Магнитное поле земли: как скоро откажет компас?
В 2001 г. во время международной полярной экспедиции выяснилось, что за последние 7 лет северный магнитный полюс Земли переместился почти на 300 км. Скорость его дрейфа от канадского арктического шельфа в сторону России, к архипелагу Северная Земля составляет сегодня 40 км в год. По прогнозам ученых, «Север» в свое время может оказаться в Южной Атлантике. В пользу этого говорит обширная аномалия этого района, где напряженность магнитного поля составляет всего 60% от расчетной величины.
Кстати, за последние 20 лет напряженность магнитного поля планеты уменьшилась примерно на 1,7%, а в южных районах Атлантики – даже на 10% Всего же за истекшие два столетия магнитное поле Земли ослабело более чем на 10%.
Чем же все это нам грозит? А, собственно, всем. Российские ученые полагают, что в случае изменения магнитного поля антирадиационная защита Земли начнет слабеть: «сначала начнутся сбои в работе энергозависимых систем, начиная с мобильных телефонов.
Ужас. Но, может быть, не все так страшно, и нам не грозят кровожадные гигантские муравьи – убийцы из голливудских ужастиков? Возможно. Ведь последние данные говорят о том, что за 90 миллионов лет направление магнитных полюсов менялось в среднем каждые 500000 лет. Также известно, что повального исчезновения живых организмов и массовых генетических мутаций не происходило. Земная атмосфера – надежный гарант для всего живого на планете.
С техникой, созданной человеческим гением, которая стала сегодня его неподкупным тюремщиком, дело сложнее.
Развитие указанных процессов особенно опасно для компьютерных систем, без которых немыслима современная экономика. Даже сегодня человечество терпит огромные убытки о воздействия магнитных бурь, вызванных солнечной активностью. При ослабевании земного магнитного поля интенсивность магнитных бурь усилится, что приведет, скажем, к параличу авиасообщений: не будут действовать бортовые компьютеры.
Кроме того, сам полет на самолете станет для человека небезопасным. Сегодня в верхних, более разряженных слоях атмосферы все заметнее сказывается влияние радиации. Не случайно в 2000 г. в одной из директив, принятой руководством Евросоюза, летчики и стюардессы отнесены к лицам повышенного радиационного риска. Пока сила магнитного поля Земли защищает нас при полетах, а дальше?
С другой стороны, ученые пока не знают, насколько обратимы процессы, происходящие с земным магнитным полем. Ведь никто не объяснил, почему в истории земли были эпохи, в течение которых магнитные полюса не изменялись по 50 миллионов лет подряд.
Мнение автора может не совпадать с позицией редакции
Земли, планет
Исторически все живое на Земле развивалось в электромагнитном поле нашей планеты. ЭМП Земли — ЩИТ для космических ионизирующих факторов.
Солнца и галактик лежат в пределах от 10 Мгц до 10 Ггц.
Земля — это магнит, где в области северного географического пояса находится южный полюс, а
в области южного географического полюса — северный. Геомагнитные (силовые линии) выходят из области северного магнитного полюса и, охватывая планету, входят в области южного магнитного полюса. Потоки заряженных частиц (электронов и протонов) от Солнца, соприкасаясь с магнитной оболочкой Земли, сжимают силовые линии со стороны Солнца и оттягивают с противоположенной стороны.
Магнитные возмущения могут возникать спорадически на всей планете, локально периодически в некоторых ее участках и постоянно в различных регионах, например в течение суток. В районах грозовых разрядов в атмосфере напряжённость электрической составляющей ЭМП составляет десятки, сотни, тысячи В/м при частотах, около10 Кгц. Одной из основных причин сердечно-сосудистых обострений являются возмущения геомагнитных полей, иначе сказать, изменения или градиент геомагнитного поля в течение времени.
Японским ученым Накагавой пятьдесят лет назад был описан у человека
Атмосферный воздух обладает электрической проводимостью. Причем его проводимость зависит от содержания посторонних частиц. В Кисловодске — количество отрицательно заряженых частиц в воздухе в 1 см3 — 1,5 тысячи, в предгорьях Кузбасса — 6000, в Москве — 4, в Санкт-Петербурге — 9 (характеризующихся запыленностью и загазованностью). Чем больше отрицательно заряженных ионов в воздухе, тем легче дышится.
Напряженность магнитного поля Земли на берегу Черного моря — 1 эрстед, на Южном и Северном полюсах — 0,7 Э, на экваторе — 0,1-0,3 Э, в Европе — около — 0,5 Э; в Бразилии — 0,24 Э — в Антарктиде — 0,68 Э. 
В районе Курской магнитной аномалии напряженность магнитного поля составляет — 2 Э.
Напряженность магнитного поля планеты Меркурий — 0,002 Э , Луны — 10—5 Э,межзвездного пространства — 10—8 Э, звезд типа «белый Карлик» огромна — 107 Э. Огромна эта характеристика и у нейтронных звезд и звезд-пульсаров — 1012 Э.
Вспышки на Солнце по своей силе делят на пять классов: A, B, C, M и X. При переходе от минимального класса — A0.0, соответствующего мощности излучения на орбите Земли в 10 нВт/м
Считается, что опасности для человека они не представляют.
Градацию магнитных возмущений на Земле производят по шкале индекса магнитных возмущений Kp (амплитуды колебаний), имеющей 10 уровней. Кр от
Ученые выяснили, что человек способен реагировать на изменения магнитного поля Земли — Наука
ЛОНДОН, 19 марта. /ТАСС/. Человек обладает способностью ощущать магнитное поле Земли. К такому выводу пришла международная группа ученых в результате проведенного ими исследования, о результатах которого сообщает газета The Guardian.
