Куда бежит магнитный полюс?

Куда указывает стрелка компаса? Ответ на этот вопрос даст любой: конечно, на Северный полюс! Более осведомленный уточнит: стрелка показывает направление не на географический полюс Земли, а на магнитный, и что в реальности они не совпадают. Самый знающий добавит, что магнитный полюс вообще не имеет постоянной «прописки» на географической карте. Судя же по результатам последних исследований, полюс не только имеет природную склонность к «бродяжничеству», но в своих блужданиях по поверхности планеты иногда способен перемещаться со сверхзвуковой скоростью!

Знакомство человечества с явлением земного магнетизма, судя по письменным китайским источникам, случилось не позднее 2-3 в. до н. э. Те же китайцы, несмотря на несовершенство первых компасов, заметили и отклонение магнитной стрелки от направления на Полярную звезду, т. е. на географический полюс. В Европе с этим феноменом познакомились в эпоху Великих географических открытий, не позднее середины XV в., о чем свидетельствуют навигационные инструменты и географические карты того времени (Дьяченко, 2003).

О смещении географического положения магнитных полюсов на поверхности планеты ученые заговорили с начала прошлого века после повторных, с интервалом в год, измерениий координат истинного Северного магнитного полюса. С тех пор в научной печати достаточно регулярно появляется информация об этих «странствиях», особенно Северного магнитного полюса, который сейчас уверенно движется от островов Канадского арктического архипелага к Сибири. Раньше он перемещался со скоростью около 10 км в год, в последние же годы эта скорость возросла (Newitt et al. , 2009).

В СЕТИ ИНТЕРМАГНЕТА

Первые измерения магнитного склонения в России были проведены в 1556 г., во времена царствования Иоанна Грозного, в Архангельске, Холмогорах, в устье Печоры, на Кольском полуострове, о. Вайгач и Новой Земле. Измерение параметров магнитного поля и обновление карт магнитного склонения было настолько важным для мореплавания и других практических целей, что магнитной съемкой занимались участники многих экспедиций, мореплаватели и известные путешественники. Судя по «Каталогу магнитных измерений в СССР и сопредельных странах с 1556 по 1926 год» (1929), в их число входили такие мировые «звезды» как Амундсен, Баренц, Беринг, Борро, Врангель, Зеберг, Келль, Колчак, Кук, Крузенштерн, Седов и многие др.
Первые в мире обсерватории для исследования изменений параметров земного магнетизма были организованы в 1830-е гг., в том числе на Урале и в Сибири (в Нерчинске, Колывани и Барнауле). К сожалению,...

Ученые забили тревогу по поводу смещения магнитных полюсов Земли. Так, в настоящее время магнитный полюс планеты перемещается по направлению от Северной Америки до Сибири с такой большой скоростью, что в ближайшие полстолетия Аляска уже может остаться без Северного сияния. Однако это сияние можно будет увидеть в некоторых европейских регионах.

К чему приведет инверсия полюсов?

Итак, что же такое магнитный полюс? Магнитным полюсом Земли, как правило, называют часть магнитного поля, создаваемого ядром планеты, которое, в свою очередь, состоит из расплавленного железа. Ученым давно известно о том, что магнитные полюса могут перемещаться, и что периодически они меняются местами. Однако точно определить причину таких изменений они пока не могут.

Магнитный полюс может перемещаться вследствие процесса колебаний. Таким образом, со временем полюс перемещается на свое место. Так гласит одна из наиболее распространенных точек зрения. Исходя из результатов проведенных ранее исследований, за последние полтора столетия сила магнитного поля планеты Земля уменьшилась примерно на 10 процентов. За это время Северный магнитный полюс переместился примерно на одну тысячу километров. При этом результаты исследования показали, что по сравнению с последними четырьмя столетиями скорость перемещения полюсов значительно увеличилась.

