Основные полюса земли. Географический и магнитный северный полюс земли

Начнем с нашей планеты, которая в прошлом называлась и другими красивыми именами: Гайя, Гея, Терра (третья от Солнца), Мидгард-Земля. Солнце в Древней Руси называли «Ра», поэтому в русском языке много слов, имеющих корень «ра»: ура, радость, радуга, рассвет, Ра-сея.

Смещение магнитных полюсов Земли

Что такое магнитные полюса Земли? Это определенные точки на Земле, где геомагнитная область имеет вертикальное расположение (перпендикулярно) к эллипсоиду планеты. Этим южным и северным положениям дали название полюса Земли, они располагаются друг против друга. Если между полюсами провести условную линию, то она не пройдет через центр планеты.

Наблюдения за полюсами показали, что они все время мигрируют. Джеймс Кларк Росс в 1831 году в Северной Канаде определил местоположение Северного полюса. В те времена полюс двигался на северо-запад и север примерно на 5 км в год. Поэтому, когда вы смотрите на компас, показывающий на север, то это направление приблизительное.

За местоположением Северного полюса Земли наблюдают уже 450 лет (можно это увидеть по картам Земли). По анализу дрейфа Северного полюса можно увидеть, что он на месте никогда не стоял. Но, если сравнить скорость его передвижения, то можно сказать, что то, что он проделывал до 1990-х годов, можно назвать цветочками в сравнении с его сегодняшним ускорением, на стыке веков. Около 1999 года многими станциями в Европе были зарегистрированы признаки свежего геомагнитного толчка. И эти толчки в последней трети ХХ века стали повторяться каждые 10 лет.

Наибольшее продвижение оба полюса совершили в ХХ столетии. А на границе XX и XXI веков их поведение стало еще интереснее. Южный магнитный полюс Земли к нашим дням уменьшил скорость дрейфа – 4-5 км ежегодно, а северный так ускорился, что геофизики потерялись в догадках: к чему это? До 1971 года он смещался равномерно с примерной скоростью 9 км ежегодно, потом скорость изменения стала увеличиваться. К началу 1990-х годов он стал проходить уже больше 15 км в год.

Многие геофизики связывают это ускорение с геомагнитным толчком, который произошел в 1969-1970 годах. Геомагнитный толчок – резкая смена некоторых параметров магнитного поля планеты. Один из мощнейших геомагнитных толчков произошел в 1969-1970 годах на большинстве магнитных станций мира, которые были никак не связаны между собой. Также толчки фиксировались в 1901, 1925, 1913, 1978, 1991 и 1992 годах. Сегодня скорость перемещения Северного полюса Земли превышает 55 км/год, и явление это требует внимательного исследования и является загадкой геофизиков. Если так и дальше будет продолжаться теми же темпами и курсом, то через 50 лет он окажется в Сибири. Эти прогнозы не обязательно оправдаются: геомагнитный толчок может эту скорость поменять, либо направить движение полюса еще куда-нибудь. Сейчас северный магнитный полюс располагается в арктических водах.

Смещение оси планеты Земля

Самое крупное землетрясение в Японии содействовало смещению оси Земли, вокруг которой наша планета уравновешена по массе, на 17 см и к уменьшению продолжительности суток на Земле на 1,8 микросекунды. Такие цифры озвучил Ричард Гросс, специалист Лаборатории реактивного движения НАСА, действующей в Пасадене (Калифорния).

Исторических данных, которые подтверждают смещение оси вращения много. Наклон планеты к плоскости ее вращения вокруг Солнца происходил не один раз. В Писании сказано: «Всколебалась и потряслась земля, подвиглись и дрогнули основания гор… Наклонил Он небеса».

Некоторое время ось вращения Земли направлялась на Солнце, одна сторона планеты освещалась, а другая нет. Во времена китайского императора Яо случилось чудо: «Солнце не переходило с места 10 дней; загорелись леса, возникло огромное количество вредных и опасных тварей». В Индии Солнце наблюдали 10 дней. В Иране день был продолжительностью девять дней. В Египте не заканчивался световой день в течение семи дней, потом наступила 7-дневная ночь. На обратной стороне Земли в это же время была ночь. В писаниях Древней Руси есть упоминание о данном периоде времени: «Когда сказал Моисею Господь: «Уведи мой народ из Египта вместе с их имуществом…, и превратил Бог в одну ночь семь ночей».

В записях индейцев Перу сказано, что далеко в прошлом Солнце очень долго не поднималось на небосводе «пять дней и пять ночей на небе не было солнца, и океан взбунтовался и вышел из берегов, обрушился на сушу с грохотом. Вся земля изменилась в эту катастрофу».

В преданиях индейцев Нового Света сказано: «Пять дней шла эта роковая катастрофа, солнце не восходило, земля была во мраке».

Ось вращения Земли и раньше смещалась, но без катастрофических событий, в ходе незначительных геологических изменений. Последний ледниковый период, закончился около 11 тыс. лет назад, и громадные массы льда ушли с поверхности океанов и материков. Это не только перераспределило массу, но и дало «разгрузку» мантии земли, дав ей возможность принять форму, похожую на сферу. Этот процесс еще не закончен и ось, на которой "балансирует" Земля, смещается естественным образом на 10 см ежегодно. Но вулканическая активность, имеющая тенденцию на повышение, делает свое дело, ускоряя это смещение.

Напряженность магнитного поля слабеет

Еще более удивляет поведение напряженности магнитного поля: она постепенно убывает; за 450 лет она снизилась на 20%. Больше всего ученых беспокоит именно это. Археомагнитные данные свидетельствуют, что снижение напряженности идет уже 2000 лет, а в последние века оно стало более интенсивным.

С 1970 года ситуация стала еще сложнее. Инверсия магнитного поля при данной скорости падения (то есть полная смена полюсов) совершится уже через 1200 лет! Это реальный исторический срок. Геомагнитные измерения за последние десять лет подтверждают эту динамику. Мудрое правило: хочешь знать свое будущее, изучи свое прошлое. Давайте посмотрим назад. Геологи в самых разных минералах фиксируют отпечатки магнитного поля планеты и так восстанавливают его историю.

Анализ изменений дает возможность установить интересную вещь. Оказалось, что на Земле уже несколько раз были инверсии магнитного поля, то есть менялись местами магнитные полюса Земли. За последние 5 млн. лет это было уже 20 раз. Последняя инверсия прошла около 780 тыс. лет назад, и с тех времен магнитное поле Земли достаточно долго сохраняет свою полярность, которая сегодня очень быстро падает…

Массовая гибель животных

Мониторинг массовой гибели животных во всем мире показал, что массовая смертность животных (дельфинов, китов, пчел, птиц, косуль, пеликанов и т.д.), причина которой не установлена, начиная с 2010 года начала нарастать. По другим катастрофам данный мониторинг также установил рекорды: 13 случаев за один месяц. Такие случаи можно объяснить повышенным выделением сероводорода из вод озер, морей и океанов и, как следствие, - недостаток кислорода. Недостаток кислорода губителен для большинства видов рыб, тем более морских животных.