Издание отмечает, что многим представителям животного мира, включая птиц, летучих мышей, собак, черепах и китов, присуща магниторецепция — чувство, дающее организму возможность реагировать на изменения магнитного поля Земли. Именно благодаря этой способности живые существа могут ориентироваться и перемещаться в пространстве. До недавнего времени считалось, что лишь представители фауны воспринимают магнитное поле, однако специалисты из Калифорнийского технологического института (США) в сотрудничестве с коллегами из Японии обнаружили, что магниторецепция в определенной степени присуща и человеку.
В эксперименте приняли участие несколько десятков человек. Ученые создали специальную испытательную камеру, представляющую собой шестигранную конструкцию со звукоизоляцией, стенки которой сделаны из алюминия для защиты от различных электромагнитных помех. На них ученые поместили катушки, через которые пропускали электрический ток для создания магнитного поля примерно той же величины, что и у поверхности Земли.
Всех добровольцев просили войти в это темное помещение и сесть на деревянный стул, расположенный внутри, повернувшись на север.
Исследователи включали источники магнитного поля и перемещали их по установке, наблюдая за изменениями амплитуды колебаний головного мозга испытуемых, основываясь на данных электроэнцефалограммы. Результаты показали, что у большинства участников отмечалось снижение активности альфа-волн на 60%, что является свидетельством реакции головного мозга на изменения магнитного поля. Специалисты указывают, что именно этот показатель связан со способностью главного органа центральной нервной системы обрабатывать поступающую информацию.
«Мы как вид не утратили способность чувствовать магнитное поле, которой обладали наши предки [миллионы лет назад], — констатировал профессор Калифорнийского технологического института Джозеф Киршвинк. — Мы — часть магнитной биосферы Земли». Эксперты полагают, что для того, чтобы более точно сказать, какой механизм отвечает за способность человека реагировать на изменения магнитного поля Земли, необходимы дополнительные исследования.
Однако, по их словам, магниторецепцию можно считать одной из составляющих центральной нервной системы.
Геологи выяснили, когда в последний раз изменилось магнитное поле Земли
За всю историю Земли магнитное поле часто меняло свою полярность. Последнее изменение произошло почти 800 000 лет назад, сообщает международная исследовательская группа в журнале Science Advances. Тогда северный магнитный полюс поменялся местами с южным.
Этот вывод основан на измерениях разных географических данных и анализе потоков лавы. Команда геологов, возглавляемая Брэдом Сингером из Висконсинского университета (США), изучила образцы горных пород почти из пяти вулканических областей, в том числе из Чили, с гавайского острова Мауи и с Канарских островов.
Вулканические лавы обычно содержат небольшие магнитные минералы, такие как магнетит. Пока лава жидкая и текучая, эти минералы перемешиваются и не проявляют равномерного намагничивания. Однако когда вулканическая порода затвердевает, мелкие кристаллы магнитных минералов располагаются вдоль геомагнитного поля, преобладающего во время извержения вулкана.
Таким образом эта остаточная намагниченность остается в затвердевшей лаве. Измерительные приборы могут определять не только направление, но и напряженность магнитного поля, которое преобладает во время затвердевания. Если возможно определить точный возраст лавы одновременно с другими данными, геофизики могут восстановить историю и ориентацию магнитного поля.
Группа Сингера выяснила, что последнее изменение магнитного поля Земли происходило нерегулярными рывками. Около 795 000 лет назад напряженность магнитного поля начала постепенно уменьшаться. Около 1000 лет спустя началась хаотическая фаза, когда поле несколько раз внезапно меняло направление при очень низкой напряженности. Лишь около 773 000 лет назад магнитное поле окончательно установилось в своем текущем направлении. Весь процесс занял не менее 22 000 лет, и это в несколько раз дольше, чем полагали ранее.
Опубликованные результаты исследований дают основу для моделирования тех процессов в ядре Земли, которые приводят к изменениям магнитного поля планеты, пишет FAZ.
До сих пор все еще в значительной степени неизвестно, почему поле так резко меняет свое направление и как именно это происходит.
Гонка за полюсом – Огонек № 6 (5551) от 18.02.2019
В Северном полушарии разворачивается научный детектив: от канадской Арктики к Сибири с невиданной скоростью движется Северный магнитный полюс. Почему так быстро? И в чем причины этого движения? Ученые высказывают версии.
Кирилл Журенков
Официальный информационный повод «пришел» в первых числах февраля: эксперты раньше срока обновили так называемую Мировую магнитную модель (WMM), описывающую основные параметры магнитного поля Земли. За сложной формулировкой — напряженная интрига: оказывается, это было сделано потому, что Северный магнитный полюс движется и за последнее время сильно ускорился! Например, прямо сейчас он близок к географическому Северному полюсу, а там уж и до Сибири рукой подать. Эффектные заголовки о том, что магнитный полюс «сбежал» от Канады к России, уже появились в ведущих мировых СМИ.
Однако геополитика тут ни при чем: ученые в поисках ответов пытаются заглянуть под поверхность Земли, где происходят загадочные процессы. Попробуем разобраться.
Сначала — о самом Северном магнитном полюсе. Это некая условная точка, на которую указывает стрелка любого компаса, а интрига в том, что он находится в постоянном движении.
Впервые необычный дрейф заметил еще английский математик Генри Геллибранд 400 лет назад.
