ASTRO-MASTER.RU

Практическая астрология - искусство предвидения и противостояния судьбе.

МАГНИТНАЯ ЛОВУШКА.

СТРЕМИТЕЛЬНЫЙ РАСПАД МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ УГРОЖАЕТ ЖИЗНИ НА ПЛАНЕТЕ

Земля — гениальное устройство для жизни. Снабженная воздухом, теплом и светом, она мчится в пространстве через галактические дали. В этом путешествии ей не страшны ни холодное дыхание космоса, ни губительные излучения звезд. Не последнюю роль в этой неуязвимости играет магнитная оболочка Земли. Она не только спасает Землю от космической радиации, но и управляет жизнедеятельностью населяющих ее организмов. Однако время от времени магнитный щит Земли распадается, открывая планету испепеляющему действию космоса.

«ВЕЛИКИЕ УМИРАНИЯ»

Так, например, по окончании Пермского периода, 225 миллионов лет назад, за сравнительно короткий срок прекратили свое существование примерно 75% семейств земноводных и 80% семейств рептилий.

После этого было еще шесть таких «великих умираний», в том числе и в конце Мелового периода (около 70 млн. лет назад). Именно тогда после длительного процветания в течение почти 150 миллионов лет полностью вымерли динозавры. Тогда же с лица Земли исчезли и другие рептилии: ихтиозавры, плезиозавры и летающие птерозавры. Из беспозвоночных вымерли аммониты, которые также были большой и процветающей группой. Собственно, тогда за сравнительно короткое время исчезло до 75% животных.

Скорее всего, «великие умирания» были результатом заметного изменения в окружающей среде, которое, однако, оставило в живых большое количество других видов. Что же явилось причиной этих умираний? Ряд специалистов связывает их с изменением земного магнетизма.

ЖЕЛЕЗНАЯ ГОРА

История знакомства человека с магнитным полем Земли уходит в глубокую древность. В старинной китайской летописи Су Матзена, которой как минимум 2000 лет, так описывается бесценный груз, сопровождающий торговый караван: «Между горбами белого верблюда совершает свой путь через пустыню глиняный сосуд, в котором на пробке плавает в воде небольшой продолговатый кусок намагниченного железа. Края сосуда выкрашены в четыре цвета. Красный обозначает юг, черный — север, зеленый — восток и белый — запад...»

Другие китайские документы повествуют о том, что еще до нашей эры мастера Востока владели секретом изготовления чудесных повозок с человеческими фигурками, указывающими рукой на юг.

А древний китайский рисунок, датируемый 220 г. до н. э., изображает изящный компас в виде небольшой ложечки, свободно вращающейся посредине бронзовой пластины, на которой нанесены 8 триграмм, 24 направления, связанных с созвездиями, и 28 лунных секторов. В старинном манускрипте говорилось, что ручка такой ложечки всегда выбирает только южное направление горизонта. Об удивительных свойствах магнита знали и в античной Европе. Уже за 600 лет до н. э. греческий философ Фалес проводил опыты с естественными магнитными минералами и установил, что они могут притягивать железо.

В труде английского монаха Александра Некэма «О природе вещей» (1190) упоминается о магнитной игле. Именно использование намагниченной иголки в качестве морского компаса обезопасило европейских штурманов в море и позволило им совершать дальние путешествия.

А в письме, написанном в 1269 году военным инженером Петрусом Перегрини своему коллеге, уже используются такие понятия, как магнитные полюса, притяжение и отталкивание.

При этом Перегрини придерживался мнения, что стрелка компаса указывает на Полярную звезду. Эта точка зрения в корне расходилась с общепринятой. Загадочная способность иглы компаса всегда указывать на север объяснялась в то время тем, что на дальнем севере есть железная гора Онато и притягивает иголки. Считалось, что магнитная гора представляет смертельную опасность для моряков, заблудившихся в арктических водах. Ее притяжение столь велико, что вытягивает гвозди из кораблей, они распадаются на части и погибают.

ДИНАМО-МАШИНА

Однако уже в 1576 г. англичанин Роберт Норман, экспериментируя с плавающей в жидкости магнитной иглой, установил, что она почти во всех точках земного шара (за исключением магнитного экватора) устанавливается не горизонтально, а наклонно. Потрясенный открытием, он еще целых пять лет изучал этот феномен, прежде чем сделать самый важный вывод о том, что Земля сама по себе — огромный магнит.

