магнитное поле

Изменение полюсов Земли запустит цепочку процессов техногенного и природного характера способных навсегда изменить привычный нам образ жизни. Доктор Николя Тувени из Европейского Центра исследований и преподавания экологических наук (Прованс, Франция) заявил, что магнитное поле значительно ослабело за последние 3000 лет и Земле грозит еще большая угроза в виде смены полюсов. Каждые 200 тысяч лет Северный и Южный полюса меняются местами. Последний раз такое должно было произойти 40 тысяч лет назад, но процесс что-то застопорило. Исходя из этого по подсчетам ученых последний раз полюса менялись около 800 тысяч лет назад, а это значит, что Земля давно опоздала с изменением полюсов. Христианский теоретик заговоров, писатель Майкл Снайдер считает, что ослабление магнитного поля будет иметь катастрофические последствия для планеты, и приведёт к массовому вымиранию человечества.

По словам теоретика, каждая солнечная буря будет нести в себе потенциально смертельный радиоактивный удар по нам. Радиация буквально выжжет нас под конец. Первоначально солнечные бури будут нагревать атмосферу и заставлять ее расширяться. Сигналы спутников в таком случае будут плохо пробиваться через атмосферу, что чревато отказом всех систем, завязанных на радиосигналах. При завершении смены полюсов, магнитное поле Земли ослабеет на 10%. Это вызовет массовый хаос среди птиц и некоторых видов животных способных передвигаться по свету в периоды сезонной миграции, путем внутреннего ощущения полюсов. Также увеличение тока в магнитном поле способно вызвать цепочку детонаций на электрических станциях и линиях электропередач. Ученые надеются, что процесс смены полюсов обратим и у человечества еще есть шанс избежать конца света.

Ядро Земли, как оказалось после многочисленных исследований, еще достаточно молодое.

Самый низкий показатель магнитного поля Земли был зафиксирован примерно 565 миллионов лет назад. Именно тогда, планета чуть его не лишилась. Если твердое внутреннее ядро начало формироваться, то это бы увеличило геомагнитное поле. Это значит, что на то время, ядро еще не было твердым.

Ученые из Росестерского университета, который находится в США, занялись измерением древней напряженности магнитного поля Земли и его направления. Для этого учитывались данные полученные благодаря неким магнитным включениям, которые удалось найти в монокристаллах плагиоклаза. Эти вещества образовались 565 миллионов лет назад на территории современной Канады и Квебека. Они определили, что тогда присутствовала не только рекордно низкая напряженность магнитного поля, но достаточно высокий показатель инверсий магнитного типа. Данное открытие стало доказательством того, что Земля чуть ли не осталась без своего магнитного поля. До катастрофы оставалось не так много времени.

Некоторые из ученых говорят, что затвердевание ядра планеты началось вовремя, иначе сейчас бы не жили люди и не факт, что существовала бы Земля.

Ученые обнаружили, что вулкан Килауэа на Гавайях, имеет магнитное поле, которое начало течь в противоположном направлении чем на остальной части планеты.

Странное открытие, которое отправляет компасы в неконтролируемый штопор, поставило ученых в тупик – в то время как местные жители связывают это с Гавайским фольклором, который придает глубокое духовное значение массивному вулкану, которому почти миллион лет.

Но теперь причина магнитного кульбита была объяснена – и это еще более умопомрачительно.

По словам геологов, расплавленный камень ниже кальдеры горы Килауэа содержит огромное количество магнитного железа и фактически представляет собой море плавающего магнита.

Около 780 000 лет назад камень охладился, и одновременно магнитное поле Земли необъяснимым образом перевернулось – Южный полюс стал Северным, а Северный полюс стал Югом.

Море магнитного железа ниже горы Килауэа было охлаждено и заперто в сплошной скале – с его прежними полюсами, обращенными обратным образом ко всему остальному полю на планете.

Исследования лавовых потоков, как ниже, так и выше поверхности Земли, медленно раскрывают причины, почему магнитное поле планеты так часто переворачивается.

Брэд Сингер, профессор геологии в Университете Висконсин-Мэдисон, который исследует магнитные поля лавового потока, сказал: “Когда лавовые потоки извергаются и охлаждаются в магнитном поле Земли, они приобретают память о магнитном поле того времени.

Очень трудно уничтожить это в потоке лавы, как только он образуется. В нем есть запись того, каково было направление палеофилда (магнитное поле, действующее в определенное время геологического прошлого) на Земле на тот период.”

Он добавил, что переворот происходит в периоды снижения напряженности магнитного поля Земли и что планета стремительно приближается к этому.