Также можно объяснить массовую гибель птиц. Причина этого – концентрация газов, выходящих из разломов земли. Действие повышенных концентраций углеводородов, относящихся к метановому ряду, в смеси газов, не содержащей кислорода, ведет к острой гипоксии, другими словами, к кислородному голоданию. Этому сопутствует потеря сознания, затем следует остановка дыхания и прекращение сердечной деятельности. То есть в природе может образоваться газовая струя, оказываясь в которой птицы будут страдать от симптомов удушья или отравления, потери ориентации, гибели или в результате отравления или падения. Это соответствует случаям, описанным в прессе. Гибель животных объясняется повышением активности земной коры, которая нарастает в последнее время.

Еще Альберт Эйнштейн утверждал о том, что если произойдет исчезновение пчел, то и человеческая цивилизация исчезнет. В последние годы пчелы действительно стали исчезать. Объяснения данному факту неоднозначны – кто-то обвиняет пестициды, кто-то – мобильные телефоны.

Жизни пчел может вредить и погода – во Франции, например, несколько лет назад пасеки поредели из-за дождливой и холодной весны. От пчел зависит качество урожая, продукты пчеловодства необходимы в кулинарии и медицине, от пчел зависит жизненное состояние флоры и фауны. Организуются разные фонды по защите пчел, но этого недостаточно, популяция пчел все также сокращается.

В приполярных областях Земли находятся магнитные полюса, в Арктике - Северный полюс, а в Антарктике - Южный полюс.

Открыл Северный магнитный полюс Земли английский полярный исследователь Джон Росс в 1831 году в Канадском архипелаге, где магнитная стрелка компаса принимала вертикальное положение. Через десять лет в 1841 году его племянник Джеймс Росс достиг другого магнитного полюса Земли, который расположен в Антарктиде.

Северный магнитный полюс это условная точка пересечения воображаемой оси вращения Земли с ее поверхностью в Северном полушарии, в которой магнитное поле Земли направлено под углом 90 ° к ее поверхности.

Северный полюс Земли хотя и называется Северным магнитным полюсом, но таковым не является. Потому что с точки зрения физики этот полюс является «южным» (плюсовым), поскольку он притягивает стрелку компаса северного (минусового) полюса.

Кроме того, магнитные полюса не совпадают с географическими, потому что все время смещаются, дрейфуют.

Наличие у Земли магнитных полюсов академическая наука объясняет тем, что Земля имеет сплошное тело, вещество которого содержит частицы магнитных металлов и в внутри которого находится раскаленное железное ядро.

А одной из причин перемещения полюсов по мнению ученых является Солнце. Потоки заряженных частиц от Солнца входя в магнитосферу Земли порождают в ионосфере электрические токи, те в свою очередь порождают вторичные магнитные поля которые будоражат земное магнитное поле. Благодаря этому имеет место суточное элипсообразное перемещения магнитных полюсов.

Так же на перемещение магнитных полюсов по мнению ученых влияют локальные магнитные поля, порожденные намагниченностью пород земной коры. Поэтому точного местоположения в пределах 1 км у магнитного полюса нет.

Наиболее резкое смещение Северного магнитного полюса до 15 км в год состоялось в 70 годах (до 1971 года было 9 км в год). Южный полюс ведет себя более спокойно, смещение магнитного полюса происходит в пределах 4-5 км в год.

Если считать Землю целостной, заполненной веществом, с железным раскаленным ядром внутри, то возникает противоречие. Потому, что раскаленное железо теряет магнетизм. Поэтому такое ядро ​​не может образовывать земной магнетизм.

И на земных полюсах не обнаружено магнитного вещества, которое создавало бы магнитную аномалию. И если в Антарктиде еще может залегать под толщей льда магнитное вещество, то на Северном полюсе - нет. Так как он покрыт океаном, водой, которая не имеет магнитных свойств.

Перемещение магнитных полюсов вообще нельзя объяснить научной теорией о целостной вещественной Земле, потому что магнитное вещество не может внутри Земли так быстро менять залегание.

Научная теория о влиянии Солнца на перемещение полюсов тоже имеет противоречия. Как может солнечное заряженное вещество попасть в ионосферу и на Землю, если за ионосферой находятся несколько радиационных поясов (сейчас открыто 7 поясов).

Как известно из свойств радиационных поясов, они не выпускают от Земли в космос и не пускают на Землю из космоса ни частицы вещества и ни энергию. Поэтому говорить о влиянии солнечного ветра на земные магнитные полюса абсурдно, так как этот ветер до них не доходит.

Что же может создавать магнитное поле? Из физики известно, что магнитное поле образуется вокруг проводника, по которому течет электрический ток, или вокруг постоянного магнита, или спинами заряженных частиц, имеющих магнитный момент.

С перечисленных причин образования магнитного поля подходит спиновая теория. Потому что, как уже было сказано, постоянного магнита на полюсах нет, электрического тока - тоже. А вот спиновое происхождения магнетизма земных полюсов возможно.

Спиновое происхождения магнетизма базируется на том, что элементарные частицы с ненулевым спином такие, как протоны, нейтроны и электроны являются элементарными магнитами. Принимая одинаковую угловую ориентацию, такие элементарные частицы создают упорядоченное спиновое (или торсионное) и магнитное поле.

Источник упорядоченного торсионного поля может находиться внутри полой Земли. И им может быть плазма.

В этом случае на Северном Полюсе имеется выход на земную поверхность упорядоченного положительного (правостороннего) торсионного поля, а на Южном полюсе - упорядоченного отрицательного (левостороннего) торсионного поля.

Кроме того, эти поля являются еще и динамичными торсионными полями. Это доказывает, что Земля генерирует информацию, то есть мыслит, думает и чувствует.

Теперь возникает вопрос, почему на земных полюсах так резко изменился климат - от субтропического климата на полярный климат - и постоянно образуется лед? Хотя в последнее время идет небольшое ускорение таяния льда.

Огромные айсберги появляются неизвестно откуда. Море не рождает их: вода в нем соленая, а айсберги, без исключения, состоят из пресной воды. Если предположить, что они появились в результате дождя, то возникает вопрос: «Как могут незначительные осадки - меньше пяти сантиметров осадков в год - образовывать такие ледяные великаны, которые находятся, например, в Антарктиде?