Впервые Северный магнитный полюс был открыт в 1831 году. В 1904 году ученые провели повторные исследования, в результате которых было определено, что полюс переместился на 50 километров.

Отметим, что компасная стрелка указывает не на географический, а на магнитный полюс. Согласно результатам проведенных исследований, за последнее тысячелетие магнитный полюс перемещался на большие расстояния от Канады до Сибири. Иногда он перемещался и по другим направлениям.

Северный магнитный полюс долгое время перемещался по территории арктической Канады, однако примерно с 70-х годов прошлого столетия он обрел четкое направление: со все возрастающей скоростью, которая в настоящее время достигает примерно 46 километров в год, полюс устремился практически по прямой к русской Арктике. Если верить прогнозам Канадской геомагнитной службы, до 2050 года он остановится на отметке «архипелаг Северная Земля».

После проведения ряда исследований физики пришли к выводу о том, что смена магнитных полюсов оказывает значительное влияние на земную атмосферу. И смещение полюсов может иметь серьезные последствия. Подтверждением тому может служить сопоставление результатов наблюдений за последнее столетие с расчетными данными.

Если вспомнить школьный курс физики – электрический ток нагревает проводник, по которому движется. В случае с атмосферой и магнитными полюсами, смещение магнитных полюсов будет нагревать ионосферу. Электроны будут проникать в нейтральную атмосферу, что окажет влияние на систему ветров и на климат в целом. Смещение полюсов принесет определенные изменения и в работу техники. В частности, в летний период в средних широтах будет просто невозможно пользоваться короткими радиоволнами. Будет нарушена работа и навигационных спутниковых систем, потому как они используют модели ионосферы. Кроме того, по прогнозам геофизиков, приближение магнитного полюса приведет к возрастанию наведенных индуцированных токов в энергосетях и линиях электропередач.

Впрочем, это всего лишь теоретически, ведь в любой момент северный магнитный полюс может резко изменить свое направление или вовсе остановиться. Что касается южного магнитного полюса, то его движение вообще предсказать невозможно, поскольку его движение весьма хаотично, и если до 1986 года он двигался вполне бодро, то затем его скорость значительно упала.

Необходимо отметить, что проблема смещения магнитных полюсов впервые была обнародована в 1885 году. Магнитные полюса меняются местами примерно раз на один миллион лет. Таким образом, за 160 миллионов лет существования они менялись 100 раз. В последний раз, по утверждению геофизиков, магнитные полюса менялись местами примерно 780 тысяч лет назад.

Несмотря на то, что ученые не могут назвать причин смещения полюсов, все-таки они предупреждают о том, что данное явление может иметь негативное воздействие на все живое на Земле. Согласно некоторым гипотезам, во время смены полюсов на некоторое время магнитосфера Земли исчезнет. Это позволит космическим лучам беспрепятственно проникнуть на нашу планету, что может нести реальную опасность для человечества. К слову сказать, именно со смещением магнитных полюсов ученые связывают Всемирный потоп, гибель мамонтов и динозавров, гибель Атлантиды.

Отдельно необходимо сказать о скорости перемещения магнитных полюсов. Северный полюс, начиная с 1931 года, двигался со скоростью 10 километров в год в направлении северо-запада. Но в 80-х годах прошлого века скорость его увеличилась в разы, достигнув уже в новом веке 46 километров в год.

Конечно, утверждать, что инверсия уже началась, нельзя, однако недавно проведенные исследования со спутников Европейского космического агентства «Магсат» и «Эрстед» доказали, что это именно так. Так, было установлено, что силовые магнитные линии на внешнем ядре планеты в районе южной Атлантики находятся в направлении, противоположном тому, каким оно должно быть при нормальном состоянии магнитного поля.

Таким образом, исходя из вышесказанного, можно сделать определенные выводы. Инверсия магнитных полюсов уже началась, о чем свидетельствуют уменьшение напряженности магнитного поля планеты за последние два тысячелетия, ускорение падения напряженности поля в последнее время, ускорение смещения магнитных полюсов, а также особенности расположения силовых магнитных линий.