Но почему Земля — магнит? К разгадке этого вопроса ближе других подошел английский ученый Генри Кавендиш. В 1798 году он измерил массу Земли и показал, что плотность Земли слишком высока, чтобы она состояла только из камня. Возникла идея, что центр Земли состоит из металла. Поскольку большинство метеоритов состоит из железа и никеля в соотношении примерно 10:1, предположили, что и ядро Земли может состоять из подобной же смеси металлов. Поначалу предположили, что это железное ядро и является магнитом.

Однако в 1906 году французский физик Пьер Кюри доказал, что при сильном нагревании магнитная субстанция теряет магнетизм (железо — уже при 760°С, а никель — при 356). Поскольку точка плавления железа составляет 1535°С, а при большом давлении на границе ядра еще выше, ядро не может быть таким же магнитом, как кусок обычного железа.

Магнитная ловушка jpg1

Выяснилось также, что волны некоторых типов землетрясений никогда не проникают в ядро из мантии, поскольку относятся к таким волнам, которые не проходят через жидкость. Выходит, ядро — жидкое. Что же является источником земного магнетизма?

Еще в 1820 году датский физик Ганс Христиан Эрстед открыл явление электромагнетизма. Исходя из этого, американский геофизик Вальтер Эльзассер в 1939 году высказал предположение, что вращение Земли может образовывать в ее жидком ядре завихрения — обширные, медленные водовороты расплавленного никелевого железа. А поскольку атомы состоят из электрически заряженных субатомных частиц, такие водовороты могли бы создавать эффект электрического тока, текущего по кругу. Подобные водовороты образуются благодаря вращению Земли с запада на восток, поэтому железоникелевое ядро действует как брусок магнита, поставленный по вертикали север — юг.

Для объяснения происхождения земного магнетизма выдвигалось и много других гипотез, в том числе о существовании фундаментального закона природы, согласно которому всякое вращающееся тело обладает магнитным моментом. Делались попытки объяснить магнитное поле присутствием ферромагнетиков в земной коре или в ее ядре, а также наличием в земном ядре токов, вызываемых термоэлектродвижущей силой на границе мантии и ядра.

Вопрос о природе земного магнетизма так и остается открытым, однако все больше ученых связывают его происхождение с конвекцией в жидком ядре, при которой более разогретые слои электропроводящего вещества под действием архимедовой силы перемещаются вверх, а более холодные — опускаются вниз, что и приводит к самовозбуждению магнитного поля. При этом относительная близость магнитных полюсов Земли к географическим, указывает на теснейшую связь между вращением Земли и происхождением земного магнетизма.

ПОД МАГНИТНЫМ ОДЕЯЛОМ

Генерируемое в земном ядре магнитное поле Земли со всех сторон окружает планету. Солнечный ветер локализует его в ограниченном объеме околоземного пространства, сжимая с дневной стороны до 70—80 тысяч километров и унося на ночную сторону Земли магнитный хвост протяженностью не менее 5 млн. км. У поверхности планеты магнитное поле равно в среднем 0,5 Гаусс (Гс), на границе магнитосферы — 10"3 Гс.

Невидимым куполом окружая планету, магнитное поле экранирует поверхность Земли и биосферу от потока заряженных частиц солнечного ветра и космических лучей, образуя в околоземном пространстве магнитную ловушку для заряженных частиц высоких энергий радиационный пояс Земли.

Как же действует эта западня?

В 20-х годах XIX века английский ученый Майкл Фарадей разработал теорию «Силовых линий». Это воображаемые линии, идущие по кривой от северного магнитного полюса к южному и отмечающие путь, вдоль которого напряженность магнитного поля имеет постоянное значение.

Чтобы достигнуть поверхности Земли, любая заряженная частица, летящая из открытого космоса, должна пересечь эти силовые линии, а при этом она теряет энергию. Если она обладает небольшим количеством энергии, она может лишиться ее, так и не достигнув поверхности Земли. В таком случае она способна двигаться только вдоль силовой линии, по спирали, вплотную к ней и переходя от северного магнитного полюса Земли к южному, снова к северному и снова к южному и так далее.

