирский”, кто осуществлял поддержку и проведение научных консультаций.

1. Руководителю экспедиции ОИС “Адмирал Владимирский”, заместителю начальника Управления навигации и океанографии МО РФ Осипову Олегу Дмитриевичу.

2. Директору Института прикладной геофизики имени академика Е.К. Федорова Росгидромета (ФГБУ “ИПГ”), докт. физ.-мат. наук Репину Андрею Юрьевичу, сотрудникам института.

3. Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова. Физический факультет. Заведующему кафедрой физики Земли докт. физ.-мат. наук, профессору Смирнову Владимиру Борисовичу и сотрудникам кафедры.

4. Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова. Геологический факультет. Заведующему кафедрой геофизических методов исследования земной коры, докт. физ.-мат. наук, профессору Булычеву Андрею Александровичу; доценту кафедры, канд. геол.-минерал. наук Лыгину Ивану Владимировичу; сотрудникам и студентам кафедры.

5. Санкт-Петербургский филиал Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН (СПбФ ИЗМИРАН). Научным сотрудникам отдела геомагнитных исследований: канд. физ.-мат. наук Дёминой И.М., канд. физ.-матем. наук Иванову С.А., канд. техн. наук Сергушину П.А., Зайцеву Д.Б., Леваненко В.А., Петленко А.В.

6. Управляющему директору АО “Южморгеология” Красинскому Егору Михайловичу (Российский геологический холдинг “Росгеология”).

7. Арктический и антарктический научно-исследовательский институт Росгидромета (ФГБУ “ААНИИ”). Директору института, докт. географ. наук Макарову Александру Сергеевичу, руководителю Российской антарктической экспедиции (РАЭ), канд. физ.-мат. наук Клепикову Александру Вячеславовичу, руководителю отдела геофизики, канд. техн. наук Калишину Алексею Сергеевичу.

8. Начальнику Гидрометеорологической службы Вооруженных Сил Российской Федерации Удришу Владимиру Викторовичу и сотрудникам службы.

 9. Управление навигации и океанографии МО РФ.  Канд. техн. наук Процаенко Сергею Владимировичу.

Фотографии с ОИС “Адмирал Владимирский” предоставлены членами экспедиции, пресс-службой РГО и РИА Новости.

Литература

  1. Баткова Л.А., Боярских В.Г., Демина И.М. Комплексная база данных геомагнитного поля по результатам съёмок на немагнитной шхуне “Заря” // Геомагнетизм и аэрономия. 2007. Т. 47. С. 571-576.
  2. Карасик А.М. Магнитные аномалии океана и гипотеза разрастания океанического дна // Геотектоника. 1971. № 2. С. 3-18.
  3. Касьяненко Л.Г., Пушков А.Н. Магнитное поле, океан и мы. Л., Гидрометеоиздат, 1987, 192 с.
  4. Кузнецов В.В. Причина ускорения дрейфа Северного магнитного полюса: джерк или инверсия? // Геомагнетизм и аэрономия. 2006. Т. 46. № 2. С. 280-288.
  5. Кузнецов В.В. Положение Северного магнитного полюса в 1994 г. ДАН. 1996. Т. 348, №.3. С. 397-399.
  6. Кузнецов В.В. Прогноз положения Южного магнитного полюса на 1999 г. ДАН. 1998-б. Т. 361. № 2. С. 348-251.
  7. Морские геомагнитные исследования на НИС “Заря” // Сб. под ред. В.И. Почтарева. М., Наука, 1986, 184 с.
  8. Решетняк М.Ю., Павлов В.Э. Эволюция дипольного геомагнитного поля. Наблюдения и модели, Геомагнетизм и аэрономия 2016. Том 56. № 1. С. 117.
  9. Заболотнов В.Н., Минлигареев В.Т.  Средства измерений магнитных величин: аналитический обзор // Мир измерений. 2013. № 4. С. 53-61.
  10. Минлигареев В.Т., Заболотнов В.Н., Денисова В.И. и др. Обеспечение единства магнитных измерений на государственной наблюдательной сети // Гелиогеофизические исследования: научный электронный журн. 2013. № 6. C. 8-19.
  11. Минлигареев В.Т., Алексеева А.В., Качановский Ю.М. и др.  Картографическое обеспечение магнитометрических навигационных систем робототехнических комплексов // Известия ЮФУ. Технические науки. Тем. вып. “Перспективные системы и задачи управления”. Ростов-на-Дону, 2019. № 1 (203). С. 248-258.
  12. Ivanov S.A., Merkuriev S.A. Preliminary results of the Geohistorical and Paleomagnetic analysis of marine magnetic anomalies in the northwestern Indian Ocean. Recent Advances in Rock Magnetism, Environmental Magnetism and Paleomagnetism. International Conference on Geomagnetism, Paleomagnetism and Rock Magnetism (Kazan, Russia) Springer International Publishing, Proceedings of the 12th International School and Conference “Conference on Paleomagnetism and Rock Magnetism”. Springer International Publishing, 2019. —  pp.479-490.
  13. Yu. A.Kopytenko, V.I. Pochtariev “On the ability of vector geomagnetic measurements to present information” Russian Airborne Geophysics and Remote Sensing. GTTI. SPIE. USA, v. 2111, 1993, p.196.
  14. Кузнецов В.Д., Петров В.Г., Копытенко Ю.А. Использование магнитного поля Земли в проблемах ориентации и навигации // Труды II Всероссийской науч. конф. “Проблемы военно-прикладной геофизики и контроля состояния природной среды”. СПб.: ВКА им. А.Ф.Можайского, 2012. Т.1. С.424-432.
  15. Yu.A., E.A.Kopytenko, D.B.Zaitsev, P.M.Voronov, L.G.Amosov “Magnetovariation complex MVC-2” Proc. of the VI-th Workshop on Geomagnetic Observatory Instr., Data Acquisit. and Processing. Belgium. 1994, p.10.
  16. Kopytenko Yu.A., Petlenko A.V., Petrova A.A., Kopytenko E.A., Voronov P.M., Ismagilov V.S., Zaitsev D.B., Timoshenkov Yu.P. Peculiarities of Interpretation of Magnetic Field Components’ Data Obtained at High-Latitudes on the Board of Moving Carrier, Proceedings of the International Conference on Marine Electromagnetics: Marelec 97 : 23-26 June 1997, London UK, pp.6.
  17. Копытенко Ю.А., Петрищев М.С., Сергушин П.А, Леваненко В.А., Перечесова А.Д. Устройство для изготовления торсионных подвесов чувствительных элементов приборов // Патент РФ № 2519888, МПК D07B3/00, 20.06.2014, Бюл. № 17.

Доказано изменение климата из-за нарушения магнитного поля Земли

Временное нарушение магнитного поля Земли 42 000 лет назад привело к глобальным изменениям окружающей среды и массовым вымираниям. Причем некоторых ученых беспокоит и текущее быстрое движение северного магнитного полюса через северное полушарие, сообщает phys.org.

Исследователи из UNSW в Сиднее назвали этот опасный период “событием Адамса” как дань уважения писателю-фантасту Дугласу Адамсу, который написал в “Автостопом по Галактике”, что “42” был ответом на “Жизнь, Вселенная и все такое”.

“Впервые в истории мы смогли точно датировать время и воздействие на окружающую среду последнего переключателя магнитных полюсов”, – рассказал Крис Терни, профессор UNSW Science и соавтор исследования.

Открытие стало возможными благодаря древним новозеландским деревьям каури, которые хранились в отложениях более 40 000 лет. Исследуя кольца этих деревьев, ученые смогли датировать всплеск уровня радиоуглерода в атмосфере, вызванный коллапсом магнитного поля Земли.

