Магнітне поле землі може перевернутися

Філ Лівермор і Йон Маунд - вчені-геофізики з Лідського університету - висловили припущення про те, що через кілька тисяч років магнітне поле нашої планети може перевернутися.

Основна роль магнітного поля зводиться до захисту планети від космічного випромінювання, яке представляє для Землі величезну небезпеку. Магнітне поле відхиляє від планети заряджені частинки. З іншого боку, це поле не завжди. За весь період існування нашої планети, стверджують вчені, сталося кілька сотень разі інверсії магнітного поля, коли південний і північний полюси мінялися місцями.

Змінюючи полярність, магнітне поле, приймаючи складну форму, слабшає. У цей час значення магнітного поля може знизитися до 10 відсотків від початкової величини. Більш того, може сформуватися не два полюси, а набагато більше, навіть на екваторі. За словами вчених, магнітне поле перевертається приблизно один раз на мільйон років, але інтервал між інверсіями не відрізняється постійністю.

Крім геомагнітного перевороту в історії нашої планети відбувалися також неповні інверсії - в цей період магнітні полюси переміщалися в більш низькі широти, могли перетинати екватор, а потім повертатися назад. Останній переворот магнітного поля, відомий як явище Брюнес-Матуяма, стався приблизно 780 тисяч років тому. Тимчасова інверсія - або подія Лашамп стався близько 41 тисячі років тому. Його тривалість досягала тисячі років, і в цей період приблизно на 250 років магнітне поле планети змінило свій напрямок.

Під час інверсії в магнітному полі відбуваються зміни, які послаблюють захисту Землі від космічного випромінювання, сприяючи підвищенню рівня радіації на планеті. У тому випадку, якщо б магнітна інверсія трапилася в даний час, це могло б привести до зростання ризиків для якісної роботи авіації, навколоземних супутників, а також наземної електричної інфраструктури.

При різкому зростанні сонячної активності виникають геомагнітні бурі, які дозволяють вченим приблизно оцінити загрози, з якими Земля може зустрітися в разі ослаблення магнітного поля.

У 2003 році відбулися сонячна буря, яка спровокувала знеструмлення електромереж в Швеції і змусила внести деякі зміни в авіамаршрути, що дозволили уникнути тимчасових проблем зі зв`язком і зменшити радіаційні ризики для наземної інфраструктури і супутників. У той же час, за словами експертів, дана буря незначна в порівнянні з геомагнітної бурею, яка сталася в 1859 році і відома, як подія Керрінгтона. У цей період полярне сяйво можна було побачити на околиці Карибських островів.

З іншого боку, необхідно відзначити, вчені поки не зуміли встановити, який саме вплив може надати масштабний шторм на електронну сучасну інфраструктуру. Цілком очевидно, що з економічної точки зору відключення від систем опалення, геопозиционирования і кондиціонування, електроенергії та Інтернету завдасть істотної шкоди - близько 40 мільярдів доларів щодня.

Відео: Магнітне поле Землі або, чому воно може перекинуться

Переворот магнітного поля може надати прямий вплив на людей і живих істот, але прогнозувати його вкрай складно, оскільки за всю історію свого існування людині не доводилося стикатися ні з чим подібним. Існують певні дослідження, автори яких намагаються пов`язати вулканічну активність і магнітні інверсії з масовим вимиранням людей. Втім, за словами Лівермора і Маунд, в даний час ніяких ознак активізації вулканізму не спостерігається, тому людство змушене буде мати справу тільки з впливом електромагнітного поля.

Магнітне поле Землі за 500 років до розвороту (згідно суперкомп`ютерних моделювання)
Зображення: G.A. Glatzmaier

Науці відомо, що деякі види тварин здатні відчувати зміни магнітного поля планети. Це так звана магніторецепціі, яку тварини використовують в періоди тривалих міграцій. Сучасна наука поки не знає, який вплив магнітна інверсія здатна надати на таких тварин. Відомо, що стародавні люди успішно зуміли пережити подія Лашамп, до того ж живі організми за час свого існування не одну сотню раз стикалися з повними інверсіями електромагнітного поля.

Кілька важливих обставин, зокрема, віддаленість у часі явища Брюнес-Матуяма і ослаблення магнітного поля планети в середньому на 5 відсотків за сторіччя, яке спостерігається в наш час, дають можливість вченим зробити припущення, що переворот магнітного поля може трапитися в найближчі кілька тисяч років . Назвати більш точні терміни експертам важко. Генерується магнітне поле железокаменних ядром і підпорядковується тим же фізичним законам, що й атмосфера і гідросфера.