Кеннет Хоффман из Калифорнийского политехнического университета занимается исследованием переполюсовок на протяжении 30 лет.

Хоффман и Сингер фокусируют свое внимание на скалах, которые содержат свидетельства времен, когда основное поле Север-Юг ослабело, что является одним из признаков того, что полярность может изменить направление.

Сингер сказал: “имеющиеся данные свидетельствуют о том, что сейчас мы приближаемся к одному из этих переходных моментов, потому что основное магнитное поле относительно слабое и быстро снижается.

Одна из широких задач наших исследований – предоставить некоторые прогнозы того, что может произойти, и какими могут быть признаки следующего переворота.”

Магнитное поле Луны существовало на миллиард лет дольше, чем считалось ранее, обнаружили исследователи. Открытие проливает свет на одну из главных тайн Луны и расширяет возможности поиска обитаемых миров за пределами Земли.
Сегодня Луна не имеет магнитного поля, но так было не всегда; 4,25–3,56 млрд лет назад лунное магнитное поле было таким же, как у Земли. Поле образовалось благодаря круговому движению жидкостей в расплавленном ядре Луны — так называемому лунному динамо.

Ученые долго затруднялись в определении даты исчезновения магнитного поля. Предыдущие исследования не могли точно сказать, исчезло ли поле полностью 3,19 млрд лет назад или осталось в более слабой форме.
Чтобы ответить на этот вопрос, ученые решили изучить образцы горной породы моложе 3,56 млрд лет, рассказывает Соня Тику, планетолог и соавтор исследования из Ратгерского университета (Канада).
Тику и ее коллеги из Калифорнийского университета в Беркли (США) и Массачусетского технологического университета (США) проанализировали кусок горной породу, которую доставила на Землю миссия «Аполлон-15» в 1971 году. Образец содержит фрагменты базальта, который отломился от более крупных валунов. Датирование, основанное на соотношении разных изотопов аргона, показало, что базальт сформировался из лавы, излившейся 3,3 млрд лет назад.
Фрагменты базальта связаны вместе стекловидным материалом, который сформировался, когда минерал расплавился от удара метеорита. Исследователи считают, что стекловидный материал сформировался 1–2,5 млрд лет назад. Удар также расплавил содержащие железо зерна в базальте. Они вновь кристаллизовались в стекловидном материале, когда он быстро остыл, «записав» магнитное поле Луны.
После серии экспериментов при разной температуре команда выяснила, что зерна сформировались, когда Луна имела магнитное поле в 10 раз слабее земного.
Такое поле в 1000 раз сильнее, чем то, которое измерили астронавты, и намного сильнее, чем было бы поле, созданное за счет Земли.
Тику уверена, что лунное динамо все еще работало 1–2,5 млрд лет назад. Долгое существование поля исключает то, что динамо стало результатом сильных ударов, которые могли породить только временные магнитные поля. Но удары, достаточно сильные, чтобы создать даже временное магнитное поле, завершились почти 3,7 млрд лет назад. Скорее всего, говорит Тику, роль сыграло множество механизмов.
Сильное магнитное поле Луны, вероятно, было сформировано влиянием гравитационного притяжения Земли на лунную мантию и колебаниями мантии, которые начинали водоворот в жидком ядре Луны. Однако по мере того как Луна удалялась от Земли, и гравитационное притяжение становилось слабее, начал преобладать другой механизм, который производил более слабое поле.
Есть вероятность, что более слабое поле образовалось, когда ядро Луны остывало, а энергия выделялась за счет затвердевающего железа и взбалтывания ядра более легкими элементами, такими как углерод и сера.
Результаты исследования важны, когда речь идет об инопланетных мирах, которые могут поддерживать жизнь. Небольшие планетные тела нельзя вычеркивать из списка тех, которые могут иметь постоянные магнитные поля — важный фактор для наличия атмосферы и воды