Было обнаружено, что рост ледяных щитов и ледников над Северной Америкой, большие сдвиги в основных ветровых поясах и системах тропических штормов и одновременное вымирание фауны 42 000 лет совпали с событием Адамса.

Примерно 42 000 лет полюса земли полностью поменялись местами, сила магнитного поля упала до шести процентов от его современной силы. Ионизированный воздух, не встречая больше препятствий, “поджарил” озоновый слой, вызвав волну изменения климата по всему миру.

Резкие изменения окружающей среды, возможно, заставили первых людей искать дополнительное убежище. Это могло объяснить внезапное появление наскального искусства по всему миру примерно 42 000 лет назад. Отпечатки охры на стенах пещер могут указывать на то, что это вещество использовалось в качестве солнцезащитного крема.

За последние 170 лет магнитное поле Земли ослабло примерно на девять процентов, северный магнитный полюс быстро смещается через северное полушарие. Профессор Терни отметил, что это вкупе с серьезными изменениями на Солнце и повышением выбросов углерода в атмосферу может существенно изменить климат.

Инверсию магнитного поля Земли обвинили в вымирании неандертальцев

“Цепочка наших рассуждений об этом событии выстраивается от находки 2019 года в Новой Зеландии – окаменелого дерева каури. Благодаря исследованию его годичных колец мы уточнили датировку [события Лашамп] и смогли синхронизовать данные от разных источников”, – рассказал один из авторов работы, сотрудник СПбГУ и Физико-метеорологической обсерватории Давоса Евгений Розанов.

В центре исследования было так называемое событие Лашамп – кратковременное изменение магнитного поля Земли, датировку которого ученые знали лишь примерно – 41,4±2 тыс. лет назад. Ранее исследователи не знали, как это событие повлияло на жизнь на планете. Окаменевшее дерево каури (Agathis australis), найденное в 2019 году в Новой Зеландии, дало им такую возможность.

Оно застало большую часть события Лашамп, поэтому исследование годовых колец этого дерева рассказало ученым об особенностях окружающей среды той эпохи. Исследователи сопоставили эти данные с хроникой изменения магнитного поля, которая сохранилась в горных породах, следами космического излучения во льдах Антарктиды и Гренландии и другими природными факторами. Кроме того, авторы работы воспользовались компьютерной моделью атмосферы нашей планеты.

Они пришли к выводу, что во время события Лашамп магнитное поле Земли уменьшалось в течение примерно полутора тысяч лет. Из-за этого до поверхности планеты добиралось больше космического излучения, чем раньше.

Примерно тем же временем датируются первые образцы наскальной живописи, сделанные охрой. Ученые связывают эти два факта: неандертальцы и Homo sapiens могли чаще прятаться от ультрафиолетового излучения в пещерах, а охру применять сперва для защиты от солнечного света, и уже потом – для отпечатков ладоней и рисунков на стенах пещер.

Другим последствием инверсии магнитных полюсов могло быть вымирание неандертальцев, а также других видов животных и растений.

Некоторые ученые считают, что сейчас северный магнитный полюс движется примерно с той же скоростью, что и во время события Лашамп. Авторы исследования опасаются, что если нечто похожее произойдет в ближайшее время, последствия могут быть катастрофическими, ведь атмосфера Земли и так перенасыщена парниковыми газами. Поэтому они, кроме прочего, призывают снизить выбросы углекислого газа до того, как подобная событию Лашамп катастрофа произойдет снова. 

Неандертальцы могли вымереть из-за изменений магнитного поля Земли 42 тысячи лет назад. А вдруг это произойдет снова? | Громадское телевидение

Около 42 тысяч лет назад магнитные полюса Земли ненадолго «поменялись местами». Это могло вызвать ряд изменений окружающей среды и массовое вымирание — в том числе неандертальцев, некоторое время сосуществовавших с нашими непосредственными предками.

И хотя об этом явлении (известном как «событие Лашамп») было известно еще с 1960-х годов, только сейчас исследователи из австралийского Университета Нового Южного Уэльса и Музея Южной Австралии смогли определить его более-менее точную дату и последствия.

***

Северный магнитный полюс Земли (тот, на который указывает стрелка компаса) не имеет четкого местонахождения: оно меняется в зависимости от активности земного ядра, но все равно находится где-то около Северного полюса (географического).

Кое-где полюса могут двигаться и на дальнейшее расстояние. А во время упомянутого события Лашамп они просто поменялись местами на 800 лет. Истинных причин этого явления пока нет. Известно лишь, что событие Лашамп было последним таким изменением магнетизма Земли.

читайте также

Узнать больше о том периоде австралийским исследователям помогла находка двухлетней давности — древнее дерево каури, которое росло во времена события Лашамп. Кольца его ствола (в толщину более 2,5 метра) «хранили» данные о событиях того времени.

Ученые применили радиоуглеродный анализ, чтобы проанализировать изменения в радиации, накопленной в древесине в течение события Лашамп, и сопоставили ее с годовыми кольцами (они растут с четкой периодичностью, что позволяет указать точный год, когда происходило то или иное событие).

Составленную хронологию событий, происходивших 42 тысячи лет назад, ученые сравнили с данными из пещер, торфяных болот и ледовых шапок (где также достаточно хорошо сохранились остатки существ, обитавших столь давно).

fullscreen

Почти 42 тысячи лет назад магнитные полюса Земли внезапно поменялись местами

Фото:

NASA via Flickr

Итак, что происходило, когда магнитные полюса Земли поменялись местами? Магнитное поле нашей планеты ослабло на 28% по сравнению с его нынешней силой. Земля стала более уязвимой к космической активности — в частности, радиации и солнечному ветру. Один из побочных последствий этого процесса — частые явления полярных сияний.

Но были и другие: ионизация воздуха в результате попадания в земную атмосферу космической радиации должна была привести к частым грозам с молниями. А еще радиация должна была «нагреть» озоновый слой Земли, что повлекло за собой глобальные климатические изменения.

«Древние люди по всему миру видели впечатляющие полярные сияния, мерцающие прозрачные облака и пелену по всему небу. Вероятно, это было похоже на конец света», — предполагает соавтор исследования, профессор Музея Южной Австралии Алан Купер.

Купер с коллегами предполагает, что все это побудило тогдашних людей искать убежища от неба. Так, в частности, можно объяснить внезапное появление наскальных рисунков на пещерах по всему миру как раз около 42 тысяч лет назад. А еще — внезапное вымирание неандертальцев и ряда других видов животных.

fullscreen

Неандертальцы могли вымереть в результате внезапного изменения магнитных полюсов Земли

Фото:

12019 / Pixabay

Сейчас ученые фиксируют стремительное движение северного магнитного полюса Земли от канадской Арктики в сторону российской Сибири, а также постепенное ослабевание магнитного поля планеты (где-то на 9% за последние 170 лет). Причины этих явлений пока неизвестны, но исследователей они настораживают.

«Если бы сегодня произошла подобное событие [как событие Лашамп], то последствия для нынешнего общества были бы катастрофическими. Космическая радиация уничтожит наши системы электроснабжения и спутниковую связь», — объясняет Алан Купер.

Именно поэтому, по мнению австралийского ученого, нужно уже сейчас думать, в частности, над противодействием явлению глобального потепления. Ведь если к нему добавится еще и изменение магнитного поля, последствия будут гораздо страшнее.

Исследование было опубликовано в научном издании Science 19 февраля.