— Это было большим монументальным открытием: полюс не статичен, он находится в динамике,— цитирует The New York Times геофизика из Швейцарской высшей технической школы Цюриха Эндрю Джексона. Впрочем, сейчас речь о другом. Как отмечает газета, полюс не просто движется — он движется так, что ученые не могут это предсказать. Занятный факт: за пару столетий магнитный север перебывал на многих островах арктического архипелага и, наконец, двинулся в сторону Сибири.
Чем нынешняя ситуация принципиально отличается от того, что было, скажем, полвека назад? Очень просто: скорость движения полюса резко возросла.
Судите сами: в течение XX века она составляла примерно 10 км в год, однако с 1980-х выросла до 55 км. А важно это потому, что магнитный полюс увязан с навигацией. «Огонек» обратился за разъяснениями в Институт физики Земли РАН.
— Для навигации необходимо знать значение «местного склонения» в каждой конкретной точке на Земле или над ней,— поясняют в институте.— Магнитное склонение — это угол между направлением на Северный географический полюс и направлением на Северный магнитный полюс (именно на него указывает магнитная стрелка компаса). Магнитное склонение, таким образом, используется как поправка к показаниям компаса. Если ее не учесть, то путешественник прибудет не туда, куда надо. Величина магнитного склонения варьируется тем больше, чем ближе мы находимся к магнитным полюсам Земли. Поскольку инструментально измерить магнитное склонение в каждой точке земной поверхности невозможно, то основные параметры магнитного поля Земли можно определить по заранее вычисленной модели магнитного поля, одной из которых и является модель WMM.
Вот факт: модель WMM сегодня используется во всех устройствах, оснащенных компасом (от GPS-навигаторов до смартфонов), то есть точные измерения важны, к примеру, для военных или гражданской авиации. Но сложность в том, что оба магнитных полюса, и Северный, и Южный, находятся в постоянном движении: соответственно в каждой точке меняется и магнитное склонение, а значит, и модель WMM надо постоянно обновлять. Обычно это делают раз в пять лет, но в этот раз, в связи с ускорением полюса, 2020 года не дождались.
Можно ли заметить сдвиг «невооруженным глазом»? Вопрос в том, где именно вы находитесь. Условно говоря, на Северном полюсе вы, использую «старую» модель, рискуете промахнуться с пунктом назначения, а в Москве разница заметна не будет. И все же она важна: как сообщалось, в некоторых аэропортах мира даже приходится «переименовывать» полосы, это сделали, например, в Фэрбенксе, на Аляске, еще в 2009-м (большие белые цифры на краю взлетно-посадочной полосы как раз указывают на магнитный курс полосы).
Эксперты, впрочем, отмечают: катастрофы нет, ведь саму модель вовремя обновили и теперь промахнуться никто не должен. А для россиян и вовсе предусмотрен бонус: мы станем чаще наблюдать северное сияние, ведь оно возникает в стратосфере как раз вблизи магнитного полюса.
Ученые, в свою очередь, озабочены другим: они пытаются понять, почему движение магнитного полюса вдруг ускорилось.
Ну, например, одна из версий, изложенная в авторитетном научном журнале Nature, гласит: столь быстрое движение полюса может быть связано с высокоскоростным потоком расплавленного железа — как раз под Канадой. По предположению ученых из Лидсского университета (Великобритания), этот поток, похоже, «размазывает» и ослабляет магнитное поле под Канадой, вот полюс и перетягивает к Сибири, где находится еще одна большая магнитная область. При этом большинство ученых сходятся в главном: подземная жизнь Земли (особенно в связке с магнитным полем планеты) для нас во многом еще загадка.
Однако, пожалуй, самое драматичное, что связано с этим дрейфом,— в другом.
Оказывается, движение магнитных полюсов может быть началом так называемой инверсии магнитного поля планеты, когда ее полюса просто поменяются местами.
Тут надо пояснить. Вообще-то смена полярности магнитного поля Земли — редкое явление. Она может не меняться, скажем, миллионы лет, но бывало и так, что этот срок значительно сокращался — до десятков тысяч. В среднем, как подсчитали ученые, за последнее время инверсии случались примерно каждые 200–250 тысяч лет. Но именно сейчас пауза затянулась: инверсии не было уже 780 тысяч лет… Не пора ли? Специалисты предупреждают: при инверсии уменьшается защита планеты от космической радиации, так что повод для беспокойства все-таки есть. Конечно, ничего апокалиптического случиться не должно, ведь предыдущие инверсии не убили живые организмы на Земле. Однако вопрос о том, как на нее может отреагировать, к примеру, наша техника, открыт и актуален.
Как актуален и другой вопрос: возможно, это никакая не инверсия, а всего лишь временные колебания? Впрочем, даже в этом вопросе единства у ученых пока что не наблюдается.
Экспертиза
Ждем и следим
Роман Веселовский, замдиректора Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, доктор геолого-минералогических наук
Причины движения Северного магнитного полюса кроются в механизме генерации магнитного поля нашей планеты, или геодинамо. Магнитное геодинамо «работает» во внешнем жидком ядре Земли на глубине от 2900 до 5150 км. Оно имеет сложный механизм, и мы вряд ли когда-то сможем познать его полностью. И все же кое-что нам известно: главными условиями возникновения магнитного поля Земли является ее быстрое вращение вокруг своей оси и источник тепла в ее ядре. Существуют разные математические и даже физические модели геодинамо, но они лишь позволяют имитировать основные особенности поведения геомагнитного поля. Предсказывать его мы, к сожалению, не умеем.