В статье, недавно опубликованной в журнале Proceedings of the Royal Society A, сообщается, что магнитное поле нашей планеты понемногу движется на запад. А происходит это из-за гигантских волн, возникающих в жидкой материи ядра Земли. Такое объяснение происходящему предложил Оливер Бардсли – геолог из Кембриджа.
По его мнению, колебания, наблюдаемые в ядре планеты, подобны крупномасштабным атмосферным колебаниям – так называемым волнам Россби, которые, как известно, движутся на запад.
Если аналогичные колебания в ядре Земли существуют, то они должны порождать аномалии и в силе магнитного поля, которые можно будет заметить, измеряя отклонение в положении стрелки компаса от географических полюсов планеты.
Как показали расчёты Бардсли, подобные волны будут двигаться на восток, а не на запад, как их атмосферные аналоги. С другой стороны, они могут переносить энергию не в направлении своего движения, а в обратную сторону, благодаря чему магнитное поле будет сдвигаться к западу.
Дальнейшие наблюдения за сдвигами магнитного поля, как надеется учёный, подтвердят или опровергнут его теорию.
Надо отметить, что положение полюсов и направление, на которое указывает стрелка компаса, не является константой. Учёные считают, что примерно раз в 450 тысяч или миллион лет, Северный и Южный полюсы планеты меняются местами. Все наблюдения говорят о том, что за последние два столетия геомагнитное поле стало заметно слабее. И это можно считать признаком скорого смены местоположения полюсов.

Геофизики из Лидского университета Йон Маунд и Фил Ливермор полагают, что через пару тысяч лет произойдет инверсия магнитного поля Земли. Свои выводы британские ученые изложили в колонке издания The Conversation. «Лента.ру» приводит основные тезисы авторов и объясняет, почему геофизики скорее всего правы.

Магнитное поле защищает Землю от опасного космического излучения, отклоняя заряженные частицы от планеты. Однако это силовое поле не постоянно. За всю историю планеты произошло по крайней мере несколько сотен инверсий магнитного поля, когда северный и южный магнитный полюса менялись местами.

В процессе смены полярности магнитное поле планеты принимает сложную форму и ослабевает. В этот период его значение может упасть до десяти процентов от первоначальной величины и одновременно образуются не два полюса, а несколько, в том числе, например, на экваторе. В среднем инверсии магнитного поля происходят раз в миллион лет, однако интервал между разворотами непостоянен.

Кроме геомагнитных инверсий в истории Земли происходили и неполные развороты, когда магнитные полюса перемещались в низкие широты, вплоть до пересечения экватора, а затем возвращались обратно. Последний раз геомагнитная инверсия, так называемое явление Брюнес-Матуяма, произошло около 780 тысяч лет назад. Временный разворот — событие Лашамп — случилось 41 тысячу лет назад и длилось менее тысячи лет, за которые на примерно 250 лет фактически изменилось направление магнитного поля планеты.
Изменения магнитного поля во время инверсии ослабляют защиту планеты от космического излучения и повышают уровень радиации на Земле. Если бы геомагнитная инверсия случилась сегодня, это привело бы к резкому увеличению рисков для работы околоземных спутников, авиации и наземной электрической инфраструктуры. Геомагнитные бури, возникающие при резком увеличении солнечной активности, дают ученым возможность оценить угрозы, с которыми может столкнуться планета при резком ослаблении ее магнитного поля.

В 2003 году солнечная буря стала причиной обесточивания электрических сетей в Швеции и потребовала введения изменений в маршруты авиаперелетов, которые позволяли избежать временных провалов связи и снизить радиационные риски для спутников и наземной инфраструктуры. Но эта буря считается незначительной по сравнению с событием Кэррингтона — геомагнитной бурей 1859 года, когда полярные сияния случались даже в окрестностях Карибских островов.

В Земле на глубине 1000 километров обнаружен океан

Между тем конкретное влияние, которое крупный шторм может произвести на современную электронную инфраструктуру, до сих пор непонятно. Наверняка можно сказать, что экономический ущерб от отключения электроэнергии, систем отопления, кондиционирования, геопозиционирования и интернета будет весьма существенным: лишь по приблизительным подсчетам он оценивается минимум в 40 миллиардов долларов в день.

Прямое воздействие, которое произведет инверсия магнитного поля на живых существ и людей, также трудно прогнозировать: современный человек за всю историю своего существования не сталкивался с таким событием. Имеются исследования, которые пытаются связать геомагнитные инверсии и вулканическую активность с массовыми вымираниями. Однако, отмечают Маунд и Ливермор, пока не заметно активизации вулканизма, поэтому скорее всего человечеству придется иметь дело исключительно с электромагнитным воздействием.

Известно, что многие виды животных имеют некоторую форму магниторецепции, позволяющую чувствовать изменение магнитного поля Земли. Эту особенность животные используют для навигации во время продолжительных миграций. Пока неясно, какое именно влияние геомагнитная инверсия окажет на такие виды. Известно лишь, что древним людям удалось успешно пережить событие Лашамп, а жизнь на планете за всю историю ее существования сотни раз сталкивалась с полными разворотами геомагнитного поля.

