Магнитное поле Земли играет большую роль в защите людей от опасного излучения и геомагнитной активности, которые могут повлиять на спутниковую связь и работу электросетей. А еще оно движется
Будучи частью Солнечной системы, наша планета подвержена влиянию космической погоды – совокупности явлений, происходящих в результате солнечной активности в верхних слоях земной атмосферы, в ионосфере и околоземном космическом пространстве. Так, генерируемая мощными динамическими силами магнитосфера – огромное магнитное поле – защищает планету от эрозии атмосферы солнечным ветром, излучения частиц от коронарных выбросов и от космических лучей из дальнего космоса. По сути, земная магнитосфера играет огромную роль в существовании и поддержании жизни на нашей планете, отталкивая опасные формы энергии и удерживая большую ее часть вдали от поверхности. Но что может произойти на Земле если магнитные поля истончатся, поменяются местами или вовсе исчезнут? И что происходит с магнитосферой прямо сейчас?
Магнитное поле Земли
Изучение магнитного поля началось в 1830-х годах, когда немецкий математик и астроном Карл Фридрих Гаусс пришел к выводу, что его основная составляющая берет начало внутри Земли, а не снаружи. И хотя самоподдерживающееся магнитное поле создается многими источниками (как над, так и под поверхностью планеты), каждый из них со временем претерпевает изменения, которые приводят к временным вариациям, или возмущениям. Но что вообще представляет собой это поле?
Ответ на этот вопрос не так уж и прост, так как электрические и магнитные поля создаются фундаментальным свойством материи – электрическим зарядом. И если электрические заряды находятся в состоянии покоя относительно наблюдателя, то магнитные поля создаются движущимися зарядами. Отметим также, что эти два поля являются различными аспектами электромагнитного поля – силой, заставляющей электрические заряды взаимодействовать.
Геомагнитное поле Земли имеет два полюса – Северный и Южный.
Это означает, что магнитное поле генерируется движущимися зарядами, то есть электрическим током, а измерять их можно различными способами. Так, самый простой применяемы метод измерения предполагает использование компаса – устройства, состоящего из постоянно намагниченной стрелки, которая сбалансирована для поворота в горизонтальной плоскости.
Читайте также: Могут ли люди чувствовать магнитное поле?
Магнитное поле также измеряют магнитные обсерватории с помощью намагниченных игл с отражающими зеркалами, подвешенными на кварцевых волокнах. Световые лучи, отраженные от зеркал, отображаются на фотографическом негативе, установленном на вращающемся барабане. Этот метод измерения практикуется уже более 100 лет. Но так как научно-технологический прогресс не стоит на месте, в последние годы ученые используют новые методы измерения магнитного поля Земли с помощью новейших приборов – магнитометров.
Смена магнитных полюсов 42 тысячи лет назад
О том, что без магнитного поля жизни на нашей планете попросту не существовало бы, знают, кажется все. Однако что именно может произойти при его мощном возмущении или, к примеру, инверсии, не так очевидно. Точные данные о событиях во время инверсии (смены полюсов магнитного поля) исследователи получили в 2021 году, предположив, что именно это событие стало причиной вымирания неандертальцев около 42 тысяч лет назад.
Все потому, что смена магнитных полюсов в то время совпала с серьезными климатическими изменениями и массовым вымиранием животных. И хотя инверсия магнитных полюсов происходит каждые 10-20-40 тысяч лет, 42 тысячи лет назад совокупность всех упомянутых явлений могла оказать влияние на вымирание древних «кузенов» Homo sapiens.
Подробнее о том, почему из всех видов древних людей выжили только Homo Sapiens я рассказывала в этой статье, не пропустите!
Магнитное поле Земли подвержено изменениям во всех временных масштабах.
В работе, опубликованной в журнале Science, исследователи из Санкт-Петербургского государственного университета и Университета Нового Южного Уэльса сообщают о событии Лашамп – смене магнитных полюсов Земли в середине ледникового периода. Узнать больше об этой главе из истории планеты ученые смогли изучив ствол новозеландского дерева каури, обнаруженном в отложениях старше 40 тысяч лет.
Благодаря радиоуглеродному датированию исследователи смогли отследить изменения количества радиоуглерода именно в момент смещения магнитных полюсов, что вместе с данными о возрасте деревьев по всему миру позволило построить климатическую модель того времени и восстановить цепочку экологических событий, – говорится в сообщении пресс-службы СПБГУ.
Исследователи также выяснили, что предшественником последней смены магнитных полюсов были частые полярные сияния и магнитные бури. Все потому, что магнитное поле Земли постепенно уменьшалось вплоть до 0-6 % от своей нынешней силы, сильно ослабив защиту от космической радиации.