Образование на земных полюса льда еще раз доказывает теорию Полой Земли, потому что лед - это продолжение процесса кристаллизации и покрытия веществом земной поверхности.

Естественная лед является кристаллическим состоянием воды с гексагональной решеткой, где каждая молекула окружена четырьмя ближайшими к ней молекулами, которые находятся на одинаковом расстоянии от нее и размещены в вершинах правильного тетраэдра.

Естественный лед имеет осадочно-метаморфическое происхождения и образуется из твердых атмосферных осадков в результате дальнейшего их уплотнения и перекристаллизации. То есть образование льда идет не с середины Земли, а из окружающего пространства - кристаллического земного каркаса, который ее окутывает.

К тому же, у всего, что находится на полюсах, увеличивается вес. Хотя увеличение веса не так уж и велико, например, 1 тонна весит на 5 кг больше. То есть кристаллизации подвергается все, что находится на полюсах.

Вернемся к вопросу о том, что магнитные полюса не совпадают с географическими полюсами. Географическим полюсом считается место, где находится земная ось - воображаемая ось вращения, которая проходит через центр Земли и пересекает земную поверхность с координатами 0° северной и южной долготы и 0° северной и южной широты. Земная ось наклонена на 23°30" к собственной орбите.

Очевидно в начале земная ось совпадала с земным магнитным полюсом и в этом месте выходило на земную поверхность упорядоченное торсионное поле. Но вместе с упорядоченным торсионным полем происходила постепенная кристаллизация поверхностного слоя, что приводило к образованию вещества и его постепенное накопление.

Образованное вещество пыталось накрыть точку пересечения земной оси, но его вращение не позволяло это сделать. Поэтому вокруг точки пересечения образовывался желоб, который увеличивался в диаметре и глубине. А по краю желоба в определенной точке концентрировалось упорядоченное торсионное поле и одновременно и магнитное поле.

Эта точка с упорядоченным торсионным полем и магнитным полем кристаллизовала определенное пространство и увеличивала свой вес. Поэтому она начала выполнять роль маховика или маятника, который обеспечивал и сейчас обеспечивает непрерывное вращение земной оси. Как только происходят небольшие сбои во вращении оси, магнитный полюс меняет свое положение - то приближается к оси вращения, то удаляется.

И этот процесс обеспечения непрерывного вращения земной оси не одинаков на земных магнитных полюсах, поэтому их нельзя соединить прямой линией через центр Земли. Чтобы стало понятно для примера возьмем координаты земных магнитных полюсов за несколько лет.

Северный магнитный полюс - Арктика
2004 год - 82,3° с. ш. и 113,4° з. д.
2007 год - 83,95° с. ш. и 120,72° з. д.
2015 год - 86,29° с. ш. и 160,06° з. д.

Южный магнитный полюс - Антарктика
2004 год - 63,5° ю. ш. и 138,0° в. д.
2007 год - 64,497° ю. ш. и 137,684° в. д.
2015 год - 64,28° ю. ш. и 136,59° в. д.

«Наша всеобщая мать Земля - это большой магнит!» - сказал английский физик и врач Уильям Гильберт, живший в XVI веке. Четыреста с лишним лет назад он сделал правильный вывод о том, что Земля представляет собой шарообразный магнит и её магнитные полюса - это точки, где магнитная стрелка ориентируется вертикально. Но Гильберт ошибался, полагая, что магнитные полюса Земли совпадают с её географическими полюсами. Они не совпадают. Более того, если положения географических полюсов неизменны, то положения магнитных полюсов со временем изменяются.

1831 год: первое определение координат магнитного полюса в Северном полушарии

В первой половине XIX века были предприняты первые поиски магнитных полюсов на основе прямых измерений магнитного наклонения на местности. (Магнитное наклонение - угол, на который отклоняется стрелка компаса под действием магнитного поля Земли в вертикальной плоскости. - Прим. ред. )

Английский мореплаватель Джон Росс (1777–1856) отплыл в мае 1829 года на небольшом пароходе «Виктория» от берегов Англии, направляясь к арктическому побережью Канады. Как и многие смельчаки до него, Росс надеялся найти северо-западный морской путь из Европы в Восточную Азию. Но в октябре 1830 года льды сковали «Викторию» у восточной оконечности полуострова, который Росс назвал Землёй Бутия (в честь спонсора экспедиции Феликса Бута).

Зажатая во льдах у побережья Земли Бутия «Виктория» вынуждена была задержаться здесь на зимовку. Помощником капитана в этой экспедиции был молодой племянник Джона Росса Джеймс Кларк Росс (1800–1862). В то время уже стало обычным делом брать с собой в подобные путешествия все необходимые инструменты для магнитных наблюдений, и Джеймс воспользовался этим. На протяжении долгих зимних месяцев он ходил по побережью Бутии с магнитометром и проводил магнитные наблюдения.

Он понимал, что магнитный полюс должен быть где-то поблизости - ведь магнитная стрелка неизменно показывала очень большие наклонения. Нанося на карту измеренные значения, Джеймс Кларк Росс вскоре понял, где следует искать эту уникальную точку с вертикальным направлением магнитного поля. Весной 1831 года он вместе с несколькими членами экипажа «Виктории» прошёл 200 км в сторону западного побережья Бутии и 1 июня 1831 года на мысе Аделаиды с координатами 70°05′ с. ш. и 96°47′ з. д. обнаружил, что магнитное наклонение составило 89°59′. Так впервые были определены координаты магнитного полюса в Северном полушарии - иначе говоря, координаты Южного магнитного полюса.

1841 год: первое определение координат магнитного полюса в Южном полушарии

В 1840 году повзрослевший Джеймс Кларк Росс отправился на судах «Эребус» и «Террор» в своё знаменитое путешествие к магнитному полюсу в Южном полушарии. 27 декабря корабли Росса впервые встретились с айсбергами и уже в новогоднюю ночь 1841 года пересекли Южный полярный круг. Очень скоро «Эребус» и «Террор» оказались перед паковыми льдами, растянувшимися от края до края горизонта. 5 января Росс принял смелое решение идти вперёд, прямо на льды, и углубиться настолько, насколько это окажется возможным. И уже через несколько часов такого штурма корабли неожиданно вышли в более свободное ото льда пространство: паковый лёд сменился разбросанными там и тут отдельными льдинами.

9 января утром Росс неожиданно для себя обнаружил впереди по курсу свободное ото льда море! Таково было его первое открытие в этом путешествии: он открыл море, которое впоследствии было названо его собственным именем, - море Росса. Справа по курсу обнаружилась гористая, покрытая снегом земля, которая вынуждала корабли Росса плыть на юг и которая, казалось, не собиралась кончаться. Плывя вдоль берега, Росс, конечно, не упускал возможности открывать самые южные земли во славу Британского королевства; так была открыта Земля Королевы Виктории. В то же время его беспокоило, что на пути к магнитному полюсу берег может стать непреодолимым препятствием.