Відео: Секретні території Коли Земля перевернеться магнітне поле Землі

Але незважаючи на це, людство навчилося прогнозувати зміни погоди всього лише на кілька днів вперед. Якщо ж говорити про ядро, яке знаходиться на відстані приблизно трьох тисяч кілометрів від земної поверхні, тут ситуація складніша, в першу чергу через майже повну відсутність інформації про ті процеси, які відбуваються в надрах Землі. Вчені мають у своєму розпорядженні лише приблизною інформацією про структуру та склад ядра, а також глобальною мережею орбітальних супутників і геофізичних обсерваторій, які дають можливість провести вимірювання змін магнітного поля і простежити таким чином за рухом земного ядра.

Про ядрі Землі дослідникам і правда відомо дуже мало. Так, зокрема, відносно недавно японські дослідники в рамках лабораторних експериментів, які імітували умови всередині планети, змогли точно встановити, що третій основний компонент ядра - це кремній, на який припадає приблизно п`ять відсотків маси земного ядра. На нікель і залізо, відповідно, припадає 10 і 85 відсотків. Втім, як дуже часто трапляється, деякі вчені дотримуються альтернативної теорії про те, що третім компонентом є зовсім не кремній, а кисень.

Також трохи відомо вченим і про земної мантії. Всього лише кілька років тому вони встановили, що між верхньою і нижньою мантією, в перехідному шарі, на глибині приблизно 410-660 кілометрів, існують значні запаси води. Ця інформація згодом була неодноразово підтверджена. Завдяки подальшому аналізу вчені змогли припустити, що вода може міститися також на глибині близько тисячі кілометрів. Однак до сих пір залишається невідомим, розподілена вона по всьому шару або ж локалізована на певних ділянках.

Крім цього, вченим довелося зіткнутися і з ще однією проблемою - походженням і природою тектоніки літосферних плит. Землю прийнято вважати єдиною планетою в Сонячній системі, у якій є тектоніка, проте поки невідомо, чому і коли вона з`явилася. У тому випадку, якщо б вчені зуміли відповісти на ці питання, вони зуміли б відстежити не тільки минуле, а й майбутнє континентів, в тому числі, і сучасний період циклу Уїлсона.

Відео: Коли відбудеться зміна магнітних полюсів Землі. Документальний фільм

В даний час найбільшою геофізичної проблемою є встановлення природи магнітного поля. Вченим точно відомо, що крім Землі, Меркурія і чотирьох так званих газових гігантів, магнітосфера є у Ганімеда - найбільшого супутника Юпітера, однак про те, яким чином планеті вдається підтримувати свою магнітосферу, відомо дуже і дуже мало. Вчені на даний момент мають у своєму розпорядженні практично єдиною гіпотезою про геодінамо. Дана гіпотеза стверджує, що в надрах планети розташовано ядро ​​з металу з твердим центром і рідкої оболонкою. Коли відбувається розпад радіоактивних елементів, виділяється тепло, яке призводить до утворення конвективних течій провідної рідини. Завдяки цим течіям і генерується магнітне поле планети.

Незважаючи на те, що теорія геодінамо практично не має альтернатив, в той же час, вона провокує виникнення безлічі труднощів. З класичної магнітогідродинаміки відомо, що ефект динамо повинен затухати, я планетне ядро ​​- твердеть і остигати. Але до сих пір немає ні точного розуміння тих механізмів, за рахунок яких наша планета підтримує ефект самогенерации динамо, ні спостережень особливостей магнітного поля з геомагнітними аномаліями, інверсією полюсів і міграцією.

Відео: Магнітне поле Землі і його таємниця. Документальний фільм

За словами Маунд і Лівермора, відкриття всередині земного ядра залізної струменя може вказувати про те, що можливості сучасної науки в дослідженні динаміки тих процесів, які відбуваються в надрах планети, ростуть. Ця залізна струмінь сформувалася в зовнішньому, рідкому земної ядрі в тому районі, який розташований під Північним полюсом. В даний час ширина його досягає 420 кілометрів. Цих розмірів струмінь досягала, починаючи з 2000-го року, збільшуючись з кожним роком на 40 кілометрів.

Вчені-геофізики вважають, що залізна струмінь, яку вони відкрили, є одним їх елементів, які створюють магнітне поле планети. Фахівці відзначають, що в поєднанні з лабораторними дослідженнями і методами це відкриття може в значній мірі прискорити прогрес в даній області геофізики. Не виключено, що незабаром вчені навчаться прогнозувати поведінку земного ядра.