Это происходит со многими частицами солнечного ветра, поэтому вдоль силовых линий всегда движется большое количество заряженных частиц, образующих то, что мы называем «магнитосферой», которая находится далеко вне атмосферы.

Силовые линии сходятся у двух магнитных полюсов. Следуя по этим линиям, частицы движутся к поверхности Земли и ударяют в верхние слои атмосферы. Сталкиваясь с атомами и молекулами, они отдают свою энергию и порождают изумительное по красоте явление ночного полярного неба: на севере — северное сияние, на юге — южное.

Частицы, которые особенно энергетичны, могут пересечь все силовые линии и нанести удар по поверхности Земли, но всегда с меньшей энергией, чем начальная. Кроме того, они отклоняются на север и юг, и чем меньшей энергией они обладают, тем дальше они отклоняются.

Поэтому космические лучи наименее интенсивно проникают к Земле у экватора и наиболее интенсивно на севере и юге. Не случайно плотность жизни на суше тоже уменьшается по мере продвижения от тропиков к полюсам.

ГУЛЯЮЩИЕ ПОЛЮСА

Однако магнитное поле Земли отнюдь не постоянно. Магнитные полюса с годами меняют свое положение. Куда же движутся магнитные полюса Земли и где они находились раньше?

Используя дошедшие до нас с 1500-х годов наблюдения и строя соответствующие им модели магнитного поля Земли, ученые сумели реконструировать маршрут движения магнитных полюсов на этом временном интервале.

Оказалось, что за это время северный магнитный полюс после недолгой вылазки на территорию Канады приблизительно середине XIX в. развернулся и теперь вновь уходит в арктические воды; южный же поначалу не спеша сближался со своим географическим тезкой по западной окраине моря Росса, а где-то на рубеже XVII— XVIII вв. внезапно взял курс на юго-восточную окраину Индийского океана.

В 1831 году, когда шотландский исследователь Джеймс Кларк Росс впервые точно определил местонахождение северного магнитного полюса, он располагался на западном берегу полуострова Бутия на крайнем севере Северной Америки. В 1994 году среднее положение северного магнитного полюса Ньюитт и Бартон определили в точке с координатами 78°18' с. ш. и 104°00' з. д. Его смещение относительно исходной точки Джеймса Росса стало весьма внушительно — почти 1000 км.

Местоположение южного магнитного полюса было определено гораздо позже, в 1909 году, австралийским геологом Эджвортом Дэвидом и британским исследователем Дугласом Моусоном, он оказался на краю Антарктиды. Уже в 1960-х годах южный магнитный полюс покинул территорию ледяного материка. Измерения, проведенные в декабре 2000 года, показали, что южный магнитный полюс находился напротив побережья Земли Адели в точке с координатами 64"40' ю. ш., 138°07' в. д. Отсюда до географического полюса около 2810 км, и это расстояние со временем продолжает увеличиваться.

СКОРОСТИ РАСТУТ

В XX веке скорости обоих магнитных полюсов заметно возросли. Еще интереснее оказалось их поведение на рубеже XX и XXI вв. Если южный магнитный полюс к этому времени несколько снизил скорость своего дрейфа — до 4—5 км в год, то северный испытывает такое ускорение, что геофизики теряются в догадках: к чему бы это? Приблизительно до 1971 г. он смещался более или менее равномерно со скоростью около 9 км в год, затем неожиданно стал стремительно ускоряться. К началу 1990-х он проходил уже более 15 км за год, причем само ускорение тоже росло: от 0,22 км/год 2 в начале 1970-х до 2,21 км/год 2 в конце 1990-х. Это стало одной из самых интригующих загадок нашего времени.

Однако все, что проделывал северный магнитный полюс в XX веке, можно смело назвать цветочками по сравнению с его новым ускорением, наблюдаемым сейчас.

Нынешняя скорость дрейфа северного магнитного полюса оценивается сегодня в 40—50 км в год. Если он будет продолжать идти тем же курсом и теми же темпами, то, покинув территорию Канады, пройдет над Аляской и примерно через полвека окажется над Сибирью. Южный же попросту уходит все дальше и дальше в Индийский океан.

Многие геофизики связывают подобное ускорение с так называемыми геомагнитными толчками — резкими изменениями в скорости вековых вариаций одного или нескольких параметров магнитного поля Земли. Один из самых мощных геомагнитных толчков наблюдался в течение нескольких месяцев 1969—1970 гг. Другие зафиксированы в 1901, 1913, 1925, 1978, 1991-1992, 1999-м.