Между тем поведение компаса становилось всё более странным. Росс, обладавший богатым опытом магнитометрических измерений, понимал, что до магнитного полюса осталось не более 800 км. Так близко к нему ещё никто не приближался. Вскоре стало ясно, что Росс опасался не зря: магнитный полюс явно находился где-то справа, а берег упорно направлял корабли всё дальше и дальше на юг.

Пока путь был открыт, Росс не сдавался. Ему было важно собрать, по крайней мере, как можно больше магнитометрических данных в разных точках побережья Земли Виктории. 28 января экспедицию ожидал самый удивительный сюрприз за всё время путешествия: на горизонте вырос огромный проснувшийся вулкан. Над ним висело тёмное облако дыма, окрашиваемого огнём, который столбом вырывался из жерла. Этому вулкану Росс дал имя Эребус, а соседнему - потухшему и несколько меньшему - дал имя Террор.

Росс попытался идти ещё дальше на юг, но очень скоро перед его глазами возникла совершенно невообразимая картина: вдоль всего горизонта, куда хватает глаз, простиралась белая полоса, которая по мере приближения к ней становилась всё выше и выше! Когда корабли подошли поближе, стало ясно, что перед ними справа и слева огромная бесконечная ледяная стена 50-метровой высоты, совершенно плоская сверху, без каких-либо трещин на обращённой к морю стороне. Это была кромка шельфового ледника, носящего ныне имя Росса.

В середине февраля 1841 года после 300-километрового плавания вдоль ледяной стены Росс принял решение прекратить дальнейшие попытки найти лазейку. С этого момента впереди оставалась лишь дорога домой.

Экспедицию Росса никак нельзя считать неудачной. Ведь ему удалось измерить магнитное наклонение в очень многих точках вокруг побережья Земли Виктории и установить тем самым положение магнитного полюса с высокой точностью. Росс указал такие координаты магнитного полюса: 75°05′ ю. ш., 154°08′ в. д. Минимальное расстояние, отделявшее корабли его экспедиции от этой точки, составляло всего 250 км. Именно измерения Росса нужно считать первым достоверным определением координат магнитного полюса в Антарктиде (Северного магнитного полюса).

Координаты магнитного полюса в Северном полушарии в 1904 году

Прошло 73 года с момента определения Джеймсом Россом координат магнитного полюса в Северном полушарии, и вот теперь поиск магнитного полюса в этом полушарии предпринял знаменитый норвежский полярный исследователь Руаль Амундсен (1872–1928). Впрочем, поиск магнитного полюса не был единственной целью экспедиции Амундсена. Главной целью было открытие северо-западного морского пути из Атлантического океана в Тихий. И он достиг этой цели - совершил в 1903–1906 годах плавание из Осло, мимо берегов Гренландии и Северной Канады до Аляски на небольшом промысловом судне «Йоа».

Впоследствии Амундсен писал: «Я хотел, чтобы моя детская мечта о северо-западном морском пути соединилась в этой экспедиции с другой, гораздо более важной научной целью: нахождением нынешнего местоположения магнитного полюса».

Он подошёл к этой научной задаче со всей серьёзностью и тщательно подготовился к её выполнению: изучал теорию геомагнетизма у ведущих специалистов Германии; там же приобрёл магнитометрические приборы. Практикуясь в работе с ними, Амундсен летом 1902 года объездил всю Норвегию.

К началу первой зимы своего путешествия, в 1903 году, Амундсен достиг острова Кинг-Уильям, который находился совсем недалеко от магнитного полюса. Магнитное наклонение здесь составляло 89°24′.

Решив провести зимовку на острове, Амундсен одновременно создал здесь настоящую геомагнитную обсерваторию, которая выполняла непрерывные наблюдения в течение многих месяцев.

Весна 1904 года была посвящена наблюдениям «в поле» с целью определения координат полюса настолько точно, насколько это было возможно. Амундсен достиг успеха и обнаружил, что положение магнитного полюса заметно сместилось к северу по отношению к той точке, в которой его нашла экспедиция Джеймса Росса. Оказалось, что с 1831 по 1904 год магнитный полюс переместился на 46 км к северу.

Забегая вперёд, заметим, что есть данные о том, что за этот 73-летний период магнитный полюс не просто немного переехал на север, а скорее описал небольшую петлю. Где-то к 1850 году он сначала прекратил своё движение с северо-запада на юго-восток и лишь потом начал новое путешествие на север, продолжающееся и сегодня.

Дрейф магнитного полюса в Северном полушарии с 1831 по 1994 год

В следующий раз местоположение магнитного полюса в Северном полушарии было определено в 1948 году. Многомесячная экспедиция в канадские фьорды не понадобилась: ведь теперь до места можно было добраться всего за несколько часов - по воздуху. На этот раз магнитный полюс в Северном полушарии был обнаружен на берегу озера Аллен на острове Принца Уэльского. Максимальное наклонение составляло здесь 89°56′. Оказалось, что со времён Амундсена, то есть с 1904 года, полюс «уехал» к северу на целых 400 км.

С тех пор точное местоположение магнитного полюса в Северном полушарии (Южного магнитного полюса) определялось канадскими магнитологами регулярно с периодичностью около 10 лет. Последующие экспедиции состоялись в 1962, 1973, 1984, 1994 годах.

Неподалёку от точки пребывания магнитного полюса в 1962 году, на острове Корнуоллис, в местечке Резолют-Бей (74°42′ с. ш., 94°54′ з. д.), была построена геомагнитная обсерватория. В наше время путешествие на Южный магнитный полюс - это всего лишь достаточно короткая прогулка на вертолёте от Резолют-Бей. Неудивительно, что с развитием средств сообщения в XX столетии этот удалённый городок на севере Канады всё чаще и чаще стали посещать туристы.

Обратим внимание на то, что, говоря о магнитных полюсах Земли, мы на самом деле говорим о неких усреднённых точках. Ещё со времени экспедиции Амундсена стало ясно, что даже на протяжении одних суток магнитный полюс не стоит на месте, а совершает небольшие «прогулки» вокруг некоторой средней точки.

Причина таких перемещений, конечно, Солнце. Потоки заряженных частиц от нашего светила (солнечный ветер) входят в магнитосферу Земли и порождают в земной ионосфере электрические токи. Те, в свою очередь, порождают вторичные магнитные поля, которые возмущают геомагнитное поле. В результате этих возмущений магнитные полюса и вынуждены совершать свои ежесуточные прогулки. Их амплитуда и скорость, естественно, зависят от силы возмущений.