читайте также

Невероятная странность магнитного поля Земли

Большинство людей не знают, что магнитное поле Земли имеет слабое место размером с континентальную часть Соединенных Штатов, которое парит над Южной Америкой и южной частью Атлантического океана.

Мы защищены от любых воздействий на земле, но нашим спутникам не так повезло: когда они проникают через эту магнитную аномалию, их бомбардируют излучением более интенсивным, чем где-либо еще на орбите. Есть основания полагать, что эта вмятина в магнитном поле, называемая Южно-Атлантической аномалией, становится только больше.

Эта аномалия – далеко не единственная необычная особенность магнитного поля Земли.

Сотни раз в истории Земли наше магнитное поле менялось на противоположное, переключаясь между севером и югом в планетарном триггере. Магнитный Северный полюс Земли тоже продолжает дрейфовать, в хаотичном танце спотыкаясь вокруг Арктики. И ученые обнаружили импульсы магнитного поля Земли – так называемые геомагнитные рывки – которые могут подорвать наши навигационные системы.

Тем не менее, прогнозирование этих изменений остается сложной задачей.«Как и прогнозы погоды, вы не можете предсказать эволюцию ядра за пределами нескольких десятилетий», – сказал Жюльен Обер, исследователь из Парижского института физики Земли.

Напряженность магнитного поля, измеряемая в нанотеслах, резко падает в районе Южно-Атлантической аномалии. Фото: ESA

Но ученые хотят знать, как магнитное поле Земли изменится в более отдаленном будущем. Без магнитного поля спутники могут быть потеряны, а инструменты, основанные на точных магнитных моделях для навигации, могут выйти из строя.

Ответы придут еще не скоро. Магнитное поле защищает атмосферу Земли от вредного излучения Солнца. Ученые узнают, что Солнце способно к эмиссии – солнечным вспышкам – даже более разрушительным, чем мы когда-либо думали, и понимание силы и вариаций нашего магнитного поля жизненно важно для понимания того, насколько мы можем оказаться в опасности от следующей большой солнечной бури.

Железное сердце

Кукольник, который управляет магнитным полем, – это ядро ​​Земли, перегретое сердце нашей планеты, которое горит так же горячо, как поверхность Солнца.

В ядре расплавленные металлы постоянно находятся в движении, так как горячие плавучие струи более легкого материала поднимаются наружу. В самом центре находится небольшое твердое внутреннее ядро, которое растет по мере охлаждения Земли.

Математика геодинамо настолько запутана, что Альберт Эйнштейн не поверил ей. Эта планетарная анатомия создает основу для активного магнитного поля. Постоянная потребность ядра в охлаждении и, следовательно, в конвекции приводит в действие электрический генератор нашей планеты. Генератор создает самоподдерживающееся магнитное поле посредством процесса, называемого геодинамо.Математика геодинамо настолько запутана, что Альберт Эйнштейн не поверил этой теории, когда один из ее основателей, Вальтер М. Эльзассер, предложил ему ее.

Геодинамо работает, потому что естественная конвекция жидкого ядра проталкивает металлы через существующее слабое магнитное поле, возбуждая электрический ток. Из-за взаимосвязи между электричеством и магнетизмом ток создает второе магнитное поле, и процесс повторяется. Этот процесс был самоподдерживающимся на протяжении большей части истории Земли.

Хотя ядро ​​находится в тысячах километров под нашими ногами, создаваемое им магнитное поле простирается далеко в космос, окружая планету подобно броне. Но доспехи нашей планеты несовершенны, и результаты могут быть душераздирающими.

Щель в броне Земли Геомагнитные рывки движутся вдоль силовых линий магнитного поля Земли, показанных здесь внутри ядра. Фото: Жюльен Обер, IPGP / CNRS

Ранней весной 2016 года группы инженеров в Японии наблюдали, как их ценный спутник вышел из-под контроля.

Команды, создавшие спутник Hitomi, запущенный всего пятью неделями ранее, надеялись, что космический корабль будет наблюдать черные дыры, скопления галактик и другие объекты с высокой энергией. На спутнике даже был замечательный рентгеновский калориметр – триумф инженерной мысли за три десятилетия.

Но каскад событий, начавшийся с столкновения с Южно-Атлантической аномалией, казалось, обрекал Хитоми на гибель. Пройдя через аномалию, бортовая система, которая контролировала ориентацию спутника, дала сбой, когда он поворачивался для наблюдения за новым звездным скоплением.Этот маневр привел к серии программных ошибок, которые заставили Hitomi безумно крутиться. Вскоре спутник разбился на 11 частей.

«Это научная трагедия», – сказал тогда Nature астроном из Мэрилендского университета в Колледж-Парке Ричард Мушоцки.

Другой космический корабль стал жертвой Южно-Атлантической аномалии. Напряженность магнитного поля на высоте многих спутников в аномалии вдвое меньше, чем где-либо еще, а слабое поле не так эффективно отталкивает излучение.Внутренний радиационный пояс Ван Аллена, радиационный диск в форме пончика вокруг Земли, который улавливает частицы высоких энергий, прилегает к аномалии намного ближе к поверхности из-за ослабленного поля.

Любой спутник на околоземной орбите – обычная высота для спутников наблюдения Земли – должен пройти через аномалию. Космический телескоп Хаббл проводит в этом регионе 15% своей жизни и регулярно отключает свои светочувствительные камеры, чтобы избежать повреждений. Некоторые инструменты, такие как Ionospheres Connection Explorer НАСА, отключают электрические компоненты детектора ультрафиолетовых фотонов каждый раз, когда они проходят.В первые дни существования Международной космической станции аномалия вызвала бы сбой в компьютерах астронавтов.

Радиация оставляет зеленые и красные пятна на изображениях космического телескопа Хаббл во время прохождения через Южно-Атлантическую аномалию. Одна камера на борту телескопа может бодрствовать в аномалии, но ее изображения зашумлены. Предоставлено: ESA

. Но иногда спутнику просто не везет. Эшли Грили, научный сотрудник Центра космических полетов имени Годдарда НАСА, вспомнила спутник CubeSat, который умер вскоре после запуска.Во время пусконаладочных проверок и этапа ввода в эксплуатацию «мы думаем, что энергичная частица попала в неправильное место в неподходящее время, и, к сожалению, мы так и не получили данных», – сказала она.

Растущая аномалия

Исследователи обнаружили Южно-Атлантическую аномалию в 1958 году, когда спутники впервые начали измерять радиацию в космосе. «Теперь этот регион занимает видное место в большинстве моделей», – сказал Теренс Сабака из НАСА. «Все в значительной степени согласны с его размером, формой и прочностью.«Хотя это все еще вопрос предположений, есть некоторые свидетельства того, что аномалия существует с самого начала 19 века, а может быть, даже раньше.

Настоящие дебаты связаны с тем, что аномалия сделает дальше.

Возможно, вмятина раскалывается, или, возможно, появляется еще одно слабое место, которое врезается в нее. Грили впервые взглянула на аномалию во время своей докторской работы. Просматривая спутниковые данные за 20 лет, она вычислила степень аномалии во время каждого прохода Солнечных аномальных и магнитосферных частиц.По ее словам, спутники на низкой околоземной орбите проходят через регион примерно раз в неделю, и этот переход длится несколько минут.

Со временем Грили обнаружил, что Южно-Атлантическая аномалия смещается на запад (примерно на 1 ° долготы каждые 5 лет) и даже немного на север. В конце концов, «большая часть этого будет над сушей», – сказала она. Прицел от аномалии пройдет над Аргентиной, Боливией, Бразилией, Чили и Парагваем.