Как видим, в последней трети XX века геомагнитные толчки обрели интригующее свойство — повторяться каждое десятилетие.

ПАДЕНИЕ НАПРЯЖЕННОСТИ

Еще удивительнее ведет себя само магнитное поле планеты: его напряженность методично убывает — всего за 450 лет она уменьшилась почти на 20%. Именно это беспокоит ученых больше всего. Археомагнитные данные говорят о том, что убывание напряженности магнитного поля продолжается уже около двух тысячелетий, причем в последние века особенно интенсивно. Подобная динамика полностью обнуляет напряженность магнитного поля всего за 2000 лет. Однако примерно с 1970 года скорость падения напряженности магнитного поля еще больше увеличилась, что сокращает срок обнуления напряженности до каких-то 1200—1300 лет. А это уже реально обозримый исторический срок. Если скорость падения напряженности будет и дальше расти, магнитное поле планеты может сойти на нет и гораздо раньше.

Точные геомагнитные измерения со спутников полностью подтверждают эту динамику. Поэтому все чаще и чаще с уст ученых слетает слово «инверсия», которое пугает своей неизвестностью даже искушенных в науке о Земле людей.

СМЕНА ОРИЕНТАЦИИ

Однако инверсии магнитного поля уже не раз случались в истории Земли. Понять это ученым помогли магнитные «отпечатки». Оказалось, что магнитное поле Земли может «отпечатываться» в вулканических породах.

Среди компонентов лавы, извергаемой вулканами, обнаруживаются различные слабомагнитные минералы. Молекулы этих минералов имеют свойство ориентироваться вдоль магнитных силовых линий. Пока минералы находятся в жидком виде, это свойство преодолевается беспорядочным движением молекул, связанных с высокой температурой. Однако при остывании вулканической породы беспорядочное движение молекул замедляется, и в конечном счете они ориентируются на север и юг.

Когда лава застывает, эта ориентация фиксируется. Таким образом, из остывших молекул образуются кристаллы, в которых можно обнаружить их магнитные полюса: северный — указывающий на север и южный — указывающий на юг, совсем как в магнитном компасе. При этом северный полюс такого кристалла, как ему и положено, будет отталкивать северный полюс стрелки компаса.

Подобные «отпечатки» магнитного поля геологи находят в самых разнообразных породах и могут восстановить его историю за прошедшие миллионы лет.

В 1906 году, используя этот метод, французский физик Бернар Брюнес обнаружил, что некоторые вулканические кристаллы намагничены в направлении, противоположном нормальному: их северные магнитные полюса указывали на юг.

Спустя годы после открытия Брюнеса было изучено огромное количество вулканических пород и установлено, что хотя во многих случаях северные магнитные полюса кристаллов указывают, как и обычно, на север, во многих других случаях они обращены на юг. Стало очевидным, что магнитное поле Земли периодически меняется на противоположное. Оказалось, что за последние 76 миллионов лет магнитные полюса 171 раз менялись местами. В течение последних 5 млн. лет это происходило 20 раз. Причем интервалы между инверсиями значительно варьировались: от десятков тысяч до миллионов лет. Самое продолжительное время между инверсиями составляет 3 миллиона лет, самое короткое — 50 тысяч лет. При этом какой-либо закономерности в их последовательности не обнаружено, а продолжительность даже соседних периодов различной полярности (хронов) значительно отличается.

Последняя инверсия случилась приблизительно 780 тыс. лет назад, и с тех пор уже достаточно долго магнитное поле Земли сохраняет свою нынешнюю ориентацию. Когда-то инверсия обязательно должна повториться снова.

ПЕРЕЗАРЯДКА АККУМУЛЯТОРА

Каким же образом это происходит? Неужели магнитные полюса Земли только и знают, что гуляют по земному шару: один прогуливается от Арктики до Антарктики, другой — в обратном направлении? В таком случае должны быть обнаружены кристаллы, ориентированные на восток или на запад, а их нет.

Скорее всего, считают ученые, изменяется напряженность магнитного поля. Она падает порой до нуля, а затем снова растет, но уже в другом направлении. Со временем она опять падает до нуля и опять начинает расти уже в первоначальном направлении.