Магнитное поле имеет важное значение для жизнедеятельности планеты: с одной стороны, оно защищает ее от потока частиц, которые летят из космических глубин и от Солнца, а кроме того, служит неким указателем для живых существ, которые мигрируют каждый год. Ученые не могут сказать, что точно произойдет в случае исчезновения поля, но предполагают, что могут возникать аварии на высоковольтных линиях, проблемы для астронавтов, сбои в работе спутников. Перемещение полюсов может стать причиной сильного расширения озоновых дыр.

Существует несколько точек зрения относительно того, к чему может привести смена магнитных полюсов. Оптимистично настроенные ученые говорят о том, что в истории существования планеты смещение полюсов происходило неоднократно, но никаких последствий для Земли оно не принесло. И связывать массовые вымирания и природные катастрофы с магнитными полюсами нет никаких оснований. Кроме того, биосфера имеет большие способности к адаптации и восстановлению. А поскольку инверсия может длиться на протяжении длительного времени, то подготовиться к переменам времени хватит.

Согласно противоположной точке зрения, смещение магнитных полюсов может произойти уже очень скоро и иметь катастрофические последствия дл планеты. Такая гипотеза скомпрометирована большим количеством ненаучных и абсолютно бездоказательных утверждений. В частности, некоторые псевдоученые говорят о том, что в период смещения магнитных полюсов происходит перезагрузка человеческого мозга, при которой произойдет полное стирание всей имеющейся в нем информации.

Как бы там ни было, существуют весьма веские основания для того, чтобы отнестись к предстоящей смене магнитных полюсов с большим вниманием и осторожностью, и задуматься над тем, какие опасности она может принести не только планете и человечеству в целом, но и отдельному человеку. И, соответственно, выработать перспективные средства и системы защиты, которые уменьшат негативные последствия инверсии.

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.

Динамика этих изменений стремительна. Что же это за признаки, указывающие на смену полюсов?

Наблюдения в мировой сети обсерваторий указывают, что напряженность геомагнитного поля в целом убывает, причем гораздо быстрее, чем полагали ученые. За последние 150 лет она уменьшилась на 10-15%, тогда как за предыдущие 10 тыс. лет - на 30%. С середины 1980-х напряженность магнитного поля уменьшилась в среднем на 1,7%, что в 10 раз превышает расчетные данные. Ранее считалось, что протекать со столь умопомрачительной по геофизическим меркам скоростью такие процессы вообще не могут. В географическом отношении эти изменения происходят крайне неравномерно. Если в южной части Атлантического океана и в районе Карибских островов напряженность геомагнитного поля уменьшилась значительно, примерно на 10%, то в Европе, напротив, даже слегка увеличилась.

Помимо информации о резком падении напряженности магнитного поля Земли удивление геофизиков вызывает северный магнитный полюс. Полвека, с момента открытия Д. Россом в 1931 году, он смещался в северо-западном направлении со скоростью 10 км в год, однако в 80-х годах ХХ в. скорость смещения увеличилась в несколько раз, достигнув к началу XXI в. абсолютного максимума - около 40 км в год. Еще недавно располагавшийся под арктическими паковыми льдами в Канаде, северный магнитный полюс Земли уже прошел через географический Северный полюс и продолжает смещаться все дальше на север, на территорию России. Если нынешние темпы сохранятся, то к середине века северный магнитный полюс, покинув канадские территориальные воды, окажется у берегов Сибири.

И последнее, интерпретация недавних наблюдений со спутников “Эрстед” и “Магсат” Европейского космического агентства, выполненная Готье Ило из Парижского института физики Земли, указывает на то, что магнитные силовые линии на внешнем ядре Земли в районе Южной Атлантики расположены в направлении, обратном нормальному состоянию поля. Это, кстати, не противоречит модели геомагнитной инверсии, созданной калифорнийскими учеными Гарри Глатцмайером и Полом Робертсом, авторами наиболее популярной модели земного магнетизма. Регион, который в будущем может стать новым южным магнитным полюсом Земли, похоже, формируется в южной части Атлантического океана.