Впрочем, могу успокоить: если перемещение полюса вовремя обнаруживать и учитывать в моделях магнитного поля (WMM, IGRF), проблем быть не должно.
Что, собственно, и сделали в начале 2019-го: WMM была досрочно обновлена в той ее части, которая относится к приполярным областям (при смещении полюса именно там погрешность навигационных приборов будет максимальной). Дело, правда, не только в навигации. Магнитное поле защищает нас от космического излучения, и его ослабление на порядки может привести к воздействию повышенной радиации на биосферу Земли. А это уже серьезно.
Возможно ли, что нынешнее движение Северного магнитного полюса связано с будущей инверсией (когда Северный и Южный магнитные полюса Земли меняются местами.— «О»)? Да, это возможно. Но вероятность того, что инверсия будет и что ее не будет — одинакова. Как я уже говорил, предсказывать поведение геомагнитного поля мы не можем. Однако архео- и палеомагнитологи, то есть ученые, изучающие поведение и структуру магнитного поля Земли в прошлом, давно обнаружили: перед инверсией напряженность геомагнитного поля значительно уменьшается (поле практически «выключается»), а амплитуда и скорость перемещения магнитных полюсов возрастают. Так вот в последние десятилетия мы действительно наблюдаем эти «признаки инверсии».
Согласно современным представлениям, процесс инверсии магнитного поля Земли может длиться от 200 до 8000 лет.
Так что теперь нужно последить за происходящим еще полвека, а то и пару веков. И уж потом определить, будет она или нет. Словом, ждем и следим.
А заодно ведем изыскания в области геомагнетизма, сегодня они в первую очередь направлены на понимание механизма генерации магнитного поля Земли. Когда у нашей планеты возникло магнитное поле? Почему оно возникло? Каким оно было миллионы и миллиарды лет назад? Для этого ведутся активные палеомагнитные и археомагнитные исследования «ископаемого магнетизма» — изучение магнитных минералов, которые во время формирования породы «сохраняют» величину и направление магнитного поля Земли на тот момент времени. Полученные данные используются для совершенствования математических моделей магнитного геодинамо, а эти модели, в свою очередь, позволяют лучше и точнее изучить эволюцию магнитного поля Земли в прошлом. Возможно, когда-нибудь это позволит нам заглянуть и в его будущее.
Спецпроект «Огонька» о передовых достижениях физики
Читать далее
Что такое магнитное поле Земли
Магнитное поле Земли или геомагнитное поле — магнитное поле, генерируемое внутриземными источниками. Предмет изучения геомагнетизма. Появилось 4,2 млрд лет назад
Магнитное поле Земли похоже на магнитное поле гигантского постоянного магнита, наклоненного на угол в 11 градусов к оси ее вращения. Но здесь существует нюанс, суть которого заключается в том, что температура Кюри для железа составляет всего 770°C, тогда как температура железного ядра Земли значительно выше, и только на его поверхности составляет порядка 6000°C. При такой температуре наш магнит никак не сумел бы удержать свою намагниченность. Значит, поскольку ядро нашей планеты не магнитное, земной магнетизм имеет иную природу. Итак, откуда же берется магнитное поле Земли?
Как известно, магнитные поля окружают собой электрические токи, поэтому есть все основания предполагать, что циркулирующие в расплавленном металлическом ядре токи — это и есть источник земного магнитного поля. Форма магнитного поля Земли действительно подобна магнитному полю витка с током.
Величина измеренного на поверхности Земли магнитного поля — около половины Гаусса, при этом силовые линии как-бы выходят из планеты со стороны южного полюса и входят в ее северный полюс. При этом по всей поверхности планеты магнитная индукция изменяется от 0,3 до 0,6 Гаусс.
Практически наличие у Земли магнитного поля объясняется динамо-эффектом, возникающим от циркулирующего в ее ядре тока, но это магнитное поле не является всегда постоянным по направлению. Образцы скальных пород, взятые в одних и тех же местах, но имеющие различный возраст, отличаются направлением намагниченности. Геологи сообщают, что за последние 71 миллион лет магнитное поле Земли разворачивалось 171 раз!
Хотя детально динамо-эффект не изучен, вращение Земли определенно играет важную роль в генерации токов, которые, как предполагается, являются источником магнитного поля Земли.
Зонд «Mariner 2», исследовавший Венеру, обнаружил, что у Венеры такого магнитного поля нет, хотя в ее ядре, как и в ядре Земли, содержится достаточно железа.
Разгадка состоит в том, что период вращения Венеры вокруг своей оси равен 243 дням на Земле, то есть динамо-генератор Венеры вращается в 243 раза медленнее, а этого не достаточно чтобы произвести реальный динамо-эффект.
Взаимодействуя с частичками солнечного ветра, магнитное поле Земли порождает условия для возникновения вблизи полюсов так называемых полярных сияний.
Северная сторона стрелки компаса — это магнитный северный полюс, который всегда ориентируется по направлению к географическому северному полюсу, практически являющемуся магнитным южным полюсом. Ведь, как известно, противоположные магнитные полюса взаимно притягиваются.
Тем не менее, простой вопрос: «как Земля получает свое магнитное поле?» — до сих пор не имеет однозначного ответа. Понятно, что генерация магнитного поля связана с вращением планеты вокруг своей оси, ибо Венера с подобным составом ядра, но вращающимся в 243 раза медленнее, не имеет измеримого магнитного поля.
Кажется правдоподобным, что от вращения жидкости металлического ядра, составляющей основную долю этого ядра, возникает картина вращающегося проводника, создающего динамо-эффект и работающего подобно электрическому генератору.