Маршрут таких прогулок близок к эллипсу, причём полюс в Северном полушарии совершает обход по часовой стрелке, а в Южном полушарии - против. Последний даже в дни магнитных бурь уходит от средней точки не более чем на 30 км. Полюс же в Северном полушарии в такие дни может уйти от средней точки на 60–70 км. В спокойные дни размеры суточных эллипсов для обоих полюсов существенно сокращаются.

Дрейф магнитного полюса в Южном полушарии с 1841 по 2000 год

Следует отметить, что исторически с измерением координат магнитного полюса в Южном полушарии (Северного магнитного полюса) дело всегда обстояло достаточно сложно. Во многом виновата его труднодоступность. Если от Резолют-Бей до магнитного полюса в Северном полушарии можно добраться на маленьком аэроплане или вертолёте за несколько часов, то от южной оконечности Новой Зеландии до побережья Антарктиды надо лететь более 2000 км над океаном. А после этого нужно проводить исследования в тяжёлых условиях ледового континента. Чтобы должным образом оценить труднодоступность Северного магнитного полюса, вернёмся в самое начало XX столетия.

Довольно долго после Джеймса Росса никто не осмеливался в поисках Северного магнитного полюса уходить в глубь Земли Виктории. Первыми это сделали члены экспедиции английского полярного исследователя Эрнеста Генри Шеклтона (1874–1922) во время его путешествия в 1907–1909 годах на старом китобойном судне «Нимрод».

16 января 1908 года судно вошло в море Росса. Слишком толстые паковые льды у побережья Земли Виктории долго не давали возможности найти подход к берегу. Лишь 12 февраля удалось перенести на берег необходимые вещи и магнитометрическое оборудование, после чего «Нимрод» взял курс обратно на Новую Зеландию.

Оставшимся на берегу полярникам потребовалось несколько недель, чтобы соорудить более или менее приемлемые жилища. Пятнадцать смельчаков учились есть, спать, общаться, работать и вообще жить в невероятно тяжёлых условиях. Впереди была долгая полярная зима. Всю зиму (в Южном полушарии она наступает одновременно с нашим летом) члены экспедиции занимались научными исследованиями: метеорологией, геологией, измерением атмосферного электричества, изучением моря через трещины во льду и самих льдов. Конечно, к весне люди уже оказались достаточно вымотанными, хотя главные цели экспедиции были ещё впереди.

29 октября 1908 года одна группа во главе с самим Шеклтоном отправилась в запланированную экспедицию к Южному географическому полюсу. Правда, экспедиция так и не смогла до него дойти. 9 января 1909 года всего в 180 км от Южного географического полюса ради спасения голодных и измученных людей Шеклтон принимает решение оставить флаг экспедиции здесь и повернуть группу обратно.

Вторая группа полярников во главе с австралийским геологом Эджвортом Дэвидом (1858–1934) независимо от группы Шеклтона отправилась в путешествие к магнитному полюсу. Их было трое: Дэвид, Моусон и Маккей. В отличие от первой группы они не имели опыта полярных исследований. Выйдя 25 сентября, они уже к началу ноября выбились из графика и из-за перерасхода пищи вынуждены были сесть на строгий паёк. Антарктида преподавала им суровые уроки. Голодные и обессиленные, они проваливались почти в каждую расселину во льду.

11 декабря едва не погиб Моусон. Он провалился в одну из бесчисленных расселин, и только надёжная верёвка спасла жизнь исследователю. Несколько дней спустя в расселину провалились 300-килограммовые сани, едва не утянувшие за собой трёх обессилевших от голода людей. К 24 декабря серьёзно ухудшилось состояние здоровья полярников, они страдали одновременно и от обморожения, и от солнечных ожогов; у Маккея к тому же развилась снежная слепота.

Но 15 января 1909 года они всё-таки достигли своей цели. Компас Моусона показал отклонение магнитного поля от вертикали всего в пределах 15′. Оставив почти всю поклажу на месте, они одним броском в 40 км достигли магнитного полюса. Магнитный полюс в Южном полушарии Земли (Северный магнитный полюс) был покорён. Водрузив на полюсе британский флаг и сфотографировавшись, путешественники трижды прокричали «ура!» королю Эдуарду VII и объявили эту землю собственностью британской короны.

Теперь им предстояло только одно - остаться в живых. По расчётам полярников, для того, чтобы поспеть к отходу «Нимрода» 1 февраля, они должны были проходить по 17 миль в сутки. Но они всё равно опоздали на четыре дня. К счастью, «Нимрод» сам задержался. Так что вскоре трое отважных исследователей наслаждались горячим ужином на борту корабля.

Итак, Дэвид, Моусон и Маккей были первыми людьми, ступившими на магнитный полюс в Южном полушарии, который в тот день оказался в точке с координатами 72°25′ ю. ш., 155°16′ в. д. (в 300 км от точки, измеренной в своё время Россом).

Понятно, что ни о какой-либо серьёзной измерительной работе здесь даже не было и речи. Вертикальное наклонение поля было зафиксировано лишь однажды, и это послужило сигналом не к дальнейшим измерениям, а лишь к скорейшему возвращению на берег, где экспедицию ожидали тёплые каюты «Нимрода». Такую работу по определению координат магнитного полюса нельзя даже близко сравнить с работой геофизиков в арктической Канаде, по нескольку дней ведущих магнитные съёмки из нескольких точек, окружающих полюс.

Однако последняя экспедиция (экспедиция 2000 года) была проведена на достаточно высоком уровне. Поскольку Северный магнитный полюс уже давно сошёл с материка и находился в океане, эта экспедиция проводилась на специально оборудованном судне.

Измерения показали, что в декабре 2000 года Северный магнитный полюс находился напротив побережья Земли Адели в точке с координатами 64°40′ ю. ш. и 138°07′ в. д.

Фрагмент из книги: Тарасов Л. В. Земной магнетизм. - Долгопрудный: ИД «Интеллект», 2012.

Маг ни тн ое по ле Зем л и мо же т и сч ез ну ть

Французские исследователи из Университета Парижа VII имени Дени Дидро установили, что смена земных полюсов может произойти в любое время. Предсказать смену полюсов возможно лишь за 10-20 лет, более долгосрочный и точный прогноз невозможен.

Инверсии магнитных полюсов Земли неоднократно происходили в прошлом. Обычно это сопровождалось кратковременным исчезновением магнитосферы. Для биосферы Земли это означает истончение озонового слоя и исчезновение защиты от солнечного ветра и космической радиации. Если «переполюсовка» завершится быстро, жизнь на нашей планете может сохраниться, но если Земля останется без магнитного поля на несколько лет, это будет означать гибель всего живого.