По мнению целого ряда исследователей, все эти явления - стремительное уменьшение напряженности геомагнитного поля, резкое ускорение смещения северного магнитного полюса и аномалии распределения магнитных силовых линий - следует считать предвестниками грядущей смены полюсов.

ИСТОРИЯ ПОЛЮСОВ

Вообще-то ничего экстраординарного в смене полюсов нет. Причина этого явления, по мнению ученых, - изменение направления течения огромных масс жидкого железа, движущихся вокруг твердого ядра Земли.

Магнитное поле Земли меняло свою полярность неоднократно. Бывали периоды, когда полюса менялись местами часто. Случались и периоды длительного затишья - десятки миллионов лет полярность магнитного поля оставалась неизменной.

О поведении магнитного поля в далеком прошлом можно судить по горным породам, которые намагничиваются под действием поля и навсегда “запоминают” его конфигурацию в тот момент, когда перестают быть огненной лавой. Об относительно недавнем времени помогает судить остаточная намагниченность черепков древних керамических сосудов - частицы магнетита в обожженной глине фиксируют магнитное поле на момент охлаждения керамики.

Согласно результатам палеомагнитных исследований, последнее изменение направления геомагнитного поля произошло около 750 тыс. лет назад. Поскольку периодичность этого процесса составляет 200-500 тыс. лет (палеомагнитологам известно, как изменялось геомагнитное поле на протяжении 3,5 млрд лет), можно сказать, что очередное изменение направления магнитного поля Земли давно назрело. Время, в течение которого магнитные полюса Земли меняются местами, относительно невелико - от 100 лет до 8 тысяч лет.

По мнению профессора Акселя Шульта из Мюнхенского университета, смене полярности всегда предшествует стадия очень слабого поля с множеством полюсов (двухполюсная структура геомагнитного поля утрачивает упорядоченность). На протяжении 5, а то и 10 тысяч лет нашей планете придется обходиться практически без магнитного поля, что создаст множество проблем.

НАКАНУНЕ КАТАСТРОФЫ

Помимо того что с магнитным полем Земли - этим исключительным явлением природы - связаны навигация, множество практических и научных задач - от поисков рудных месторождений до изучения внутреннего строения нашей планеты - геомагнитное поле выполняет функцию защитной оболочки, предохраняющей нас от космического излучения. Как известно, поле искривляет поток “солнечного ветра” - заряженных частиц, прилетающих из космоса, в результате чего большая часть из них огибает Землю по замкнутым траекториям, не нанося вреда. Непосредственно на поверхности Земли нас защищает еще и слой атмосферы, но во время авиаперелетов, на высоте около 10 км, доза облучения может резко возрастать. К примеру, из-за того, что в южной части Атлантики напряженность геомагнитного поля уменьшилась на 10%, во время трансатлантического перелета из Европы в Южную Америку пассажир “схватит” в тысячу раз больше космической радиации, чем во время такого же по продолжительности перелета из Европы, скажем, в Японию.

Значительное ослабление геомагнитного поля (практически его исчезновение), предшествующее смене полюсов, приведет к увеличению уровня космической радиации на несколько десятков процентов. Согласно одной из гипотез, в далеком прошлом подобный сильный радиационный удар привел к вымиранию динозавров.

Есть основания полагать, что смена полюсов вызовет нарушение миграционных путей живых организмов, к примеру, перелетных птиц, что неминуемо породит хаос в биосфере.