Конвекция в жидкости наружной части ядра приводит к ее циркуляции по отношению к Земле. Это значит, что электропроводящий материал перемещается относительно магнитного поля. Если он оказывается заряжен благодаря трению между слоями в ядре, то вполне возможен эффект витка с током. Такой ток вполне в состоянии поддерживать магнитное поле Земли. Масштабные компьютерные модели подтверждают реальность данной теории.
В 50-е годы, в рамках стратегии «холодной войны», суда ВМС США буксировали чувствительные магнитометры по дну океана, в то время они искали способ обнаружения советских подводных лодок. В ходе наблюдений выяснилось, что магнитное поле Земли колеблется в пределах 10% по отношению к магнетизму непосредственно пород морского дна, имевших противоположное направление намагниченности. Получилась картина разворотов, происходивших до 4 миллионов лет назад, это было подсчитано калий-аргоновым археологическим методом.
Ранее ЭлектроВести писали, что страны мира в 2018 году исчерпали объем возобновляемых ресурсов, который планета может воспроизвести за год, уже к 1 августа — быстрее, чем когда-либо ранее, говорится в сообщении Всемирного фонда дикой природы (WWF).
По материалам: electrik.info.
Магнитное поле Юпитера оказалось в десять раз сильнее поля Земли
Автор фото, AFP
Подпись к фото,Американское космического агентства НАСА в четверг опубликовало первые подробные снимки полюсов Юпитера, сделанные космическим зондом Юнона.
Магнитное поле Юпитера оказалось приблизительно в десять раз более сильным, чем магнитное поле Земли, а на полюсах планеты находятся гигантские циклоны размером с Землю, свидетельствуют данные, полученные учеными с космического зонда «Юнона».
Американское космического агентство НАСА накануне опубликовало первые подробные снимки полюсов Юпитера, сделанные космическим зондом Юнона.
Снимки были сделаны еще в конце августа прошлого года, когда зонд приблизился на максимально близкое расстояние к Юпитеру. Однако фотографии ученые получили недавно.
Одной из главных таин Юпитера остаются гигантские циклоны и ураганы на полюсах планеты.
«Представьте множество ураганов, каждый из которых размером с Землю, и все они они находятся настолько близко, что задевают друг друга», — предложил представитель НАСА Майк Джанссен.
«Мы озадачены тем, как они могли сформироваться, насколько стабильна эта конфигурация и почему северный полюс Юпитера не похож на южный. Нас интересует, насколько динамична эта система, и наблюдаемы ли мы только какую-то одну стадию, а через год, мы увидем, что картина поменялась», — объяснил один из руководителей миссии «Юноны» Скотт Болтон из Юго-западного научно-исследовательского института США.
Еще одним неожиданным открытием для Болтона и его команды стала сила магнитного поля Юпитера.
Еще до полета «Юноны» было известно, что у Юпитера самое мощное магнитное поле среди всех планет Солнечной системы, а его магнитосфера — самая большая. Однако данные, переданные зондом, свидетельствуют, что магнитное поле Юпитера составляет 7,766 Гаусс, что в два раза мощнее, чем предполагали ученые, и приблизительно в десять раз сильнее, чем магнитное поле Земли.
Автор фото, NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS
Подпись к фото,Ранее инфракрасная камера зонда зафиксировала полярное сияние на Южном полюсе планеты, которое не в состоянии видеть земные телескопы
Также оказалось, что магнитное поле Юпитера еще более неравномерно, чем предполагали ученые: в некоторых местах оно сильнее, в некоторых — значительно слабее.
Зонд «Юнона» был запущен в августе 2011 года и стал вторым космическим аппаратом, вышедшим на орбиту Юпитера после «Галилео», находившегося на орбите планеты с 1995 по 2003 год. В начале июля прошлого года зонд приблизился на максимально близкое расстояние к гигантской планете и вышел на стабильную орбиту вокруг нее.
Аппаратура на борту «Юноны» специально создана для исследования атмосферы Юпитера, его химического состава, температуры, движения и других свойств. Ученые рассчитывают получить, наконец, ответ на вопрос, имеет ли эта планета твердое ядро или же всё более плотная атмосфера простирается на всю глубину.
Стоимость программы оценивается в 1,1 млрд долларов.
Автор фото, NASA/SWRI/MSSS/Gerald Eichstädt/Seán Doran
Что мы знаем о Юпитере:
- Юпитер в 11 раз превышает по диаметру Землю, а его масса равна 300 земным
- Он обращается вокруг Солнца за 12 земных лет; его сутки длятся 10 часов
- По химическому составу Юпитер напоминает звезду — он состоит в основном из водорода и гелия
- Под высоким давлением водород приобретает свойства металла, в том числе электропроводность
- Металлизированный водород, вероятно, является источником сильного магнитного поля планеты
- Верхние слои облачного покрова планеты содержат аммиак и сероводород
- Видимые полосы в атмосфере планеты создаются ветрами, дующими с востока на запад
- Большое Красное Пятно — гигантская буря, видимые размеры которой вдвое превышают диаметр ЗемлиМагнитное поле Юпитера оказалось приблизительно в 10 раз более сильным, чем магнитное поле Земли, а на полюсах планеты находятся гигантские циклоны, размером с Землю, об этом свидетельствуют данные, полученные учеными с космического зонда «Юнона».
Когда север движется на юг: меняется ли магнитное поле Земли?