Магнитная ловушка jpg2

В 1993 г. эту версию подтвердили интересные данные, полученные французскими геофизиками в ходе палеомагнитного изучения кернов тихоокеанского дна. Остаточная напряженность магнитного поля этих кернов, являющаяся отпечатком геомагнитного поля эпохи их образования, позволила увидеть определенную закономерность: сразу после переполюсовки магнитное поле Земли как бы перезаряжается до некоторого сравнительно высокого уровня, а затем на протяжении одного геомагнитного хрона постепенно убывает. Так продолжается до тех пор, пока уменьшающийся магнитный момент снова не откроет возможности новой инверсии.

Кроме того, французским ученым удалось обнаружить и так называемые ложные (неудавшиеся) инверсии, во время которых все происходит по тому же сценарию: геомагнитное поле ослабевает до некоторого уровня, затем следует настоящая перезарядка, во время которой общий магнитный момент планеты резко возрастает в несколько раз, только самой переполюсовки не происходит.

Подобная неудавшаяся инверсия случилось около 920 тыс. лет назад.

Выходит, сами по себе экскурсы магнитных полюсов напрямую не связаны с переполюсовками, для которых необходимо именно ослабление магнитного поля. Кроме того, во время инверсий поле не переворачивается, а как бы распадается; в течение нескольких тысячелетий происходит его перестройка, а затем достаточно быстро, по геологическим меркам, оно возрождается сразу с обратным направлением магнитного момента.

Палеомагнитные данные также показали, что к моменту инверсии происходит не полное исчезновение магнитного поля, а ослабление только его дипольной компоненты (северного и южного магнитных полюсов) и, соответственно, общего геомагнитного поля планеты, местные же магнитные аномалии, скорее всего, сохраняются. Получается, что в момент инверсии магнитное поле, хотя и очень слабое, все же остается, но имеет очень сложную структуру, со множеством вторичных полюсов.

Такой сценарий несколько смягчает катастрофические последствия для биосферы, поскольку какая-то жизнь, возможно, имеет шанс уцелеть, по крайней мере в тех регионах, где сохранятся местные магнитные аномалии.

ВТОРАЯ ОСЬ

В 1811 г. Датское Королевское научное общество объявило о вознаграждении тому, кто ответит на вопрос: «Исчерпывается ли магнитное поле Земли только одной магнитной осью, или их несколько?» Одним из тех, кто прислал ответный трактат стал молодой норвежец Кристофер Ханстин. Вывод Ханстина был таков: одного магнита явно недостаточно, требуется как минимум два, а значит, у Земли не два, а четыре магнитных полюса. Два первичных полюса Ханстин расположил на далеком севере Канады и в восточной Антарктике, а два новых — должны были быть где-то в Сибири и в юго-восточной части Тихого океана. Кристофер Ханстин сразу попал в десятку. В его работе было правильно указано не только местонахождение двух главных магнитных полюсов, но и приблизительное положение двух крупнейших мировых магнитных аномалий, которые он называл «полюсами второго, малого диполя». Особенно интересовало Ханстина магнитное поле в Сибири. В 1826—1828 гг. он совершил труднейшее по тем временам путешествие в глубины России, но эти его измерения так и не попали в анналы науки.

Вообще говоря, мысль Ханстина о четырех магнитных полюсах была не нова. Более чем за сто лет до него английский астроном и геофизик Халли Галлей, открывший первую периодическую комету, изучая известные к тому времени магнитные данные, пришел к аналогичному выводу. Есть и еще более раннее свидетельство. Как утверждает в одной из своих работ Ларри Ньюитт из геологической службы Канады, на одной из карт XVI века, сделанных рукой Герарда Меркатора, в Северном полушарии обозначено два магнитных полюса. Что же касается двух дополнительных полюсов, то сегодня известно, что Восточно-Сибиркая магнитная аномалия — это огромная область с повышенным значением магнитного поля напряженности геомагнитного поля. Центр этой аномалии находится в районе Среднесибирского плоскогорья. Напряженность поля здесь достигает 62 мкТл и уступает лишь рекордному значению на южном магнитном полюсе — 67 мкТл.