Прогноз, сделанный ученым НАСА Вейджиа Куанг и профессором округа Балтимор Эндрю Тангборном из Университета Мэриленда, показывает, что аномалия не только мигрирует на запад, но и увеличивается в размерах.Через пять лет область ниже напряженности поля 24000 нанотесла (примерно половина нормальной магнитной напряженности) вырастет примерно на 10% по сравнению со значениями 2019 года. По словам Куанг, вмятина также может расколоться, или, возможно, независимо от нее возникнет другое слабое место.

Южноатлантическая аномалия в настоящее время охватывает части южной части Африки, большую часть южной части Атлантического океана и Южную Америку. По прогнозам, через 5 лет регион будет расти и раздваиваться. Нажмите на изображение для увеличения.Предоставлено: Вейджиа Куанг и Теренс Сабака / NASA GSFC

. Хотя, по прогнозам, в следующие 5 лет вмятина будет расти, делать прогнозы на будущее невозможно, сказал Куанг. Движение жидкости в ядре Земли настолько турбулентно, что небольшое возмущение в системе может привести к целому ряду результатов, которые мы не можем предвидеть. Чем дальше вы продвигаетесь во времени, тем больше появляется безудержных ситуаций.

Хотя будущее туманно, изучение аномалии «дает нам очень хорошее окно для понимания не только основной динамики», – сказал Куанг, но также «региональных свойств этой области.”

К счастью, аномалия не может повредить жизни на поверхности, сказал Куанг. «Но если он продолжит ослабевать со временем, это может в конечном итоге повлиять на нас». Дыра в нашем поле подвергнет нас воздействию частиц высокой энергии, которые могут вызвать выброс энергосистем и разъедать защитные газы в нашей атмосфере.

Магнитные содрогания и блуждающий полюс

Дочь Чэнли Хуанга часто слышала знакомую историю перед сном.

Однажды четверо слепых решили пойти в зоопарк навестить слона.Они никогда не встречали ни одного раньше и хотели знать, как он выглядит. Первый человек подошел к слону, пощупал его хобот и объявил, что это «изогнутая лопатка». Второй коснулся его хвоста и пришел к выводу, что это похоже на палку. Третий мужчина осторожно похлопал по телу и объявил, что животное похоже на стену, тогда как четвертый почувствовал его ногу и сказал, что это было похоже на столб.

По отдельности четверо мужчин понимали только одну часть слона. Но вместе они получили более четкое представление об истинной природе слона.

Древние исследователи погибли, пытаясь установить станции наблюдения в отдаленных местах. Хуан также рассказывает эту историю своему коллеге Пэншо Дуаню. Когда астрономы заглядывают внутрь Земли, у них нет возможности «почувствовать» истинную природу ядра. Но они могут исследовать различные аспекты, сотрудничать и сравнивать с другими, чтобы составить более полную картину.

Ученые давно занимаются этим поиском, иногда со смертельным исходом. Исследователи прошлого погибли, пытаясь установить станции наблюдения в отдаленных местах, как обреченный английский исследователь сэр Джон Франклин, чья экспедиция по магнитным наблюдениям Северного полюса в 1845 году закончилась тем, что 129 человек погибли и два корабля потерялись.

Как только по всему миру возникли долговечные наземные обсерватории, ученые заметили странные отклонения в полевых условиях, в том числе, например, то, что наши магнитные Северный и Южный полюса свободно перемещаются по планете. Это правда, что полюса не укладываются в оси вращения Земли из-за неравномерного и турбулентного потока в ядре, но они также постепенно дрейфуют, как силовые линии закрученного поля динамики ядра. В прошлом веке магнитный Северный полюс шествовал через канадскую Арктику, а с 2000-х годов он шагает по Северному Ледовитому океану.

Но иногда это постепенное движение ускоряется, казалось бы, случайным образом, и дрейф магнитного поля Земли идет в другом направлении. Эти отклонения называются геомагнитными рывками.

Вы можете заметить рывки на V-образных графиках изменения направления магнитного поля с течением времени. Предоставлено: Жюльен Обер, IPGP / CNRS из французских данных BCMT

. Ученые также называют рывки «V-образными» событиями, основываясь на их появлении на графиках скорости изменения поля во времени. События обычно длятся от 1 до 3 лет, а первый задокументированный случай был зарегистрирован в 1902 году.С тех пор произошли десятки рывков.

Последний рывок был в 2016 году, когда он толкнул поле и резко сместил дрейф Северного полюса. Мероприятие было довольно неудобным, потому что ученые только что выпустили 5-летнюю модель магнитного поля Земли, названную World Magnetic Model (WMM). Команде WMM пришлось досрочно обновить модель, чтобы избежать недопустимых навигационных ошибок.

Хотя происхождение рывков является предметом активных исследований, недавнее исследование в журнале Nature Geoscience, проведенное Обертом и Крисом Финли из Технического университета Дании, предполагает, что рывки могут возникать в результате толчка и притяжения сил внутри Земли (немного.ly / jerks-research). Когда горячий шлейф вырывается через внешнее ядро, тонкий баланс между планетарными, вращательными и электромагнитными силами нарушается. Несбалансированные силы вызывают дрожь вдоль силовых линий магнитного поля в виде волн.

Следующий рывок может уже начаться. Недавний анализ Хуанга и Дуана предсказал, что следующее событие произойдет в 2020 или 2021 году.

В этом случае ученым, возможно, потребуется обновить магнитные карты, на которые опирается деятельность промышленности и правительства.Компании, ведущие бурение на нефть и газ, например, используют настроенные магнитные модели для рытья скважин. Но не все рывки вызывают изменения направления, поэтому время покажет, каков будет результат.

Рывки могут пролить свет на тепловые свойства ядра – горячо обсуждаемая тема, которая влияет на наши представления обо всем, от возраста ядра до начала тектоники плит. Однако еще слишком рано говорить о том, происходит ли толчок прямо сейчас. Финли, член группы, которая публикует модели магнитного поля каждые 6 месяцев, сказал, что невозможно идентифицировать геомагнитные рывки, пока они не произошли, потому что исследователи должны анализировать данные с течением времени.По словам Финли, на то, чтобы узнать это наверняка, потребуется около двух лет.

Независимо от того, приближается ли к нам следующее событие, геомагнитные рывки – это одна из составляющих видения «слона» магнитного поля Земли. Скачки могут пролить свет на тепловые свойства ядра – горячо обсуждаемая тема, которая влияет на наши представления обо всем, от возраста ядра до начала тектоники плит.

Решение загадки происхождения рывка устранит «камень преткновения» в будущих предсказаниях магнитного поля, сказал Обер, что нам крайне необходимо, чтобы лучше понять защитную броню нашей планеты.

Как избежать Судного дня

Владимир Айрапетян не жалеет слов, когда речь идет об апокалиптических сценариях и нашем магнитном поле.

Художник показывает солнечную вспышку, покидающую Солнце и несущуюся к Земле. Предоставлено: NASA

. В одном мрачном сценарии катастрофически массивная солнечная вспышка охватывает Землю и выбивает озоновый слой, подвергая нас разрушительному ультрафиолетовому излучению, которое, как известно, вызывает рак. По словам Айрапетяна, за 6–12 месяцев, которые потребуются для восстановления нашего озонового слоя, мы будем жить как «ночные животные».

«Вам придется спуститься под землю и выйти ночью», – сказал Айрапетян, ученый НАСА из Центра космических полетов Годдарда. «Это сценарий голливудского типа».

Рассказы о катастрофическом отказе нашего поля являются частью знаний о работе с магнитным полем Земли. Люди всегда хотят знать: «Когда происходит действительно действительно плохое?» – сказал Обер.