Дрейф северного магнитного полюса из Канады в Россию приведет к тому, что вместе с ним в Европу сместится и зона северного сияния. Это на редкость красивое и эффектное явление вызывается проникновением из космоса в верхние слои атмосферы электрически заряженных частиц. К сожалению, этим зрелищем жителям европейского континента и придется ограничиться. Потоки протонов и электронов являются мощным источником помех для спутникового теле- и радиовещания, для систем мобильной телефонной связи и даже для линий электроснабжения. Реальность этих проблем не за горами.

Технологические последствия “магнитного кувырка” будут огромны, поскольку современные приборы, включая компасы, ориентируются на вполне определенное направление магнитных полей. К примеру, вследствие разрушения систем радиосвязи выйдут из строя все спутники. Полная потеря работоспособности гарантирована и Всемирной паутине.

Впрочем, не будем пессимистами. В геологической истории нашей планеты смена полюсов происходила неоднократно, биосфера Земли обладает значительной способностью к адаптации, да и время, чтобы подготовиться к переменам, у нее есть, инверсия полюсов - дело небыстрое.

МНЕНИЕ ЭКСПЕРТА

ЕЛЕНА ГУСЬКОВА, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Санкт-Петербургского филиала Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН (СПбФ ИЗМИРАН):

О том, что в истории Земли существовал период времени, когда ее магнитное поле было обратным современному, человечество узнало в середине прошлого века, после опубликования данных по намагниченности греческих ваз эпохи первого тысячелетия

До н. э. Палеомагнитные исследования континентальных горных пород, океанических и озерных осадков, проведенные в последние 50 лет, позволили установить следующее. В период 3,2-0,8 млн лет назад (так называемый хрон Матуяма) магнитное поле Земли было в основном обратным, а в период

0,7 млн лет - до настоящего времени (хрон Брюнес) оно имело нормальное направление, то есть совпадало с современным.

Для этих двух временных периодов наблюдаются так называемые экскурсы геомагнитного поля, когда северный магнитный полюс постепенно изменяет свое направление и местоположение, доходя почти до современного Южного полюса. Через некоторое время, различное для разных экскурсов, он возвращается обратно, практически в то же место. Таких экскурсов, по последним данным, для хрона Матуяма насчитывается 15, а для хрона Брюнес - 17. С большой степенью уверенности можно говорить о том, что во время экскурса движение геомагнитного полюса происходит против часовой стрелки (обычно он движется по часовой стрелке вокруг географического полюса). Таких свидетельств, полученных по осадочным породам, лессовым комплексам и глубинным морским осадкам, получено множество.

Сейчас очевидно, что экскурсы проявляются по всему земному шару, как в Северном, так и в Южном полушарии, как правило, на фоне пониженного уровня напряженности геомагнитного поля. Они являются неотъемлемой частью геомагнитного динамо внутри Земли. Существование геомагнитных экскурсов чрезвычайно важно для познания процессов, происходящих в жидкой части земного ядра и на границе ядро - мантия.

С уверенностью можно сказать, что нулевого магнитного поля на Земле не будет, - процессы внутри Земли будут продолжаться, останутся намагниченные в прошлом материки, магнитный полюс лишь очень постепенно изменит направление движения. Степень же защиты от радиационной опасности, от которой нас спасает современное магнитное поле, в случае его ослабления оценить трудно. Из опубликованных на сегодня данных ясно, что северный магнитный полюс “не пошел на экскурс”. Он стабилизировался (насколько - пока не известно), направился по обычной схеме вокруг географического полюса, а не спускается к центру Сибири. Так что в ближайшее время говорить о смене геомагнитных полюсов не приходится.

КАРЛ-ХАЙНЦ ГЛАССМАЙЕР, профессор, Технический университет в Брауншвейге (Германия):

Сказать со всей определенностью, произойдет в обозримом будущем смена полярности геомагнитного поля или нет, пока трудно. И уж во всяком случае, это процесс очень долгий. На протяжении последних тысячелетий напряженность магнитного поля Земли была необычно велика, поэтому не исключено, что теперь она просто возвращается к своему нормальному значению.

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.