Что-то странное происходит с магнитным полем Земли. За последние 200 лет он медленно ослабевает и смещает свой северный магнитный полюс (куда указывает компас, не путать с географическим северным полюсом) из канадской Арктики в сторону Сибири. Однако в последние десятилетия этот медленный сдвиг на юг ускорился, достигнув скорости более 30 миль в год. Можем ли мы оказаться на грани геомагнитного разворота, когда северный и южный магнитные полюса поменяются местами?
Магнитное поле Земли создается конвекцией расплавленного железа в ядре планеты на глубине около 1800 миль под нашими ногами.Эта перегретая жидкость генерирует электрические токи, которые, в свою очередь, создают электромагнитные поля. Хотя процессы, которые приводят к смене полюсов, сравнительно менее изучены, компьютерное моделирование планетарной динамики показывает, что перевороты возникают спонтанно. Это подтверждается наблюдениями за магнитным полем Солнца, которое меняется примерно каждые 11 лет.
Наше собственное магнитное поле возникло по крайней мере 4 миллиарда лет назад, и с тех пор магнитные полюса Земли много раз менялись местами.Только за последние 2,6 миллиона лет магнитное поле переключалось десять раз, и, поскольку последнее произошло 780 000 лет назад, некоторые ученые считают, что нам уже пора сделать еще один. Но развороты непредсказуемы и уж точно не периодичны.
Нанесение на карту магнитных полей
Исследователи составляют карту древней истории магнитного поля Земли, используя вулканические породы. Когда лава охлаждается, содержащееся в ней железо намагничивается в направлении магнитного поля.Изучая эти породы и используя методы радиометрического датирования, можно реконструировать прошлое поведение магнетизма планеты, когда оно усиливало, ослабляло или изменяло полярность.
Чтобы отслеживать недавние магнитные изменения, ученые обращаются к магнитным свойствам археологических артефактов. Когда наши предки нагревали древний очаг или печь, содержащую железо, до достаточно высоких температур, он перестраивал свой магнетизм в соответствии с магнитным полем Земли при охлаждении. Точка, в которой это происходит, называется точкой Кюри.Исследования даже включали некоторые сегменты этажа здания железного века в Иерусалиме, которое вавилонская армия сожгла в 586 году до нашей эры.
Но проводить измерения на этих археологических артефактах сложно. Во-первых, магнетизм древних предметов очень слаб — его недостаточно, чтобы сдвинуть стрелку компаса. А если какие-либо предметы нагревали и охлаждали несколько раз, несколько магнитных узоров будут наложены друг на друга. Наконец, их надежность зависит от объектов, оставшихся в том же месте, где происходил обогрев.
Несмотря на эти трудности, исследователи в основном нанесли на карту современные изменения магнитного поля под Западной Европой и Ближним Востоком.
Черепахи, лосось и киты, о боже!
Ученые не могут быть уверены в точных последствиях, которые будет иметь разворот — свидетельства предыдущих обращений остаются неясными — но они могут быть серьезными. Например, многие животные используют магнитное поле Земли для навигации во время миграции.
Молодые черепахи-логгерхеды выкапывают себе путь из подземных гнезд на пляжах Флориды, заходят в море и уходят далеко в Атлантический океан (иногда полностью пересекая его).Затем, спустя много лет, они возвращаются на те же пляжи Флориды, на которых родились. Они преодолевают это безликое, 9000-мильное путешествие, определяя силу и направление магнитного поля. Что касается лосося, китов, птиц и других существ, которые также используют земной магнетизм для навигации, их жизнь будет серьезно нарушена из-за переворота магнитного поля.
Кроме того, Землю постоянно бомбардируют потоком заряженных частиц, приходящих от Солнца, и космическими лучами, в основном протонами и атомными ядрами, из глубокого космоса.В период, предшествующий инверсии, магнитное поле становится слабее и значительно менее эффективно защищает нас от этих частиц. Хотя некоторые геологи отмечают, что массовые вымирания, похоже, коррелируют с этими периодами времени, люди или наши предки были на Земле в течение нескольких миллионов лет. За это время произошло много обратных событий, и нет очевидной корреляции с человеческим развитием.
Бурное время для технологий
Прямое воздействие на человечество могло быть лишь незначительным, но не на технологии.Мы используем искусственные спутники для навигации, телевещания, прогнозирования погоды, мониторинга окружающей среды и связи всех видов. Без защиты магнитного поля эти спутники могут быть серьезно повреждены солнечным ветром или космическими лучами, сталкивающимися с электронными цепями. Слабое магнитное поле в южной части Атлантического океана, известное как «Южноатлантическая аномалия», уже оказывает неблагоприятное воздействие на спутники и может указывать на то, что должно произойти.
Недавние геологические исследования предложили возможную причину аномалии.Широко распространено мнение, что наша Луна образовалась, когда на Землю обрушилась планета Тейя 4,5 миллиарда лет назад, но останки Тейи так и не были найдены. Теперь выясняется, что останки Тейи могут лежать у нас под ногами.
Глубоко под землей погребены два огромных объема горных пород, каждый в миллионы раз больше, чем Эверест (и расширяющийся), а также более плотный и горячий, чем остальная часть мантии Земли. Ученые предполагают, что эти горные массивы являются недостающими останками Тейи и что они мешают конвекции расплавленного железа, вызывая слабое магнитное поле в Южной Атлантике.
В любом случае серьезность разворота магнитного поля будет зависеть от того, сколько времени потребуется для его завершения. Если он будет медленно сдвигаться в течение многих тысяч лет, возможно, мигрирующие существа, а также человечество, смогут адаптироваться. А пока нам предстоит многое узнать о том, что происходит в глубине нашей планеты.