По наблюдениям учёных, сейчас напряженность магнитного поля Земли постепенно падает. За последние 22 года магнитное поле Земли стало слабее на 1,7%, причём в некоторых частях Атлантического океана оно ослабело на 10%, а в нескольких регионах немного усилилось.

Смещение магнитных полюсов Земли было зарегистрировано еще в 1885 году. С тех пор южный магнитный полюс сместился на 900 километров в сторону Индийского океана, а северный магнитный полюс - в сторону Восточно-Сибирской магнитной аномалии. Скорость дрейфа полюсов в настоящее время составляет около 60 километров в год, чего никогда ранее не наблюдалось

Куда мигрируют полюсы?

Южный магнитный полюс триста лет назад покинул свое «насиженное» место в Антарктиде и вышел на просторы Индийского океана. А Северный, описав за четыре столетия дугу длиной в 1100 км по арктическим канадским островам, теперь со все возрастающей скоростью (с 10 км/год в 70-х годах до 40 км/год в 2002-м) движется в нашу Сибирь! На северные российские просторы он прибудет лет через сорок. Это еще не катастрофа. Угол «магнитной вариации» - расстояние между географическим и магнитным полюсами планеты - станет чуть больше: не 10 градусов, как сейчас, а 13 или 15. Штурманам, капитанам судов просто придется делать более существенные поправки на навигационных картах.

Однако некоторые ученые считают, что на этом полюсы не остановятся. Они могут «разбежаться» так, что произойдет переполюсовка нашей планеты. Когда это произойдет? Датские и французские ученые утверждают: уже через несколько десятков лет. Правда, оптимисты из других стран предполагают, что процесс может продлиться еще несколько тысяч лет. Такой большой разброс в прогнозах не случаен: ведь полюсы могут сбавить скорость или вовсе остановиться.

По словам заместителя директора Института физики Земли им. Шмидта Алексея Диденко, движение магнитного полюса ускорилось из-за того, что меняется режим работы «внутреннего двигателя» Земли. Магнитное поле в жидком ядре планеты генерирует электрический ток в нескольких своих ячейках-«моторчиках», которые вследствие вращения планеты смещаются и таким образом передвигают магнитные полюсы. И эти «моторчики» раз в четверть миллиона лет начинают работать более активно. Что сейчас и происходит. Движения полюсов всегда сопровождались природными катаклизмами из-за пробоев в геомагнитной защите от солнечной радиации и космических излучений. Истощается озоновый слой, и климат становится более влажным и теплым. А когда полюсы стоят на месте, то климат держится сухой и суровый. Сегодня первый «звоночек» движения полюсов - это непредсказуемые капризы погоды во всем мире.

Чем грозит нам смена полюсов Земли?

Ученые обнаружили, что в магнитном поле Земли образуются мощные прорехи, свидетельствующие о том, что магнитные полюса планеты в скором времени поменяются местами. Звучат мнения, что в связи с этим можно ожидать новых природных катаклизмов мирового масштаба наподобие Всемирного потопа и Страшного суда.

К такому выводу пришли специалисты из датского Центра планетарных исследований. Эти выводы поддержали их коллеги из университета Лидса (Великобритания) и французского Института физики Земли, а также американские ученые из Флоридского международного университета в Майами.

По мнению исследователей, за последние столетия плотность магнитного поля Земли значительно снизилась. Воздействие этого в 1989 году ощутили на себе жители востока Канады. Солнечные ветры прорвались через слабый магнитный щит и вызвали тяжелые поломки в электрических сетях, оставив Квебек без света на девять часов.

Считается, что магнитное поле нашей планеты генерируется потоками расплавленного железа, окружающего ядро Земли. Датский космический спутник обнаружил в этих потоках завихрения (в районах Арктики и южной Атлантики), которые могут заставить их поменять направление своего движения. Но многие специалисты считают, что в ближайшее время этого, к счастью, не произойдет.

И все же, если прогнозы сбудутся, последствия могут оказаться катастрофическими. Мощные потоки солнечной радиации, которые из-за
магнитного поля сейчас не могут достичь атмосферы, нагреют ее верхние слои и вызовут глобальные изменения климата. Сейчас внешний «магнитный щит» планеты защищает все живое от солнечной радиации. Без него солнечный ветер и плазма от солнечных вспышек будут достигать верхних слоев атмосферы, нагревая ее и вызывая катастрофические изменения климата. Другими словами, в момент смены полюсов произойдет резкое ослабление магнитного поля: это приведет к скачкообразному повышению уровня солнечной радиации. Космические лучи убьют все живое или вызовут мутации. Из строя выйдут все электрические, навигационные и коммуникационные приборы и спутники, находящиеся на земной орбите. Мигрирующие животные, птицы и насекомые потеряют способность к ориентации. При этом заранее рассчитать, г де окажется суша, а где море, невозможно.

Правда, когда в марте 2001 года менялись магнитные полюса на Солнце, исчезновений магнитного поля не зафиксировали. Солнце меняет свои магнитные полюса раз в 22 года. На Земле такие стрессы происходят значительно реже, но все же происходят. Возможно, что катаклизмы в биосфере планеты, когда исчезали от 50 до 90% ее фауны, связаны как раз с перемещением полюсов. Ученые отмечают, что именно исчезновение магнитного поля привело к испарению атмосферы на Марсе.

Происхождение магнитного поля Земли и по сей день остается загадкой, хотя существует много гипотез для объяснения этого феномена. То магнитное поле, которое существует на земной поверхности, является суммарным полем. Оно образуется за счет ряда источников: токов, пересекающих поверхность Земли, так называемого вихревого поля; внешних, космических источников, не связанных с Землей, и, наконец, магнитного поля, обусловленного причинами внутренней динамики Земли.

По геомагнитным данным, полюса совершали рокировку в среднем каждые 500 тысяч лет. Согласно другой гипотезе, последний раз это случалось примерно 780 тыс. лет назад. При этом сначала дипольное магнитное поле Земли исчезало и вместо него наблюдалась гораздо более сложная картина множества полюсов, разбросанных по планете. Затем дипольное поле восстанавливалось, но Северный и Южный полюса при этом поменялись местами.

Смена магнитных полюсов Земли - это не одномоментное явление, а длительный геологический процесс, измеряемый десятками тысяч и даже миллионами лет Правда, некоторые ученые считают, что такие перемены происходили в течение очень короткого времени. Если бы смена полюсов растягивалась на длительный срок, говорят они, то жизнь на нашей планете в эти промежутки была бы уничтожена солнечной радиацией, которая беспрепятственно проникала бы в атмосферу и достигала ее поверхности, поскольку для солнечного ветра, кроме магнитного поля, нет преград.