Местоположение знаменитой Бразильской, или Южно-атлантической, аномалии близко ко второму дополнительному полюсу Ханстина. Ее центр находится около бразильского города Сан-Паулу, а напряженность магнитного поля здесь, наоборот, существенно ниже, чем в любой другой точке земного шара, — всего 23 мкТл. В других местах напряженность поля падает до этой величины лишь на высотах около 1000 км. Это приводит к тому, что в районе Бразильской аномалии заряженные частицы радиационных полюсов Земли ниже всего опускаются к его поверхности.

ЗВЕЗДНЫЕ ВЕТРЫ

В первые годы XX века была обнаружена радиация гораздо боле проникающая и энергетичная, чем чуть ранее открытая радиоактивность. Предполагалось, что эта радиация идет от Земли.

Чтобы проверить эту гипотезу, в 1911 году австрийский физик Виктор Гесс направил регистрирующие радиацию приборы на воздушных шарах на высоту 9 км. Он ожидал, что уровень радиации там будет меньше, поскольку отчасти ее должен был поглотить воздух. Но интенсивность проникающей радиации увеличилась настолько, что стало ясно: она поступает из внешней Вселенной. Эта радиация получила название «космические лучи».

Магнитная ловушка jpg3

В 1930 году Артур Комптон доказал, что космические лучи — это очень энергетичные положительно заряженные частицы. Сразу стало ясно, что является их источником.

Солнце и, предположительно, все звезды выбрасывают в окружающее пространство частицы — большей частью атомные ядра. Поскольку Солнце в основном состоит из водорода, наиболее частыми среди них оказываются ядра водорода (простые протоны). Эти энергетичные (то есть несущие энергию) протоны и другие ядра идут потоками от Солнца во всех направлениях и представляют собой солнечный ветер.

Когда на Солнце происходят вспышки, в солнечный ветер включаются еще более энергетичные частицы. Другие звезды то же посылают звездные ветры, и эти звезды, которые массивнее и горячее Солнца, посылают более энергетичные ветры, В особенности это относится к сверхновым.

Кроме того, все звезды имеют магнитные поля и галактика в целом тоже.

Силовые линии межпланетного магнитного поля имеют вид идущих от Солнца раскручивающихся спиралей (их форма обусловлена радиального движения плазмы и вращения Солнца). При этом магнитное поле межпланетной плазмы имеет секторную структуру: в одних секторах оно направлено от Солнца, в других — к Солнцу.

Во всех процессах на Солнце — вспышках, появлении пятен и протуберанцев, рождении солнечных космических лучей — магнитное поле играет важнейшую роль. Измерения показали. что магнитное поле солнечных пятен достигает нескольких тысяч Гс, протуберанцы удерживаются полями 10—100 Гс (при среднем значении общего магнитного поля Солнца 1 Гс).

Более чем у двухсот так называемых магнитных звезд обнаружены аномально большие поля (до 3,4x10" Гс). Поля 107 Гс измерены у нескольких звезд — белых карликов. Но особенно большие (1010—1012 Гс) магнитные поля должны быть у нейтронных звезд. При прохождении таких магнитных полей электрически заряженные частицы космических лучей искривляют свой путь, одновременно ускоряясь до близких к скорости света скоростей. При этом в космическом магнитном поле возникает электромагнитное синхротронное излучение. Кроме того, частицы космических лучей имеют тенденцию распределяться равномерно по галактике, независимо от места происхождения. Поэтому все межзвездное пространство в пределах нашей галактики насыщено частицами космических лучей, идущими во всех направлениях. Их настолько много, они распределены по космосу настолько плотно, что Земля подвергается ими постоянной бомбардировке.

РАДИОЦИОННЫЕ ПОЯСА ЗЕМЛИ

Радиационные пояса Земли были одновременно открыты в 1958 году американскими и советскими учеными, причем американцы под руководством Дж. Ван Аллена открыли внутренний радиационный пояс, а русские во главе с С.Н. Верновым и А.Е. Чудаковым — внешний. О возможности существования в магнитном поле Земли магнитной ловушки, которая удерживает заряженные частицы (протоны, электроны и альфа-частицы), говорили еще в 1913 году К. Стермер и в 1950 году X. Альфвен, но лишь с наступлением космической эры потоки радиоактивных частиц были зарегистрированы счетчиками Гейгера-Мюллера, установленными на первых искусственных спутниках Земли. Оказалось, что внутренние области земной магнито­сферы удерживают заряженные частицы (протоны, электроны, альфа-частицы), поступающие из внешнего космоса. Выходу этих частиц мешает особая конфигурация силовых линий геомагнитного поля, идущих от северного магнитного полюса к южному, которая, собственно, и создает эту самую ловушку.