Swarm зонды ослабления магнитного поля Земли
Приложения20.05.2020 172121 Просмотры 572 классов
На территории от Африки до Южной Америки магнитное поле Земли постепенно ослабевает.Это странное поведение озадачило геофизиков и вызывает технические нарушения на спутниках, вращающихся вокруг Земли. Ученые используют данные созвездия Роя ЕКА, чтобы лучше понять эту область, известную как «Южно-Атлантическая аномалия».
Магнитное поле Земли жизненно важно для жизни на нашей планете. Это сложная и динамическая сила, которая защищает нас от космического излучения и заряженных частиц Солнца. Магнитное поле в значительной степени создается океаном перегретого закрученного жидкого железа, который составляет внешнее ядро примерно в 3000 км под нашими ногами.Действуя как вращающийся проводник в динамо-машине велосипеда, он создает электрические токи, которые, в свою очередь, создают наше непрерывно изменяющееся электромагнитное поле.
Это поле далеко не статичное и различается как по силе, так и по направлению. Например, недавние исследования показали, что положение северного магнитного полюса быстро меняется.
За последние 200 лет магнитное поле потеряло около 9% своей силы в среднем по миру. Между Африкой и Южной Америкой образовалась обширная область пониженной магнитной напряженности, известная как Южно-Атлантическая аномалия.
Воздействие радиации на Южноатлантическую аномалиюС 1970 по 2020 год минимальная напряженность поля в этой области снизилась с 24 000 нанотесла до 22 000, в то же время площадь аномалии увеличивалась и перемещалась на запад со скоростью около 20 км в год. За последние пять лет к юго-западу от Африки появился второй центр минимальной интенсивности, что указывает на то, что Южно-Атлантическая аномалия может разделиться на две отдельные ячейки.
Магнитное поле Земли часто визуализируется как мощный диполярный стержневой магнит в центре планеты, наклоненный примерно на 11 ° к оси вращения. Однако рост Южно-Атлантической аномалии указывает на то, что процессы, связанные с генерацией месторождения, намного сложнее. Простые дипольные модели не могут объяснить недавнее развитие второго минимума.
Ученые из Кластера данных, инноваций и науки (DISC) используют данные спутниковой группировки ЕКА, чтобы лучше понять эту аномалию.Спутники Swarm предназначены для идентификации и точного измерения различных магнитных сигналов, составляющих магнитное поле Земли.
Созвездие рояЮрген Мацка из Немецкого исследовательского центра наук о Земле говорит: «Новый восточный минимум Южно-Атлантической аномалии появился за последнее десятилетие и в последние годы активно развивается. Нам очень повезло иметь на орбите спутники Swarm для исследования развития Южно-Атлантической аномалии.Теперь задача состоит в том, чтобы понять процессы в ядре Земли, вызывающие эти изменения ».
Было высказано предположение, является ли текущее ослабление поля признаком того, что Земля движется к значительному изменению полярности полюса, при котором северный и южный магнитные полюса меняются местами. Такие события происходили много раз на протяжении всей истории планеты, и хотя нам уже давно пора узнать о средней скорости, с которой происходят эти инверсии (примерно каждые 250 000 лет), падение интенсивности в Южной Атлантике, происходящее сейчас, находится в пределах того, что считается нормальные уровни колебаний.
На уровне поверхности Южно-Атлантическая аномалия не вызывает тревог. Однако спутники и другие космические аппараты, пролетающие через этот район, с большей вероятностью будут иметь технические неисправности, поскольку магнитное поле в этом регионе слабее, поэтому заряженные частицы могут проникать на высоты спутников на низкой околоземной орбите.
Тайна происхождения Южно-Атлантической аномалии еще не решена. Однако одно можно сказать наверняка: наблюдения магнитного поля с помощью Swarm дают новое захватывающее представление о малоизученных процессах, происходящих внутри Земли.
НравитьсяСпасибо за лайк
Вам уже понравилась эта страница, вам может понравиться только один раз!
Магнитосфера Земли | NOAA / NWS Центр прогнозирования космической погоды
Магнитосфера — это область космоса, окружающая Землю, где преобладающим магнитным полем является магнитное поле Земли, а не магнитное поле межпланетного пространства. Магнитосфера образуется в результате взаимодействия солнечного ветра с магнитным полем Земли.Этот рисунок иллюстрирует форму и размер магнитного поля Земли, которое постоянно меняется под действием солнечного ветра.
Прошло несколько тысяч лет с тех пор, как китайцы обнаружили, что некоторые магнитные минералы, называемые магнитными камнями, выстраиваются примерно в направлении север-юг. Причина этого эффекта не была понятна до 1600 года, когда Уильям Гилберт опубликовал книгу «Де Магнет» и продемонстрировал, что наша Земля ведет себя как гигантский магнит, а грузовые камни выравниваются с магнитным полем Земли.
После нескольких столетий исследований теперь известно, что магнитное поле Земли довольно сложное, но все же в значительной степени его можно рассматривать как диполь с северным и южным полюсами, как у простого стержневого магнита. Магнитная ось Земли, диполь, наклонена примерно на 11 градусов к оси вращения Земли. Если бы космос был вакуумом, магнитное поле Земли простиралось бы до бесконечности, становясь слабее с расстоянием, но в 1951 году, изучая, почему хвосты комет всегда направлены от Солнца, Людвиг Бирманн обнаружил, что Солнце излучает то, что мы теперь называем солнечным ветром.Этот непрерывный поток плазмы, состоящей в основном из электронов и протонов, со встроенным магнитным полем, взаимодействует с Землей и другими объектами Солнечной системы.