Хотя преобладающая наука предполагает, что эти сценарии судного дня возможны, они крайне маловероятны.Магнитное поле Земли непостоянно, покрыто кратерами и постоянно меняется, но у ученых нет оснований полагать, что это поле не защитит нас на десятилетия – а, скорее всего, столетия – в будущем.

Даже один из самых драматичных сценариев – перемагничивание – маловероятен в обозримом будущем. Последний поворот произошел 780 000 лет назад, и исследователи предполагают, что за многомиллиардное время существования магнитного поля полюса менялись сотни раз.

Наша звезда может быть способна выстрелить вспышкой эпических масштабов.Но у ученых нет убедительных доказательств того, что нас ждет инверсия поля, сказала Кэтрин Констебл, ученый из Института океанографии Скриппса, изучающая инверсию магнитного поля. «Сфера меняется так постепенно, что мы будем справедливо предупреждены, по крайней мере, через несколько десятилетий», – сказал Констебль.

Возможно, более серьезная опасность исходит из космоса. Магнитное поле – наша главная линия защиты от натиска высокоэнергетических частиц Солнца. Недавнее исследование Айрапетяна предполагает, что в нашей Солнечной системе возможны гигантские солнечные вспышки.Наблюдения за другими звездами, похожими на Солнце, показывают, что наше Солнце может испускать вспышку эпических масштабов.

Конгресс принял закон о продвижении исследований и наблюдений космической погоды для улучшения прогнозов завтрашнего дня в 2020 году, чтобы вложить деньги в исследования космической погоды, которые авторы закона назвали вопросом национальной безопасности. Гелиофизика – это самое маленькое подразделение НАСА, поэтому Айрапетян «так взволнован» дополнительным финансированием и поддержкой, чтобы выяснить, какие космические опасности ждут впереди.

До тех пор наше магнитное поле будет продолжать делать то, что умеет лучше всего: дрейфовать, дрожать и трансформироваться в свою следующую грандиозную конфигурацию.

Информация об авторе

Дженесса Данкомб (@jrdscience), штатный писатель

Благодарности

Eos благодарит Вейцзя Куанга, который щедро предоставил прогноз Южно-Атлантической аномалии по запросу.

Swarm исследует ослабление магнитного поля Земли

Применения

20.05.2020 165838 Просмотры 559 классов

На территории от Африки до Южной Америки магнитное поле Земли постепенно ослабевает.Это странное поведение озадачило геофизиков и вызывает технические нарушения на спутниках, вращающихся вокруг Земли. Ученые используют данные созвездия Роя ЕКА, чтобы лучше понять эту область, известную как «Южно-Атлантическая аномалия».

Магнитное поле Земли жизненно важно для жизни на нашей планете. Это сложная и динамическая сила, которая защищает нас от космического излучения и заряженных частиц Солнца. Магнитное поле в значительной степени создается океаном перегретого закрученного жидкого железа, который составляет внешнее ядро ​​примерно в 3000 км под нашими ногами.Действуя как вращающийся проводник в динамо-машине велосипеда, он создает электрические токи, которые, в свою очередь, создают наше непрерывно изменяющееся электромагнитное поле.

Это поле далеко не статичное и различается как по силе, так и по направлению. Например, недавние исследования показали, что положение северного магнитного полюса быстро меняется.

За последние 200 лет магнитное поле потеряло около 9% своей силы в среднем по миру. Между Африкой и Южной Америкой образовалась обширная область пониженной магнитной напряженности, известная как Южно-Атлантическая аномалия.

Воздействие радиации на Южноатлантическую аномалию

С 1970 по 2020 год минимальная напряженность поля в этой области снизилась с 24 000 нанотесла до 22 000, в то же время площадь аномалии увеличивалась и перемещалась на запад со скоростью около 20 км в год. За последние пять лет к юго-западу от Африки появился второй центр минимальной интенсивности, что указывает на то, что Южно-Атлантическая аномалия может разделиться на две отдельные ячейки.

Магнитное поле Земли часто визуализируется как мощный диполярный стержневой магнит в центре планеты, наклоненный примерно на 11 ° к оси вращения. Однако рост Южно-Атлантической аномалии указывает на то, что процессы, связанные с генерацией месторождения, намного сложнее. Простые дипольные модели не могут объяснить недавнее развитие второго минимума.

Ученые из Кластера данных, инноваций и науки (DISC) используют данные спутниковой группировки ЕКА, чтобы лучше понять эту аномалию.Спутники Swarm предназначены для идентификации и точного измерения различных магнитных сигналов, составляющих магнитное поле Земли.

Созвездие роя

Юрген Мацка из Немецкого исследовательского центра наук о Земле говорит: «Новый восточный минимум Южно-Атлантической аномалии появился в последнее десятилетие и в последние годы активно развивается. Нам очень повезло иметь на орбите спутники Swarm для исследования развития Южно-Атлантической аномалии.Теперь задача состоит в том, чтобы понять процессы в ядре Земли, вызывающие эти изменения ».

Было высказано предположение, является ли текущее ослабление поля признаком того, что Земля движется к значительному изменению полярности полюса, при котором северный и южный магнитные полюса меняются местами. Такие события происходили много раз на протяжении всей истории планеты, и хотя нам давно пора узнать о средней скорости, с которой происходят эти инверсии (примерно каждые 250 000 лет), падение интенсивности в Южной Атлантике, происходящее сейчас, находится в пределах того, что считается нормальные уровни колебаний.

На уровне поверхности Южно-Атлантическая аномалия не вызывает тревог. Однако спутники и другие космические аппараты, пролетающие через этот район, с большей вероятностью будут иметь технические неисправности, поскольку магнитное поле в этом регионе слабее, поэтому заряженные частицы могут проникать на высоты спутников на низкой околоземной орбите.

Тайна происхождения Южно-Атлантической аномалии еще не решена. Однако одно можно сказать наверняка: наблюдения магнитного поля с помощью Swarm дают новое захватывающее представление о малоизученных процессах, происходящих внутри Земли.

Нравиться

Спасибо за лайк

Вам уже понравилась эта страница, вам может понравиться только один раз!

Дополнительная информация о геомагнитных полях

Магнитосфера по форме напоминает комету в ответ на динамическое давление солнечный ветер. Он сжат со стороны к Солнцу примерно до 10 земных радиусов и имеет вытянутый в виде хвоста на стороне от Солнца более чем на 100 земных радиусов.В магнитосфера отклоняет поток большинства частиц солнечного ветра вокруг Земли, в то время как Силовые линии геомагнитного поля направляют движение заряженных частиц в магнитосфере.

Дифференциальный поток ионов и электронов внутри магнитосферы и в ионосфера образуют текущие системы, которые вызывают изменения в напряженности магнитного поля Земли. Эти ВНЕШНИЕ токи в ионизированном верхняя атмосфера и магнитосфера изменяются на гораздо более короткие шкала времени , чем ВНУТРЕННЯЯ основная Поле и могут создавать магнитные поля величиной до 10% от основного поля .

Это компонент главного поля, моделируемый Международной геомагнитной справкой. Поле (IGRF) и магнитная модель мира (WMM). Другими важными источниками являются поля, возникающие из электрические токи, протекающие в ионизированных верхних слоях атмосферы, и поля, индуцированные токи, текущие в земной коре. Составляющая основного поля медленно меняется во времени и можно грубо описать как стержневой магнит с северным и южным полюсами глубоко внутри Земля и силовые линии магнитного поля, уходящие далеко в космос. Магнитное поле Земли варьируется как в пространстве, так и во времени .