Магнитное поле Земли создает магнитный “пузырь”, называемый магнитосферой, над самой верхней частью атмосферы, слоем ионосферы.
Примерно в этот же временной отрезок Солнце пережило несколько солнечных минимумов, еще больше истончив «защитный» экран нашей планеты. «В итоге ионизированный воздух практически «поджарил» озоновый слой и запустил волну изменения климата на всей планете», – отметили ученые.
Хотите всегда быть в курсе последних новостей из мира науки и высоких технологий? Подписывайтесь на наш канал в Telegram – так вы точно не пропустите ничего интересного!
К слову, уходящий 2023 год богат на магнитные бури и северные сияния: так, в ночь с 30 ноября на 1 декабря жители России смогут наблюдать северное сияние, причиной которого станет мощнейшая за год геомагнитная буря. Напомним, полярные сияния возникают, когда поток заряженных частиц попадает в атмосферу и загорается. Это, по мнению ученых, тревожные новости, ведь Северный магнитный полюс сегодня смещается, а магнитное поле вновь ослабевает. А значит прошлые катастрофические события могут повториться.
Инверсия магнитного поля сегодня
О том, что смена магнитных полюсов действительно может произойти в наши дни, широко известно. Однако последствия этого события могут оказаться катастрофическими во многом из-за заполненной углеродом атмосферы. Так, человечество может остаться без электрических и спутниковых сетей, а изменение климата и вовсе может ускориться.
Еще одной причиной для беспокойства является повышенная солнечная активность и большие выбросы коронарной массы – намагниченных облаков газа. Когда эти выбросы достигают Земли, то вступают во взаимодействие с магнитосферой и вызывают геомагнитные бури. К тому же, неблагоприятная космическая погода вблизи нашей планеты чревата более опасным излучением и способна привести к перегрузке крупных проводящих систем, таких как электросети.
Взаимодействие магнитосферы и ионосферы с намагниченным солнечным ветром создает то, что ученые называют космической погодой. Обычно солнечный ветер слабый, и космической погоды практически нет.
Магнитосфера Земли защищает жизнь на Земле от солнечных выбросов. Явления космической погоды также могут нарушить работу спутниковой связи и GPS, на которые полагаются многие люди. Отметим также, что ученые все чаще предупреждают о невероятно сильных солнечных бурях.
Чтобы понять в каком состоянии находится магнитное поле, ученые наносят на карту и отслеживают его общую форму и ориентацию, используя локальные измерения, а с недавних пор и компьютерные модели. Так, на данный момент известно, что местоположение северного магнитного полюса сдвинулось примерно на 965 километров с тех пор, как в 1831 году было проведено первое измерение.
В последние годы скорость миграции магнитных полюсов увеличилась с 16 км до 54 км, что может указывать на начало процесса инверсии, однако сказать наверняка произойдет это или нет исследователи пока не могут. Отметим также, что магнитное поле Земли меняется во временных масштабах, которые варьируются от 100 000 до 1 000 000 лет.
Наблюдаемые местоположения северного магнитного полюса в 1831-2007 годах обозначены желтыми квадратами. Смоделированные местоположения полюсов в 1590-2025 годах обозначены кругами, переходящими от синего к желтому. Национальные центры экологической информации
Определить как часто это происходит можно посмотрев на вулканические породы в океане – эти породы отражают ориентацию и силу магнитного поля Земли в момент их образования, поэтому датировка пород дает хорошее представление о том, как менялось поле Земли с течением времени, –отмечают специалисты.
Изменение магнитного поля происходит быстро с геологической точки зрения, хотя и медленно с точки зрения человека. Изменение магнитного поля обычно занимает несколько тысяч лет, но за это время ориентация магнитосферы может измениться и подвергнуть большую часть Земли воздействию космической радиации. Эти события могут изменить концентрацию озона в атмосфере. Кстати, обозначения “север” и “юг” на магнитном поле относятся к их противоположным полярностям – они не связаны с географическими севером и югом.
Подробнее о том, что такое магнитная буря и как она влияет на нашу жизнь ранее рассказывал мой коллега Рамис Ганиев, не пропустите!
Интересно и то, что Земля – не единственная планета с магнитным полем –газовые гиганты, такие как Юпитер, имеют проводящий слой металлического водорода, который генерирует их магнитные поля. Что же касается нашей планеты и возможной инверсии магнитных полюсов, то когда она именно она произойдет неизвестно, а потому исследователи продолжают отслеживать движение магнитного полюса Земли на север. Ну а мы с вами продолжим наслаждаться северным сиянием.