А пока что наблюдается возрастание скорости перемещения магнитных полюсов, что никак не походит на обычный, «фоновый» дрейф. Так, например, магнитный полюс Северного полушария «пробежал» за последние 20 лет более 200 км в южном направлении.

Полюсов, как известно, две пары - географические и магнитное. Через первые проходит воображаемая земная ось, вокруг которой вращается наша планета. Они находятся на широте 90 градусов (северной и южной соответственно) и нулевой долготе - все линии долготы сходатг-ся в этих точках.

Теперь о второй паре полюсов. Наша планета - это огромный шаровой магнит. Движение расплавленного железа внутри Земли (точнее, в жидком наружном ядре) создает вокруг нее магнитное поле, которое защищает нас от губительной солнечной радиации.

Ось земного магнита наклонена по отношению к оси вращения Земли на 12 градусов. Она даже не проходит через центр Земли, а располагается примерно на 400 км в стороне от него. Точки, в которых эта ось пересекает поверхность планеты, и есть магнитные полюса. Понятно, что из-за такого расположения осей полюс географический и полюс магнитный не совпадают.

Географические полюса тоже движутся. Наблюдения станций Международной службы движения полюсов Земли и измерения геодезических спутников показывают: ось планеты отклоняется со скоростью около 10 см в год. Главная причина - движение земных плит, которые вызывают перераспределение массы и изменение во вращении Земли.

Японские ученые выяснили, что Северный полюс движется в сторону Японии со скоростью примерно 6 см в 100 лет. Он перемещается по долготе под влиянием землетрясений, которые чаще всего случаются в районе Тихого океана.

В последние годы смещение географического полюса ускорилось, как и движение магнитного. Если это продолжится, то через какое-то время полюс окажется в районе Больших Медвежьих озер Канады... Французский профессор геофизики Готье Юло в 2002 году уже поднял панику, обнаружив ослабление магнитного поля Земли около полюсов, что может интерпретироваться как ранний признак близкой смены полюсов.

У нашей планеты есть магнитное поле, которое можно наблюдать, например, с помощью компаса. Оно в основном образуется в очень горячем расплавленном ядре планеты и, вероятно, имелось большую часть времени существования Земли. Поле представляет собой диполь, т. е. у него есть один северный и один южный магнитный полюс.

В них стрелка компаса будет указывать прямо вниз или вверх, соответственно. Это похоже на поле магнита на холодильник. Однако геомагнитное поле Земли претерпевает множество небольших изменений, что делает аналогию несостоятельной. В любом случае, можно сказать, что в настоящее время есть два полюса, наблюдаемые на поверхности планеты: один в северном полушарии и один в южном.

Инверсией геомагнитного поля называется процесс, при котором южный магнитный полюс превращается в северный, а тот, в свою очередь, становится южным. Интересно отметить, что магнитное поле может иногда подвергаться экскурсии, а не развороту. В этом случае оно претерпевает большое снижение его общей силы, то есть силы, которая перемещает стрелку компаса.

Во время экскурсии поле не меняет своего направления, а восстанавливается с той же полярностью, то есть север остается севером и юг югом.

Как часто происходит смена полюсов Земли?

Как свидетельствует геологическая летопись, магнитное поле нашей планеты меняло полярность много раз. В этом можно убедиться по закономерностям, обнаруженным в вулканических породах, особенно извлеченных со дна океана. За последние 10 млн лет в среднем происходило 4 или 5 разворотов в миллион лет.

В другие моменты истории нашей планеты, например, во время мелового периода, были более длительные периоды смены полюсов Земли. Их невозможно предсказать, и они не носят регулярный характер. Поэтому можно говорить только о среднем интервале инверсии.

Разворачивается ли магнитное поле Земли в настоящее время? Как это проверить?

Измерения геомагнитных характеристик нашей планеты проводились более или менее постоянно с 1840 года. Некоторые измерения даже датированы XVI веком, например, в Гринвиче (Лондон). Если посмотреть на тенденции изменения силы магнитного поля за этот период, то можно увидеть ее снижение.

Проецирование данных вперед во времени дает нулевой дипольный момент через примерно 1500–1600 лет. Это является одной из причин того, почему некоторые считают, что поле может находиться на ранних стадиях инверсии. Из исследований намагниченности минералов в древних глиняных горшках известно, что во времена Древнего Рима оно было в два раза сильнее, чем сейчас.

Тем не менее, текущая сила поля не является особо низкой с точки зрения диапазона ее значений за последние 50 000 лет, а с момента, когда произошла последняя смена полюсов Земли, прошло почти 800 000 лет. Кроме того, принимая во внимание сказанное ранее об экскурсии, и зная о свойствах математических моделей, далеко не ясно, можно ли экстраполировать данные наблюдений на 1500 лет.

Как быстро происходит инверсия полюсов?

Полная запись истории хотя бы одного разворота отсутствует, поэтому все утверждения, которые можно сделать, в основном базируются на математических моделях и частично на ограниченных доказательствах, полученных из горных пород, которые сохранили отпечаток древнего магнитного поля со времени их формирования.

Например, расчеты дают основание предположить, что полная смена полюсов Земли может занять от одной до нескольких тысяч лет. Это быстро по геологическим меркам, но медленно в масштабе человеческой жизни.

Что происходит во время разворота? Что мы видим на поверхности Земли?

Как уже было сказано выше, у нас имеются ограниченные данные геологических измерений о закономерностях изменения поля во время инверсии. Основываясь на моделях, рассчитанных на суперкомпьютерах, можно было бы ожидать гораздо более сложной структуры на поверхности планеты, при которой имеется не один южный и один северный магнитный полюс.

Землю ожидает их «странствие» от своего нынешнего положения по направлению к экватору и через него. Общая напряженность поля в любой точке планеты может составить не более одной десятой ее значения в настоящее время.

Опасность для навигации

Без магнитного щита современные технологии будут больше подвержены риску воздействия солнечных бурь. Наиболее уязвимыми являются спутники. Они не рассчитаны выдерживать солнечные штормы в отсутствие магнитного поля. Так что, если спутники GPS прекратят работу, то все самолеты будут посажены на землю.

Конечно, в самолетах в качестве резервного средства есть компасы, но они, безусловно, не будут точными во время магнитного сдвига полюсов. Таким образом, даже самой возможности выхода из строя спутников GPS будет достаточно, чтобы посадить самолеты – в противном случае они могут потерять навигацию в ходе полета. Суда столкнутся с теми же проблемами.

Озоновый слой

Ожидается, что во время инверсии магнитного поля Земли озоновый слой полностью исчезнет (и снова появится после этого). Крупные солнечные бури во время разворота могут вызвать истощение озонового слоя. Количество заболеваний раком кожи возрастет в 3 раза. Воздействие на все живые существа трудно предсказать, но также может иметь катастрофические последствия.