В сети есть несколько хороших сайтов, на которых можно найти информацию о геомагнитное поле. Некоторые из сайтов, которые, по нашему мнению, стоит посетить, включают наши собственные ответы на часто задаваемые вопросы, Scientific American’s Спросите у экспертов, геологический Обследование Канады и геологической службы США. Опрос. На сайте AGU есть несколько статей ученых.

Outreach
Плакат группы по геомагнетизму
Геомагнетизм в три сложения

Магнитное поле Земли может меняться быстрее, чем мы думали – новое исследование

Магнитное поле Земли, создаваемое на глубине 3000 км под нашими ногами в ядре из жидкого железа, имеет решающее значение для жизни на нашей планете. Он простирается в космос, окутывая нас электромагнитным одеялом, которое защищает атмосферу и спутники от солнечного излучения.

Тем не менее, магнитное поле постоянно меняется как по силе, так и по направлению, и в прошлом оно претерпевало некоторые драматические изменения.Это включает в себя загадочные перевороты магнитных полюсов, когда южный полюс становится северным, и наоборот.

Давний вопрос заключался в том, насколько быстро поле может меняться. Наше новое исследование, опубликованное в Nature Communications, дало некоторые ответы.

Быстрые изменения магнитного поля представляют большой интерес, потому что они представляют собой наиболее экстремальное поведение океана расплавленного железа в жидком ядре. Связав наблюдаемые изменения с основными процессами, мы можем получить важную информацию о недоступном иным образом регионе нашей планеты.


Подробнее: Почему магнитные полюса Земли могут поменяться местами – и как это повлияет на нас


Исторически самые быстрые изменения магнитного поля Земли были связаны с инверсиями, которые происходят с нерегулярными интервалами несколько раз в миллион лет. Но мы обнаружили полевые изменения, которые происходят намного быстрее и позже, чем любые данные, связанные с фактическими разворотами.

Магнитный разворот.НАСА.

В настоящее время спутники помогают отслеживать изменения в поле как в пространстве, так и во времени, дополняя их навигационными записями и данными наземных обсерваторий. Эта информация показывает, что изменения в современной области довольно громоздки, около одной десятой градуса в год. Но, хотя мы знаем, что это поле существует по крайней мере 3,5 миллиарда лет, мы мало знаем о его поведении до 400 лет назад.

Чтобы отследить древнее поле, ученые анализируют магнетизм, зарегистрированный отложениями, потоками лавы и искусственными артефактами.Это потому, что эти материалы содержат микроскопические магнитные зерна, которые регистрируют характер поля Земли в момент их охлаждения (для лав) или добавления к суше (для отложений). Записи об отложениях в центральной Италии примерно во время последней смены полярности почти 800 000 лет назад предполагают относительно быстрые изменения поля, достигающие одного градуса в год.

Однако такие измерения чрезвычайно сложны, и результаты все еще обсуждаются. Например, существует неопределенность в том, как осадки приобретают свой магнетизм.

Улучшенные измерения

Наше исследование использует другой подход, используя компьютерные модели, основанные на физике процесса генерации поля. Это сочетается с недавно опубликованной реконструкцией глобальных вариаций магнитного поля Земли за последние 100 000 лет, основанной на компиляции измерений отложений, лав и артефактов.

Это показывает, что изменения направления магнитного поля Земли достигли скорости до десяти градусов в год – в десять раз больше, чем самые быстрые изменения, о которых сообщалось в настоящее время.

Самые быстрые наблюдаемые изменения направления геомагнитного поля произошли около 39 000 лет назад. Этот сдвиг был связан с локально слабым полем в ограниченной области недалеко от западного побережья Центральной Америки. Событие последовало за глобальной «экскурсией Лашампа» – «неудавшимся переворотом» магнитного поля Земли около 41000 лет назад, когда магнитные полюса ненадолго сместились далеко от географических полюсов, а затем вернулись обратно.

Наиболее быстрые изменения связаны с локальным ослаблением магнитного поля.Наша модель предполагает, что это вызвано движением участков интенсивного магнитного поля по поверхности жидкого ядра. Эти пятна более распространены в более низких широтах, что предполагает, что будущие поиски быстрых изменений направления должны быть сосредоточены на этих областях.

Влияние на общество

Изменения магнитного поля, например инверсии, вероятно, не представляют угрозы для жизни. Людям действительно удалось пережить драматическую экскурсию по Лашампу. Сегодня угроза в основном сводится к нашей зависимости от электронной инфраструктуры.Явления космической погоды, такие как геомагнитные бури, возникающие в результате взаимодействия магнитного поля и приходящей солнечной радиации, могут нарушить спутниковую связь, GPS и электросети.

Спутники подвержены риску из-за космической погоды. Андрей Армягов / Shutterstock

Это вызывает беспокойство – экономические издержки от обрушения энергосистемы США из-за космической погоды оцениваются примерно в один триллион долларов. Угроза настолько серьезна, что космическая погода занимает приоритетное место в национальном реестре рисков Великобритании.

Явления космической погоды обычно более распространены в регионах со слабым магнитным полем – что, как мы знаем, может произойти, когда поле быстро меняется. К сожалению, компьютерное моделирование предполагает, что изменения направления возникают после того, как напряженность поля начинает ослабевать, а это означает, что мы не можем предсказать провалы в напряженности поля, просто отслеживая направление поля. Дальнейшая работа с более продвинутым моделированием может пролить свет на этот вопрос.

Грядет ли еще одно быстрое изменение магнитного поля? На это очень сложно ответить.Самые быстрые изменения – это также и самые редкие события: например, изменения, выявленные во время экскурсии по Лашампу, более чем в два раза быстрее, чем любые другие изменения, происходящие за последние 100 000 лет.

Это затрудняет для ученых предсказание быстрых изменений – это «события черного лебедя», которые становятся неожиданностью и имеют большое влияние. Одним из возможных путей продвижения вперед является использование основанных на физике моделей поведения поля как части прогноза.

Нам еще многое предстоит узнать об «ограничении скорости» магнитного поля Земли.Быстрые изменения во время смены полярности еще не наблюдались напрямую, но их следует ожидать, поскольку считается, что в это время поле становится глобально слабым.

Магнитное поле Земли может меняться быстрее, чем мы думали – новое исследование

Эта статья была первоначально опубликована на The Conversation. Публикация предоставила статью для журнала «Голос экспертов» Space.com: Op-Ed & Insights.

Кристофер Дэвис , доцент, Университет Лидса

Магнитное поле Земли, создаваемое на глубине 3000 км в ядре из жидкого железа, имеет решающее значение для жизни на нашей планете.Он простирается в космос, окутывая нас электромагнитным одеялом, которое защищает атмосферу и спутники от солнечного излучения.

Тем не менее, магнитное поле постоянно меняется как по силе, так и по направлению, и в прошлом оно претерпевало некоторые драматические изменения. Это включает в себя загадочные перевороты магнитных полюсов, когда южный полюс становится северным, и наоборот.

Давний вопрос заключался в том, насколько быстро поле может меняться. Наше новое исследование, опубликованное в Nature Communications, дало некоторые ответы.

Быстрые изменения магнитного поля представляют большой интерес, потому что они представляют собой наиболее экстремальное поведение океана расплавленного железа в жидком ядре. Связав наблюдаемые изменения с основными процессами, мы можем получить важную информацию о недоступном иным образом регионе нашей планеты.

Подробнее: Почему магнитные полюса Земли могут поменяться местами – и как это повлияет на нас

Исторически самые быстрые изменения магнитного поля Земли были связаны с происходящими инверсиями через нерегулярные промежутки времени несколько раз в миллион лет.Но мы обнаружили полевые изменения, которые происходят намного быстрее и позже, чем любые данные, связанные с фактическими разворотами.