Два обстоятельства — давность явления Брюнес-Матуяма и наблюдаемое ослабевание геомагнитного поля Земли примерно на пять процентов в столетие — позволяют осторожно предположить, что инверсия может произойти в течение ближайших двух тысяч лет. Более точные сроки назвать трудно. Магнитное поле планеты генерируется жидким железокаменным ядром, подчиняющимся тем же законам физики, что гидросфера и атмосфера.

Между тем прогнозировать погодные изменения человечество научилось всего на несколько дней вперед. В случае с ядром, расположенным на глубине около трех тысяч километров от поверхности Земли, ситуация намного сложнее — прежде всего из-за крайне скудной информации о строении и процессах, происходящих в недрах планеты. В распоряжении ученых имеется примерная информация о составе и структуре ядра, а также глобальная сеть наземных геофизических обсерваторий и орбитальных спутников, позволяющих измерить изменения геомагнитного поля и таким образом проследить за движением ядра Земли.

О ядре планеты действительно известно не так много. Например, только недавно японские ученые в ходе лабораторных экспериментов, имитирующих условия внутри Земли, надежно установили, что третьим основным его компонентом является кремний: на него приходится примерно пять процентов массы ядра Земли. Другие доли приходятся на железо (85 процентов) и никель (10 процентов). Как обычно в таких случаях, остались сторонники альтернативной гипотезы третьего элемента, которые считают, что им является не кремний, а кислород.
Немного ученые знают и об устройстве мантии планеты. Всего три года назад стало достоверно известно, что в переходном слое между верхней и нижней мантией, на глубине 410-660 километров, имеются обширные запасы воды. Впоследствии эти данные неоднократно подтверждались. Дальнейший анализ показал, что вода может содержаться и в нижележащих слоях, на глубине около тысячи километров. Но даже в этом случае неизвестно, рассредоточена она в пределах всего слоя или занимает лишь определенные локальные участки.

Поднимаясь выше, ученые сталкиваются с другой проблемой — природой и происхождением тектоники литосферных плит. Строго говоря, Земля считается единственной планетой Солнечной системы, где есть тектоника, но никто до сих пор не знает, когда и почему она возникла. Ответы на эти вопросы позволили бы отследить прошлое и будущее континентов — в частности, современный этап цикла Уилсона. Предварительные данные ученые в очередной раз представили на специализированной конференции.

Природа магнитного поля планеты является самой большой геофизической проблемой. Достоверно известно, что кроме Меркурия, Земли и четырех газовых гигантов магнитосферой обладает еще и Ганимед — крупнейший спутник Юпитера, но каким образом планета поддерживает собственную магнитосферу, известно крайне мало. В распоряжении ученых пока имеется практически единственная теория геодинамо. Согласно этой теории, в недрах планеты находится металлическое ядро с твердым центром и жидкой оболочкой. За счет распада радиоактивных элементов выделяется тепло, приводящее к формированию конвективных течений проводящей жидкости. Эти течения и генерируют магнитное поле планеты.

Хотя теория геодинамо практически безальтернативна, она вызывает большие затруднения. Согласно классической магнитогидродинамике, динамо-эффект должен затухать, а ядро планеты — остывать и твердеть. Точного понимания механизмов, благодаря которым Земля поддерживает эффект самогенерации динамо вместе с наблюдаемыми особенностями магнитного поля, прежде всего геомагнитными аномалиями, миграцией и инверсией полюсов, до сих пор нет.

Недавнее открытие внутри ядра Земли железной струи, как отмечают Маунд и Ливермор, свидетельствует о растущих возможностях науки в исследовании динамики происходящих в недрах планеты процессов. Струя образовалась в жидком внешнем ядре Земли в районе, расположенном под Северным полюсом. Ширина объекта в настоящее время составляет 420 километров. Таких размеров струя достигла начиная с 2000-го, каждый год увеличиваясь в ширину до 40 километров.

Геофизики полагают, что открытая ими железная струя является одним из объектов, создающих магнитное поле Земли. В сочетании с численными методами и лабораторными экспериментами это и другие открытия, по мнению специалистов, должно сильно ускорить прогресс в этой области геофизики. Вполне возможно, отмечают Маунд и Ливермор, что ученые вскоре смогут прогнозировать поведение ядра Земли.