Захваченные в магнитную ловушку Земли частицы под действием силы Лоренца совершают колебательное движения по спирали вдоль силовых линии магнитного поля из Северного полушария в Южное и обратно с одновременным более медленным перемещением (долготным дрейфом) вокруг Земли.

Когда частица движется по спирали в сторону увеличения магнитного поля (приближаясь к Земле), радиус спирали и ее шаг уменьшаются. Наконец, в некоторой точке (ее называют зеркальной) происходит «отражение» частицы.. Она начинает двигаться в обратном направлении — к сопряженной зеркальной точке в другом полушарии.

Одно такое перемещение вдоль силовой линии из Северного полушария в Южное протон с энергией в 100 Мэв проходит за 0,3 сек., полный оборот вокруг Земли она совершает от нескольких минут до суток.

При этом положительные ионы дрейфуют в западном направлении, а электроны — в восточном.

В зависимости от своей энергетичности заряженные частицы попадают в разные слои земной магнитосферы.

Обычно выделяют внутренний и внешний радиационные пояса Земли, между ними располагается пояс протонов малых энергий, а за пределами внешнего пояса — зона квазизахвата.

Радиационный пояс захватывает протоны высоких энергий (от 20 до 800 Мэв), а также электроны с энергиями от 20 — 40 кэв до 1 Мэв. Он располагается вокруг Земли в экваториальных широтах. С внешней стороны на расстоянии 6500 км от Земли он ограничен магнитной оболочкой, которая пересекается с поверхностью Земли на геомагнитных широтах 45 градусов. Над экватором нижняя граница внутреннего радиационного пояса отстоит от Земли на 600 км над Америкой и до 1600 км над Австралией. Ближе всего к поверхности Земли (на высоты до 200—300 км) внутренний пояс подходит вблизи Бразильской магнитной аномалии, где магнитное поле сильно ослаблено Внешний радиационный пояс, расположенный на высоте 13000—32000 км от Земли, захватывает электроны с энергиями 40—100 кэв. Хотя в периоды повышенной солнечной активности во внешнем поясе присутствуют также электроны больших энергий (до 1 Мэв) и выше.

Пояс протонов малых энергий (0,03—10 Мэв) располагается в зоне 3000— 50000 км от Земли. За ним находится зона квазизахвата. Она имеет сложную пространственную структуру, вызванную деформацией магнитосферы солнечным ветром, и задерживает электроны и протоны с энергиями меньше 100 кэв.

Внешний пояс и пояс протонов малых энергий ближе всего (до высоты 200—300 км) подходит к Земле на широтах 50—60 градусов. На широты выше 60 градусов проецируется зона квазизахвата, совпадающая с областью максимальной частоты появления полярных

Надо ли говорить, что радиационные пояса Земли представляют собой серьезную опасность при длительных полетах в околоземном пространстве?

РЕГУЛЯТОР ЖИЗНИ

О влиянии магнитных полей на организм человека знали Аристотель и Плиний Старший, немецкий врач Парацельс и английский естествоиспытатель Уильям Гильберт. В то время считалось, что с помощью магнита можно вылечить любую болезнь и даже вернуть молодость.

В XIX в. французский невропатолог Ж.М. Шарко и русский клиницист С.П. Боткин заметили успокаивающее нервную систему влияние.

В дальнейшем выяснилось, что магнитное поле и его изменения играют важнейшую роль в ориентации живых организмов в пространстве и времени. Причем не только при дальних миграциях птиц и рыб, но и при передвижении насекомых, животных. Оказалось, что многие растения ориентируют свою корневую систему относительно магнитного поля Земли.

Но наиболее интенсивное изучение действия магнитных полей на живые организмы началось в 60-х годах ХХ века в связи с зарождением космической биологии. Особенное внимание ученых привлекли усиленное действие магнитного поля на иные (по сравнением с геомагнитным) искусственные магнитные поля, напряженность которых варьировала от долей эрстеда до 140000 эрстед. Оказалось, что эти поля вызывают разнообразные эффекты у человека, животных, растений, микроорганизмов, а также в изолированных тканях, клетках и внутриклеточных организмах.