Магнитное разворот полюсов Земли. (Изображение предоставлено НАСА)

В настоящее время спутники помогают отслеживать изменения в поле как в пространстве, так и во времени, дополняемые навигационными записями и данными наземных обсерваторий. Эта информация показывает, что изменения в современной области довольно громоздки, около одной десятой градуса в год. Но, пока мы знаем, что поле существует как минимум 3.5 миллиардов лет, мы мало что знаем о его поведении до 400 лет назад.

Чтобы отследить древнее поле, ученые анализируют магнетизм, зарегистрированный отложениями, потоками лавы и искусственными артефактами. Это потому, что эти материалы содержат микроскопические магнитные зерна, которые регистрируют характер поля Земли в момент их охлаждения (для лав) или добавления к суше (для отложений). Записи об отложениях в центральной Италии примерно во время последней смены полярности почти 800 000 лет назад предполагают относительно быстрые изменения поля, достигающие одного градуса в год.

Однако такие измерения чрезвычайно сложны, и результаты все еще обсуждаются. Например, существует неопределенность в том, как осадки приобретают свой магнетизм.

Улучшенные измерения

Наше исследование использует другой подход, используя компьютерные модели, основанные на физике процесса генерации поля. Это сочетается с недавно опубликованной реконструкцией глобальных вариаций магнитного поля Земли за последние 100 000 лет, основанной на компиляции измерений отложений, лав и артефактов.

Это показывает, что изменения направления магнитного поля Земли достигли скорости до десяти градусов в год – в десять раз больше, чем самые быстрые изменения, о которых сообщалось в настоящее время.

Самые быстрые наблюдаемые изменения направления геомагнитного поля произошли около 39 000 лет назад. Этот сдвиг был связан с локально слабым полем в ограниченной области недалеко от западного побережья Центральной Америки. Событие последовало за глобальной «экскурсией Лашампа» – «неудавшимся переворотом» магнитного поля Земли около 41000 лет назад, когда магнитные полюса ненадолго сместились далеко от географических полюсов, а затем вернулись обратно.

Наиболее быстрые изменения связаны с локальным ослаблением магнитного поля. Наша модель предполагает, что это вызвано движением пятен интенсивного магнитного поля по поверхности жидкого ядра. Эти пятна более распространены в более низких широтах, что предполагает, что будущие поиски быстрых изменений направления должны быть сосредоточены на этих областях.

Воздействие на общество

Изменения магнитного поля, например инверсии, вероятно, не представляют угрозы для жизни.Людям действительно удалось пережить драматическую экскурсию по Лашампу. Сегодня угроза в основном сводится к нашей зависимости от электронной инфраструктуры. Явления космической погоды, такие как геомагнитные бури, возникающие в результате взаимодействия магнитного поля и приходящей солнечной радиации, могут нарушить спутниковую связь, GPS и электросети.

Спутники подвержены риску из-за космической погоды. (Изображение предоставлено: Андрей Армягов / Shutterstock)

Это вызывает беспокойство – экономические издержки от обрушения энергосистемы США из-за космической погоды оцениваются примерно в один триллион долларов.Угроза настолько серьезна, что космическая погода занимает приоритетное место в национальном реестре рисков Великобритании.

Явления космической погоды обычно более распространены в регионах со слабым магнитным полем – что, как мы знаем, может произойти, когда поле быстро меняется. К сожалению, компьютерное моделирование предполагает, что изменения направления возникают после того, как напряженность поля начинает ослабевать, а это означает, что мы не можем предсказать провалы в напряженности поля, просто отслеживая направление поля. Дальнейшая работа с более продвинутым моделированием может пролить свет на этот вопрос.

Приближается еще одно быстрое изменение магнитного поля? На это очень сложно ответить. Самые быстрые изменения – это также и самые редкие события: например, изменения, выявленные во время экскурсии по Лашампу, более чем в два раза быстрее, чем любые другие изменения, происходящие за последние 100 000 лет.

Это затрудняет для ученых предсказание быстрых изменений – это «события черного лебедя», которые становятся неожиданностью и имеют большое влияние. Одним из возможных путей продвижения вперед является использование основанных на физике моделей поведения поля как части прогноза.

Нам еще многое предстоит узнать об «ограничении скорости» магнитного поля Земли. Быстрые изменения во время смены полярности еще не наблюдались напрямую, но их следует ожидать, поскольку считается, что в это время поле становится глобально слабым.

Эта статья переиздана из The Conversation по лицензии Creative Commons. Прочтите оригинальную статью .

Следите за всеми проблемами и обсуждениями Expert Voices – и станьте частью обсуждения – на Facebook и Twitter .Выраженные взгляды принадлежат автору и не обязательно отражают точку зрения издателя.

Изменение магнитного поля Земли связано с исчезновениями 42000 лет назад

Карина Шах

Магнитное поле Земли наиболее сконцентрировано на северном и южном полюсах

Элен / Алами

Согласно новому анализу окаменелых колец деревьев, последнее изменение магнитного поля Земли могло произойти не более 42 000 лет назад.Этот поворот магнитных полюсов был бы разрушительным, создав экстремальную погоду и, возможно, привел бы к исчезновению крупных млекопитающих и неандертальцев.

Магнитное поле Земли распространяется в космос и больше всего сосредоточено на северном и южном полюсах. Магнитные полюса блуждают и иногда меняют направление примерно каждые 200 000–300 000 лет, но у нас мало доказательств того, как это влияет на нашу планету.

Алан Купер из Южно-Австралийского музея в Аделаиде и его коллеги уже дали несколько ответов.Они установили самую точную дату последней инверсии магнитного поля Земли, названную событием Лашампа, которое, по их оценкам, произошло между 41 560 и 41 050 годами назад и длилось менее 1000 лет.

Команда подсчитала это, используя радиоуглеродный анализ годичных колец древнего окаменелого дерева каури ( Agathis australis ), сохранившегося в водно-болотных угодьях северной Новой Зеландии.

«Дерево проживало прямо через Лашам, и мы использовали сдвиг радиоуглерода, углерода-14, в атмосфере, чтобы точно определить момент схлопывания магнитного поля», – говорит Купер.

Магнитосфера Земли – область вокруг планеты, в которой преобладает магнитное поле Земли – ослабевает, когда магнитные полюса меняются местами. Купер и его команда подсчитали, что магнитное поле Земли составляло всего 6 процентов от нынешнего уровня во время события Лашампа.

Когда магнитное поле ослабевает, больше космических лучей проникает в атмосферу и превращает определенные атомы в радиоактивный углерод-14, повышая уровни этого изотопа. Измеряя уровни углерода-14 в каждом кольце дерева каури, они смогли точно датировать событие Лашампа.

Затем они использовали моделирование климата, чтобы обнаружить, что несколько основных изменений совпали с событием Лашампа. Ослабленное магнитное поле позволило большему количеству ионизирующего излучения от солнечных вспышек и космических лучей достичь Земли.

«Они повреждают озоновый слой, и ультрафиолетовое излучение проникает в очень больших количествах», – говорит Купер. Это вызвало бы экстремальные погодные условия, включая молнии, высокие температуры и много солнечного света, к которым организмам, возможно, было трудно адаптироваться.

«Эти экстремальные изменения окружающей среды, возможно, вызвали или, по крайней мере, способствовали вымиранию, включая вымирание крупных млекопитающих в Австралии и неандертальцев в Европе», – говорит Паула Реймер из Королевского университета в Белфасте, Великобритания, которая не принимала участия в исследовании. . Мегафауна в Австралии и на Тасмании – доисторические гигантские млекопитающие, существовавшие в позднем плейстоцене – и неандертальцы в Европе вымерли примерно в то же время, что и изменение магнитного полюса, 42000 лет назад.