Магнитное поле Земли можно представить как огромный кокон, защищающий нас от космического излучения и заряженных частиц, которые бомбардируют планету в виде солнечного ветра. Без этого поля жизнь, какой мы ее знаем, не существовала бы.
Большая часть поля образуется на глубине более 3000 км за счет движения расплавленного железа во внешнем ядре. Остальные 6 % частично связаны с электрическими токами в пространстве, окружающем Землю, и частично с намагниченными породами в верхней литосфере — твердой оболочке Земли, состоящей из коры и верхней мантии.
Поскольку это «литосферное магнитное поле» очень слабое, его трудно обнаружить из космоса. Но трио спутников ЕКА под названием Swarm способно отображать его магнитные сигналы. На основе данных, собранных с их помощью, была выпущена новая карта магнитного поля самого высокого разрешения.

«Объединив данные Swarm с историческими данными с немецкого спутника CHAMP и используя новый метод моделирования, удалось зафиксировать крошечные магнитные сигналы земной коры», — объяснил Нильс Олсен из Технического университета Дании, один из ученых, работавших над созданием карты.
«Понять кору нашей родной планеты нелегко. Мы не можем просто пробурить ее, чтобы узнать структуру, состав и историю. Поэтому наблюдения из космоса имеют большую ценность. Они дают четкий глобальный взгляд на магнитную структуру жесткой внешней оболочки Земли», — добавил руководитель миссии Swarm Руне Флобергаген.
Презентация новой карты состоялась на этой неделе на конференции Swarm Science Meeting в Канаде. Она позволяет детально увидеть вариации магнитного поля, обусловленные геологическими структурами земной коры.
Одна из таких аномалий происходит в Центральноафриканской Республике, сосредоточенной вокруг города Банги, где магнитное поле значительно сильнее и отчетливее. Причина этой аномалии до сих пор неизвестна, но некоторые ученые предполагают, что она может быть результатом воздействия метеорита более 540 миллионов лет назад.
Магнитное поле находится в постоянном движении. Каждые несколько сотен тысяч лет полярность переворачивается так, что магнитный север становится югом, и наоборот.
Когда благодаря вулканической активности формируется новая кора, главным образом вдоль дна океана, богатые железом минералы в затвердевающей магме ориентированы на магнитный север. Так получается «моментальный снимок» состояния магнитного поля, в котором оно находилось, когда остывали породы.
Магнитные полюса со временем меняют полярность, и затвердевшие минералы образуют «полосы» на морском дне, обеспечивающие летопись магнитной истории Земли. Новая карта предоставляет беспрецедентный глобальный взгляд на эти полосы, связанные с тектоникой плит, отраженной в срединно-океанических хребтах.
«Эти магнитные отпечатки свидетельствуют о развороте полюсов, позволяют восстановить прошлые изменения основного поля и исследовать движения тектонических плит. Полученная карта определяет характеристики магнитного поля примерно до 250 км и поможет исследовать геологию и температуры в земной литосфере», — отметил Дхананджай Рават из Университета Кентукки в США.

Человечество находится в смертельной опасности из-за космического излучения.
Огромная дыра была обнаружена в магнитном щите Земли, в результате чего миллионы людей становятся уязвимыми к смертельной космической радиации, предупреждают ученые, пишет express.co.uk.
Из анализа данных GRAPES-3, мюонного телескопа в Ути, Индия, эксперты пришли к выводу, что магнитосфера нашей планеты попала в последние годы под очень сильную космическую бомбардировку, из-за чего она слабеет.
Произошел мощный галактический взрыв и космические лучи «травмировали» магнитный щит Земли в течение двух часов.
Примерно за 40 часов до того, как Земля подверглась бомбардировке космическими лучами, солнце выбросило гигантское облако плазмы, которое вызвало излучения высокой энергии, ударившей по магнитосфере Земли со скоростью 2,5 миллиона километров в час.
Шторм вызвал технологический хаос с отключением радиосигналов, что было зарегистрировано как в Северной, так и Южной Америке.
Тем не менее до сих пор ученые не в состоянии понять всю степень ущерба, причиненного в результате шторма.
Эксперты из Института фундаментальных исследований Тата в Индии (Tata Institute of Fundamental Research ) провели несколько моделирований, основанных на данных телескопа и установили, что магнитосфера была взломана на некоторое время в тот день.

Тревожит, что бомбардировка была настолько сильной, что магнитосфера была вынуждена сократиться в размерах с 11 до 4 радиусов Земли.
В то время как небольшое количество радиации оказывает незначительное влияние на жизнь на Земле, длительное воздействие высоких доз радиации может привести к раку.
Команда говорит в своем исследовании, опубликованном в Physical Review Letters, что шторм был настолько мощным, что ему удалось "перенастроить" магнитный щит и открыть небольшие трещины в первой линии обороны Земли.