Ірина Якутенко
В Останніми днями на наукових інформаційних сайтах з'явилася велика кількість новин, присвячених магнітному полю Землі. Наприклад, новина про те, що в Останнім часом воно істотно змінюється, або про те, що магнітне поле сприяє витоку кисню з земної атмосфери і навіть про те, що уздовж ліній магнітного поля орієнтуються корови на пасовищах. Що являє собою магнітне поле і наскільки важливі всі перераховані новини?
Магнітне поле Землі - це область навколо нашої планети, де діють магнітні сили. Питання про походження магнітного поля досі остаточно не вирішене. Однак більшість дослідників сходяться в тому, що наявністю магнітного поля Земля хоча б почасти зобов'язана своїм ядру. Земне ядро ​​складається з твердої внутрішньої і рідкої зовнішньої частин. Обертання Землі створює в рідкому ядрі постійні течії. Як читач може пам'ятати з уроків фізики, рух електричних зарядів приводить до появи навколо них магнітного поля.
Одна з найпоширеніших теорій, що пояснюють природу поля, - теорія динамо-ефекту - припускає, що конвективні або турбулентні руху провідної рідини в ядрі сприяють самозбудження і підтриманню поля в стаціонарному стані.
Землю можна розглядати як магнітний диполь. Його південний полюс знаходиться на географічному Північному полюсі, а північний, відповідно, на Південному. На самому справі, географічний і магнітний полюси Землі не збігаються не тільки по "Напряму". Вісь магнітного поля нахилена по відношенню до осі обертання Землі на 11, 6 градуса. Через те що різниця не дуже суттєва, ми можемо користуватися компасом. Його стрілка точно вказує на південний магнітний полюс Землі і майже точно на Північний географічний. Якби компас був винайдений 720 000 років тому, то він би вказував і на географічний і на магнітний північний полюс. Але про це трохи нижче.
Магнітне поле захищає жителів Землі та штучні супутники від згубного впливу космічних частинок. До таких частинок відносяться, наприклад, іонізовані (Заряджені) частинки сонячного вітру. Магнітне поле змінює траєкторію їх руху, направляючи частинки уздовж ліній поля. Необхідність наявності магнітного поля для існування життя звужує коло потенційно жилих планет (якщо ми виходимо з припущення, що гіпотетично можливі форми життя схожі на земних мешканців).
Вчені не виключають, що частина планет земного типу не мають металевого ядра і, відповідно, позбавлені магнітного поля. До цих пір вважалося, що планети, які складаються з твердих скельних порід, як і Земля, містять три основних шару: тверду кору, в'язку мантію і тверде або розплавлене залізне ядро. У недавній роботі вчені з Массачусетсткого технологічного інституту запропонували відразу два можливих механізму утворення "скелястих" планет без ядра. Якщо теоретичні викладення дослідників підтвердяться спостереженнями, то формулу для розрахунку ймовірності зустріти у Всесвіті гуманоїдів або хоча б щось, що нагадує ілюстрації з підручника біології, доведеться переписати.
Земляни теж можуть позбутися своєї магнітного захисту. Правда, точно сказати, коли це відбудеться, геофізики поки не можуть. Справа в тому, що магнітні полюси Землі непостійні. Періодично вони міняються місцями. Не так давно дослідники встановили, що Земля "пам'ятає" про зміну полюсів. Аналіз таких "Спогадів" показав, що за останні 160 мільйонів років магнітні північ і південь мінялися місцями близько 100 разів. Останній раз ця подія відбулася близько 720 тисяч років тому.
Зміна полюсів супроводжується зміною конфігурації магнітного поля. Під час "Перехідного періоду" на Землю проникає істотно більше космічних частинок, небезпечних для живих організмів. Одна з гіпотез, що пояснюють зникнення динозаврів, стверджує, що гігантські рептилії вимерли саме під час чергової зміни полюсів.
Крім "Слідів" планових заходів щодо зміну полюсів дослідники помітили в магнітному полі Землі небезпечні зрушення. Аналіз даних про його стан за кілька років показав, що в останні місяці у ньому почали відбуватися небезпечні зміни. Настільки різких "рухів" поля вчені не реєстрували вже дуже давно. Зухвала занепокоєння дослідників зона знаходиться в південній частині Атлантичного океану. "Товщина" магнітного поля в цьому районі не перевищує третини від "нормальної". Дослідники давно звернули увагу на цю "діру" в магнітному полі Землі. Зібрані за 150 років дані показують, що за цей період поле тут ослаб на десять відсотків.
На Наразі важко сказати, чим це загрожує людству. Одним з наслідків ослаблення напруженості поля може стати збільшення (нехай і незначне) вмісту кисню в земній атмосфері. Зв'язок між магнітним полем Землі і цим газом була встановлена ​​за допомогою системи супутників Cluster - проекту Європейського космічного агентства. Вчені з'ясували, що магнітне поле прискорює іони кисню і "викидає" їх в космічний простір.
Незважаючи на те, що магнітне поле не можна побачити, мешканці Землі добре його відчувають. Перелітні птахи, наприклад, відшукують дорогу, орієнтуючись саме на нього. Існує кілька гіпотез, що пояснюють, як саме вони відчувають поле. Одна з останніх припускає, що птахи сприймають магнітне поле візуально. Особливі білки - кріптохроми - в очах перелітних птахів здатні змінювати своє положення під впливом магнітного поля. Автори теорії вважають, що кріптохроми можуть виконувати роль компаса.
Крім птахів магнітне поле Землі замість GPS використовують морські черепахи. І, як показав аналіз супутникових фотографій, представлених в рамках проекту Google Earth, корови. Вивчивши фотографії 8510 корів в 308 районах світу, вчені уклали, що ці тварини переважно орієнтують свої тіла з півночі на південь (або з півдня на північ). Причому "реперними точками" для корів служать не географічні, а саме магнітні полюси Землі. Механізм сприйняття коровами магнітного поля і причини саме такої реакції на нього залишаються неясними.
Крім перерахованих чудових властивостей магнітне поле сприяє появі полярних сяйв. Вони виникають у результаті різких змін поля, що відбуваються у видалених регіонах поля.
Магнітне поле не обійшли своєю увагою прихильники однієї з "теорій змови" - Теорії про місячну містифікації. Як уже згадувалося вище, магнітне поле захищає нас від космічних частинок. "Зібрані" частинки скупчуються в певних частинах поля - так званих радіаційних поясах Ван Алена. Скептики, які не вірять в реальність висадок на Місяць, вважають, що під час прольоту крізь радіаційні пояси астронавти отримали б смертельну дозу радіації.
Магнітне поле Землі - дивовижне наслідок законів фізики, захисний щит, орієнтир і творець полярних сяйв. Якби не воно, життя на Землі, можливо, виглядала б зовсім інакше. Загалом, якби магнітного поля не було - його необхідно було б придумати.
Список літератури
Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту planetarium-kharkov.org