Северный полюс в течение последнего столетия скачкообразно перемещался, дрейфуя примерно на километр в год, говорит Купер.«Это не обязательно означает, что это произойдет снова, но если бы это произошло, это было бы абсолютно катастрофой», – говорит он.

Ссылка на журнал: Science , DOI: 10.1126 / science.abb8677

Еще по этим темам:

Магнитное поле Земли изменилось 42000 лет назад, что привело к климатической «катастрофе»

Переворот магнитного поля Земли тысячи лет назад погрузил планету в экологический кризис, который, возможно, напоминал “фильм-катастрофу”, как недавно обнаружили ученые.

Магнитное поле нашей планеты динамично и много раз менялось местами – когда магнитные Северный и Южный полюса меняются местами. В нашем мире, зависящем от электроники, такой поворот может серьезно нарушить работу коммуникационных сетей.

Но, согласно новому исследованию, удар может быть даже более серьезным. Впервые ученые нашли доказательства того, что полярный флип может иметь серьезные экологические последствия. Их исследование связывает инверсию магнитного поля около 42000 лет назад с климатическими потрясениями в глобальном масштабе, которые привели к вымиранию людей и изменили поведение людей.

Связанный: Что, если магнитное поле Земли исчезнет?


Невероятная Земля: 22,99 $ в Magazines Direct

Планета, на которой мы живем, – замечательное место. Но задумывались ли вы, как и почему эти вещи происходят? Как была создана Земля? Как мы предсказываем погоду? Как образуются окаменелости? Что вызывает землетрясения или какие животные светятся в темноте? «Невероятная Земля» дает ответы на эти и многие другие вопросы в захватывающем путешествии по всему, что вам нужно знать о нашем мире – с великолепными фотографиями и проницательными диаграммами по пути! Посмотреть Deal


Магнитосфера Земли – магнитный барьер , окружающий планету – возникает в результате вспенивания горячего расплавленного металла вокруг ее железного ядра.Этот постоянно плещущийся поток жидкости генерирует электричество, которое, в свою очередь, создает силовые линии магнитного поля, которые изгибаются вокруг планеты от полюса к полюсу, согласно NASA .

Подобно защитному пузырю магнитное поле защищает Землю от солнечного излучения. На стороне планеты, обращенной к Солнцу, постоянная бомбардировка солнечными ветрами сжимает магнитное поле, так что поле распространяется на расстояние не более чем в 10 раз больше радиуса Земли. Однако на стороне планеты, обращенной от Солнца, поле простирается намного дальше в космос, образуя огромный «магнитосферный хвост», который простирается за пределы нашей Луны, НАСА сообщает .

Две точки на Земле, где сходятся дуговые линии магнитного поля, – это северный магнитный полюс и южный полюс. Но хотя эти положения относительно стабильны, полюса – и само магнитное поле – не зафиксированы на месте. Примерно раз в 200 000–300 000 лет поле ослабевает настолько, что полностью меняет полярность. По данным НАСА, этот процесс может занять сотни или даже тысячи лет.

Магнитные молекулы, сохранившиеся в вулканических отложениях и других отложениях, сообщают ученым, когда в прошлом произошли изменения; эти молекулы выровнены с магнитным полем в то время, когда они были отложены, поэтому они указывают местоположение магнитного Северного полюса, сказал ведущий автор исследования Алан Купер, почетный профессор кафедры геологии Университета Отаго в Новой Зеландии.

Недавно исследователи задались вопросом, может ли относительно недавнее и короткое изменение полярности, называемое Экскурсия Лашампа, которая произошла между 41000 и 42000 лет назад, быть связано с другими драматическими изменениями на Земле с того времени, которые ранее не были связаны с активностью. в магнитосфере. Они подозревали, что в то время, когда наше защитное магнитное поле меняло направление на противоположное – и поэтому было слабее, чем обычно, – воздействие солнечной и космической радиации могло повлиять на атмосферу в достаточной степени, чтобы повлиять на климат, сообщили авторы исследования.

Подсказки в «бисквитах»

Согласно исследованию, предварительные исследования Гренландии ледяных кернов, датируемых Лашамом, не выявили признаков изменения климата. Но на этот раз исследователи обратили внимание на другой потенциальный источник климатических данных: сохранившиеся на болоте деревья каури ( Agathis australis ) из ​​северной Новой Зеландии.

Они вырезали поперечные сечения, или «бисквиты», из консервированных стволов и изучали изменения в уровнях углерода 14, радиоактивной формы элемента, за период, который включал обращение Лашампа.Их анализ выявил повышенные уровни радиоактивного углерода в атмосфере во время Лашампа, когда магнитное поле ослабевало.

«Как только мы выяснили точное время по записи каури, мы увидели, что она полностью совпадает с записями климатических и биологических изменений во всем мире», – сказал Купер Live Science в электронном письме. Например, примерно в это время мегафауна в Австралии начала вымирать, а неандертальцы в Европе вымирали; По словам Купера, их сокращение могло быть ускорено из-за климатических изменений в их экосистемах.

Затем авторы использовали компьютерные климатические модели, чтобы проверить, что могло вызвать широкомасштабные климатические потрясения и связанные с ними вымирания. Они обнаружили, что слабое магнитное поле, действующее примерно на 6% от его нормальной силы, может привести к серьезным климатическим воздействиям, «за счет ионизирующего излучения, сильно повреждающего озоновый слой, пропуская ультрафиолетовые лучи [ ультрафиолетовых лучей ] и изменяя способы, которыми энергия солнца поглощалась атмосферой “, – пояснил Купер.

Сильно ионизированная атмосфера могла также вызывать сверкающие полярные сияния по всему миру и вызывать частые грозы, из-за чего небо выглядело как «что-то похожее на фильм-катастрофу», – сказал Купер.

Отпечатки ладоней красной охры в пещере Эль-Кастильо в Испании были сделаны почти 42 000 лет назад и, как предполагается, представляют собой использование древней формы солнцезащитного крема. (Изображение предоставлено Полом Петтиттом, Gobierno de Cantabria)

Еще один значительный сдвиг в то время произошел в Homo sapiens , когда наскальные рисунки начали появляться по всему миру. Сюда входили первые образцы трафаретов для рук из красной охры, «которые, как мы подозреваем, на самом деле являются признаком применения солнцезащитного крема», практика, которая все еще наблюдается в современных группах коренных народов в Намибии, сказал Купер.По его словам, более высокие уровни ультрафиолетового излучения из-за слабого магнитного поля могли заставить людей искать убежище в пещерах или вынудить их защищать свою кожу с помощью солнцезащитных минералов.

Ученые не могут точно предсказать, когда может произойти следующее изменение нашего магнитного поля. Однако некоторые признаки – такие как текущая миграция Северного полюса через район Берингова моря и само магнитное поле, ослабившееся почти на 10% за последние 170 лет – предполагают, что переворот может быть на ближе, чем мы думаем , что делает его более значительным. Необходимо, чтобы исследователи полностью поняли, как большие сдвиги в нашем магнитном поле могут повлиять на изменения окружающей среды в глобальном масштабе, согласно исследованию.

«В целом, эти открытия поднимают важные вопросы об эволюционном воздействии геомагнитных инверсий и экскурсий на более глубокие геологические данные», – пишут ученые.

Результаты были опубликованы в Интернете 18 февраля в журнале Science .

Первоначально опубликовано на Live Science.

.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *