Мощные трансформаторы взрываются и горят, линии электропередачи выходят из строя… Системы связи, в том числе Интернет, перестали работать из-за сильных помех, а сквозь разрушенные магнитосферу и ионосферу к поверхности Земли проникает солнечный ветер, несущий массу частиц, оказывающих вредное воздействие на человека… Нет, это не отрывок из фантастического романа — такими будут последствия инверсии магнитного поля Земли, в результате которой оно на какое-то время исчезнет или ослабнет. Инверсии представляют собой кардинальные изменения направления магнитного поля Земли, уже отмеченные в геологической истории планеты. При этом северный магнитный полюс “переходит” в южное полушарие, а южный — в северное.
Инверсия — явление относительно редкое: ни разу оно не происходило за время существования Homo sapiens. К сожалению или к счастью, читатель, мы с вами вряд ли доживем до такого события: ученые не ожидают инверсию в течение ближайших тысяч лет. Внушает оптимизм и то обстоятельство, что мониторинг магнитного поля Земли дает возможность лет за 100 спрогнозировать инверсию и подготовиться к ней. Однако эта фундаментальная научная проблема требует внимания и геологов, и геофизиков, и физиков, и математиков, и биологов.
— Хотя магнитное поле используется в навигации уже не одну тысячу лет, изучение его особенностей и закономерностей началось после плавания Колумба в Америку и написания Уильямом Гильбертом трактата о “Большом магните” — Земле, — рассказывает председатель Объединенного ученого совета СО РАН по наукам о Земле академик Николай Добрецов. — Но до сих пор не удалось построить модель его изменения, количественно просчитать, когда происходят инверсии. Специалисты по палеомагнетизму нарисовали кривую инверсий в геологической истории нашей планеты, из которой следует, что средняя их частота — два раза за миллион лет. Хотя были периоды и максимумов, когда инверсии случались каждые 200 тысяч лет, и относительного затишья: тогда в течение 20-30 миллионов лет ничего не происходило.
Почему происходят инверсии? Ядро Земли периодически перегревается, течения во внешнем ядре становятся завихренными, сильно повышается турбулентность. В такие периоды инверсии происходят часто. Однако перегрев ядра регулируется с помощью глубинного магматизма: выброса расплавов, горячих потоков мантийного вещества — так называемых “магнитных плюмов”. Самый значительный магматический плюм в истории Земли — “сибирские траппы”, случившийся на границе пермского и триасового периодов (255-251 миллион лет назад). Было выброшено огромное количество расплавов, нижняя мантия и ядро остыли из-за ухода горячего материала. В последующие 15-20 миллионов лет инверсий магнитного поля не было. Потом ядро опять стало нагреваться, причем нагревается оно неравномерно и причины нагрева до конца не ясны.
Последняя инверсия магнитного поля была в палеомагнитную эпоху Матуяма — около 800 тысяч лет назад. Так что с большой вероятностью в ближайшие 300 тысяч лет это явление может повториться. Но через 10 тысяч или через 100 тысяч лет — предсказать пока невозможно. Прежде нужно научиться рассчитывать саму конвекцию в ядре, которая рождает колебания магнитного поля, просчитать график инверсий и сопоставить расчеты с датами, когда инверсии происходили в геологической истории Земли. Тогда можно попытаться сделать какие-то прогнозы. “Поймать” приближение инверсии поможет также мониторинг магнитного поля Земли. Смене полюсов предшествуют 10-20-летние экскурсы (спонтанные миграции) магнитного полюса: магнитное поле начинает раскачиваться. Как известно, магнитный полюс не совпадает с географическим, его положение может меняться со временем.
Сильнее всего с магнитным полем связана ионосфера, они влияют друг на друга, поэтому в моменты изменения напряженности магнитного поля полярные сияния — свечение ионизированного газа — могут наблюдать и жители умеренных широт. В данный момент северный магнитный полюс смещается от Канадского арктического архипелага к Таймыру, его движение отслеживает канадская служба истинного магнитного полюса. Во время экскурсов, предшествующих инверсиям, магнитный полюс может “убегать” ниже 60-го градуса широты и возвращаться в полярные широты.
Инверсия магнитного поля принесет человечеству несколько значительных проблем. Во-первых, разрушение ионосферы, из-за чего на Землю начнет проникать “солнечный ветер”. Некоторые геофизики видят в этом главную опасность. Но вообще-то инверсий в истории планеты было много, и никаких неприятностей с биосферой не происходило. Во-вторых, неизбежные климатические изменения — даже во время простых магнитных бурь усиливаются ветры, тайфуны, прочие негативные погодные явления, так как ионосфера — один из регуляторов климата. К сожалению, перемену климата предотвратить невозможно, можно попытаться только ослабить возможные последствия.
И наконец, технические проблемы — магнитное поле уменьшится на порядок, ослабнет настолько, что перестанут стабильно работать трансформаторы, линии электропередачи, системы связи. Вот к этим-то неприятностям можно и нужно подготовиться: разработать специальные генераторы, трансформаторы и специальную технику связи. Время есть: магнитные полюса, когда максимально ускоряются, двигаются со скоростью около 100 километров в год, полный переход полюсов в другое полушарие произойдет не менее чем за 100 лет после начала экскурсов, а они пока не начались. Но изучать проблему надо: после инверсии в течение нескольких тысяч лет магнитное поле будет очень слабым.
Магнитное поле таит в себе еще много загадок. Например, за последние годы по данным, полученным сотрудниками магнитной обсерватории “Новосибирск”, скорость движения магнитного полюса, вычисленная по изменению минутных и секундных значений склонения и наклонения, может достигать во время магнитной бури скорости звука! При этом движение полюса не является хаотичным, а представляет собой набор петель различного размера и направления.
Почему магнитное поле дрожит? Ничто твердое в земном ядре с такой скоростью колебаться не может. По-видимому, это дрожание наведенное — магнитное поле отражает колебания ионосферы. А, может быть, найдется какое-то другое объяснение. Требуется продолжать исследования проблем, связанных с изменением “магнитной погоды” и “магнитного климата”.
Подготовила Ольга КОЛЕСОВА
Нет комментариев