Смена магнитных полюсов Земли: последствия для энергосистем

В одном исследовании массивные солнечные бури были названы вероятной причиной полярной инверсии. В другом - виновником этого события станет глобальное потепление, а оно может быть вызвано повышенной активностью Солнца.

Во время разворота зашиты магнитного поля не будет, и если произойдет солнечная буря, ситуация ухудшится еще больше. Жизнь на нашей планете не будет затронута в целом, и общества, которые не зависят от технологии, также будут в полном порядке. Но Земля будущего ужасно пострадает, если разворот произойдет быстро.

Электрические сети перестанут функционировать (их может вывести их из строя большая солнечная буря, а инверсия повлияет намного больше). При отсутствии электричества не будет водоснабжения и канализации, заправочные станции перестанут работать, остановятся поставки продовольствия.

Работоспособность аварийных служб окажется под вопросом, и они не смогут на что-то влиять. Погибнут миллионы, а миллиарды столкнутся с большими трудностями. Только те, кто заранее запасся пищей и водой, смогут справиться с ситуацией.

Опасность космического излучения

Наше геомагнитное поле отвечает за блокирование примерно 50% космических лучей. Поэтому при его отсутствии уровень космического излучения удвоится. Несмотря на то, что это приведет к увеличению мутаций, летальных последствий это иметь не будет. С другой стороны, одной из возможных причин сдвига полюсов является увеличение солнечной активности.

Это может привести к увеличению числа заряженных частиц, достигающих нашей планеты. В таком случае Земля будущего подвергнется большой опасности.

Сохранится ли жизнь на нашей планете?

Природные катастрофы, катаклизмы маловероятны. Геомагнитное поле находится в области пространства, называемой магнитосферой, формируемой действием солнечного ветра.

Магнитосфера отклоняет не все высокоэнергетические частицы, которые излучает Солнце с солнечным ветром и другие источники в Галактике. Иногда наше светило особенно активно, например, когда на нем много пятен, и оно может посылать облака частиц в направлении Земли.

Во время таких солнечных вспышек и корональных выбросов массы, космонавтам на околоземной орбите, возможно, потребуется дополнительная защита, чтобы избежать более высоких доз радиации.

Поэтому мы знаем, что магнитное поле нашей планеты обеспечивает лишь частичную, а не полную защиту от космического излучения. Кроме того, высокоэнергетические частицы могут даже ускоряться в магнитосфере. На поверхности Земли атмосфера действует как дополнительный защитный слой, останавливающий все, кроме наиболее активного солнечного и галактического излучения.

При отсутствии магнитного поля атмосфера будет по-прежнему поглощать большую часть излучения. Воздушная оболочка защищает нас так же эффективно, как слой бетона толщиной 4 м.

Человеческие существа и их предки жили на Земле в течение нескольких миллионов лет, за которые произошло немало инверсий, и нет никакой очевидной корреляции между ними и развитием человечества. Точно так же время разворотов не совпадает с периодами вымирания видов, о чем свидетельствует геологическая история.

Некоторые животные, такие как голуби и киты, используют геомагнитное поле для навигации. Предполагая, что разворот занимает несколько тысяч лет, то есть длится многие поколения каждого вида, тогда эти животные могут хорошо адаптироваться к изменяющейся магнитной среде или развить другие методы навигации.

О магнитном поле

Источником магнитного поля является богатое железом жидкое внешнее ядро ​​Земли. Оно совершает сложные движения, являющиеся результатом конвекции тепла глубоко внутри ядра и вращения планеты. Движение жидкости непрерывно и никогда не останавливается, даже во время разворота.

Оно может прекратиться только после исчерпания источника энергии. Тепло производится частично из-за преобразования жидкого ядра в твердое, расположенного в центре Земли. Этот процесс совершается непрерывно в течение миллиардов лет. В верхней части ядра, которая расположена в 3000 км ниже уровня поверхности под скалистой мантией, жидкость может перемещаться в горизонтальном направлении со скоростью десятков километров в год.

Ее движение поперек существующих силовых линий производит электрические токи, а они, в свою очередь, генерируют магнитное поле. Этот процесс носит название адвекции. Для того, чтобы сбалансировать рост поля, и тем самым стабилизировать т. н. «геодинамо», необходима диффузия, при которой происходит «утечка» поля из ядра и его разрушение.

В конечном счете, поток жидкости создает сложную картину магнитного поля на поверхности Земли со сложным изменением во времени.

Компьютерные расчеты

Моделирование геодинамо на суперкомпьютерах продемонстрировало сложный характер поля и его поведения с течением времени. Расчеты также показали инверсию полярности, когда происходит смена полюсов Земли. В таких симуляциях сила основного диполя ослабевает до 10% от нормального значения (но не до нуля), а существующие полюса могут странствовать по всему земному шару совместно с другими временными северными и южными полюсами.

Твердое железное внутреннее ядро ​​нашей планеты в этих моделях играет важную роль в управлении процессом разворота. Из-за своего твердого состояния оно ​​не может генерировать магнитное поле адвекцией, но любое поле, которое образуется в жидкости внешнего ядра может диффундировать, или распространяться во внутреннее. Адвекция во внешнем ядре, кажется, регулярно пытается инвертировать.

Но пока поле, запертое во внутреннем ядре, ​​сначала не диффундирует, реальная смена магнитных полюсов Земли не произойдет. По существу, внутреннее ядро ​​сопротивляется диффузии любого «нового» поля и, возможно, только одна из каждых десяти попыток такого разворота является успешной.

Магнитные аномалии

Следует подчеркнуть, что, хотя эти результаты и являются увлекательными сами по себе, неизвестно, можно ли их отнести к реальной Земле. Тем не менее, у нас есть математические модели магнитного поля нашей планеты за последние 400 лет с ранними данными, основанными на наблюдениях моряков торгового и военно-морского флота.

Их экстраполяция на внутреннюю структуру земного шара показывает рост с течением времени областей обратного потока на границе ядра и мантии. В этих точках стрелка компаса ориентирована, по сравнению с прилегающими районами, в противоположном направлении – внутрь или из ядра.

Эти участки с обратным потоком в южной части Атлантического океана в первую очередь несут ответственность за ослабление главного поля. Они также отвечают за минимальную напряженность, называемую Бразильской магнитной аномалией, центр которой расположен под Южной Америкой.

В этой области частицы с высокими энергиями могут приблизиться к Земле более близко, вызывая повышенный радиационный риск для спутников на низкой околоземной орбите. Предстоит еще многое сделать для большего понимания свойств глубинного строения нашей планеты.

Это мир, где значения давления и температуры аналогичны параметрам поверхности Солнца, и наше научное понимание достигает своего предела.