Магнитная ловушка jpg4

Так, так в организме млекопитающих на такие поля реагируют все системы, но наиболее активно те, которые выполняют регуляторные функции (нервная, эндокринная, кровеносная).

Выяснилось, что на нервную систему магнитное поле оказывает преимущественно тормозное действие, угнетается условные и безусловные рефлексы, изменяя электроэнцефалограмму в сторону преобладания медленных ритмов и уменьшая частоту электрических зарядов отдельных нейронов, при этом в нервных клетках тормозятся процессы. А электронно-микроскопические исследования нейронов обнаружили в них — изменение биохимических нарушений структуры митохондрий.

Из отдела головного мозга наиболее магнитореактивным оказались гипоталамус и кора больших полушарий. Гипофиз в ответ на магнитное воздействие изменял продукцию отдельных гормонов и прежде всего гонадотропных (отвечающих за рост готовых клеток). Значительные морфологические изменения наблюдали в половых железах (особенно в мужских), в надпочечниках и щитовой железе. Изменения кровеносной системы выражалось в расширении сосудов и кровоизлияниях.

В крови наблюдалось увеличение (изменение в строении) числа лейкоцитов, изменение свойств тромбоцитов взрослых животных.

Особенно чувствительными к магнитным полям оказались эмбриональные ткани и наиболее интенсивно функционирующие органы.

Под влиянием магнитных полей изменялись характер и скорость роста микроорганизмов, активность их ферментных систем, синтеза РНК и чувствительность к повышенным температурам.

Часть перечисленных выше эффектов объясняется изменением проницаемости биологических мембран, ориентации макромолекул и свойств содержащихся в организме водных растворов.

У растений сильные магнитные поля в несколько тысяч эрстед вызвали подавления роста корней, уменьшения интенсивности фотолительных процессах и другие эффекты. Длительное искусственное ослабление геомагнитного поля путем экранирования или компенсации так же оказывали негативное влияние на жизнедеятельность животных, растений и микроорганизмов, что говорит об экологической значимости геомагнитного поля.

Обладая проникающим действием и оказывая влияние прежде всего на различные системы организма, магнитное поле может использоваться для управления некоторыми биологическими процессами, а так же управлением поведения людей и животных.

(Поэтому можно сделать вывод и о том, что без защитного магнитного поля Земли, являющегося формообразующим, невозможно здоровое развитие и воспроизводство человека, и возникает проблема в освоении дальнего космоса и наступления «космической эпохи» человечества.— прим. О. Уранова).

ВЛИЯНИЕ КОСМОСА

Объяснить причины периодических распадов защитной оболочки Земли наука пока не в силах, на этот счет есть лишь предположения.

Согласно первому, изменение напряженности магнитного поля Земли и перемена его ориентации на противоположную связаны с изменением скорости и направления вращения вещества в жидком ядре Земли. Иначе говоря, жидкое ядро вращается в каком-то одном направлении, затем, по каким-то непонятным причинам, вращение замедляется до кратковременной полной остановки, после чего начинается вращение в другом направлении. Отчего изменяются скорость и направление вращения и почему так неправильно — это науке пока не известно.

По другой версии, распад и дальнейшее нарастание напряженности геомагнитного поля связано с прохождением Землей межгалактических магнитных полей, которые оказывают заметное влияние и на земной магнетизм.

Последняя гипотеза выглядит куда более убедительной.

Древние ученые были убеждены, что жизнь на Земле напрямую зависит от энергий космоса, периодически меняющих свой характер. Ведь наша Земля — лишь один из атомов в организме беспредельной Вселенной, взаимосвязь с которой может оказаться гораздо теснее, чем представляется нам сегодня. Магнитосфера Земли погружена в гелиосферу — магнитную капсулу Солнечной системы, которая, в свою очередь, мчится в пространстве через неизведанные галактические магнитные поля. Возможно, только понимание всех этих взаимодействий позволит геофизике XXI века проникнуть в суть происходящих на Земле процессов и предотвратить надвигающуюся катастрофу.

9.07.2008г.

«НВ»

Все права защищены.©; e-mail, 2008-2015г. Разработка и дизайн Олега Уранова.
Rambler's Top100