Давление солнечного ветра на магнитное поле Земли сжимает поле на дневной стороне Земли и вытягивает поле в длинный хвост на ночной стороне. Форму образовавшегося искаженного поля сравнивали с появлением воды, текущей ручьем вокруг камня. На дневной стороне Земли, вместо того, чтобы простираться до бесконечности, магнитное поле ограничено в пределах примерно 10 земных радиусов от центра Земли, а на ночной стороне поле простирается до сотен земных радиусов, далеко за пределами орбиты Земли. Луна в 60 радиусов Земли.
Граница между солнечным ветром и магнитным полем Земли называется магнитопаузой. Граница постоянно движется, так как Землю ударяет постоянно меняющийся солнечный ветер. Хотя магнитопауза в некоторой степени защищает нас от солнечного ветра, она далеко не непроницаема, и энергия, масса и импульс передаются от солнечного ветра в регионы внутри магнитосферы Земли. Взаимодействие между солнечным ветром и магнитным полем Земли, а также влияние нижележащей атмосферы и ионосферы создают различные области полей, плазмы и токов внутри магнитосферы, такие как плазмосфера, кольцевой ток и радиационные пояса.Следствием этого является то, что условия внутри магнитосферы очень динамичны и создают то, что мы называем «космической погодой», которая может влиять на технологические системы и деятельность человека. Например, радиационные пояса могут влиять на работу спутников, а частицы и токи из магнитосферы могут нагревать верхние слои атмосферы и вызывать сопротивление спутника, которое может влиять на орбиты спутников, находящихся на низкой высоте над Землей. Влияние магнитосферы на ионосферу также может влиять на системы связи и навигации.Все эти эффекты более подробно обсуждаются в другом месте.
Есть ли у других планет магнитные поля, как у нашей Земли? | Ребята из науки
Есть ли у других планет магнитные поля, как у нашей Земли?
Сентябрь 2004 г.
Замечательно, что наша Земля обладает магнитным полем, потому что оно защищает нас от вредных частиц солнечного ветра. Магнитное поле Земли изгибается наружу около Южного полюса, поворачивается вверх и снова входит в Землю около Северного полюса. Магнитное поле не совсем совпадает с географическими полюсами.Разница в этих двух положениях называется магнитным склонением.
Поскольку движущиеся электрические заряды создают магнитные поля, ученые считают, что движение расплавленного материала во внешнем ядре нашей Земли отвечает за магнитное поле. Расплавленный материал обладает электрическими зарядами, и считается, что их движение создает наше магнитное поле.
Космические лучи высокой энергии (в основном протоны) постоянно устремляются к нашей Земле от Солнца. Этот «солнечный ветер» исходит от Солнца со скоростью около 400 км / с (895000 миль в час.). Магнитное поле Земли заставляет эти заряженные частицы отклоняться от Земли, однако некоторые из них собираются на наших полюсах, где они воздействуют на верхние слои атмосферы, рассеивают свою энергию, создавая прекрасные полярные сияния — «северное сияние» (или северное сияние) и «северное сияние». Южное сияние »(aurora australis.)
Космические зонды, такие как зонды «Вояджер», измеряли магнитные поля планет, и даже полярные сияния были сфотографированы на других планетах. Космический корабль Mariner 10 пролетел над Меркурием в 1974 году и удивил научное сообщество.Считалось, что Меркурий внутри был холодным и мертвым, поэтому у него не было магнитного поля. Однако Маринер измерил слабое магнитное поле, а это значит, что Меркурий должен иметь некоторую внутреннюю активность. Зонды обнаружили, что Марс и Венера не обладают значительным магнитным полем.
Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун имеют магнитные поля намного сильнее, чем у Земли. Юпитер — чемпион с самым большим магнитным полем. Механизм, вызывающий их магнитные поля, до конца не изучен.Считается, что в случае Сатурна и Юпитера их магнитные поля могут быть вызваны водородом, проводящим электричество глубоко внутри планеты. Водород вблизи ядра планеты может быть сжат всеми планетными слоями так плотно, что он станет проводником электричества.
Планета Уран обладает интересным магнитным полем. Полюса Урана лежат почти в плоскости его орбиты вокруг Солнца. Магнитные полюса полностью удалены от географических полюсов на 60 градусов, что приводит к резкому вращению магнитного поля Урана при вращении планеты.С другой стороны, магнитное поле и оси вращения Сатурна кажутся почти одинаковыми, что делает Сатурн в некоторой степени уникальным в магнитном отношении.
У нашей Луны отсутствует магнитное поле, что означает, что ее внутренняя часть холодная и неактивная. Однако камни с Луны демонстрируют постоянный магнетизм, что позволяет предположить, что когда-то у Луны было магнитное поле. Физика планетных магнитных полей до сих пор таит для ученых много загадок.
Прекрасное изложение этих фактов можно найти в Адлерпланетарии.org
Кризисстал последним, когда магнитные полюса Земли перевернулись, говорят исследователи: NPR
Гигантское дерево каури растет в лесу Вайпуа в Нортленде, Новая Зеландия. Такие деревья, как это, которые давно упали и хранились тысячи лет, помогают исследователям различать колебания магнитных полюсов Земли. Ким Вестерсков / Getty Images скрыть подпись
переключить подпись Ким Вестерсков / Getty ImagesГигантское дерево каури растет в лесу Вайпуа в Нортленде, Новая Зеландия.Такие деревья, как это, которые давно упали и хранились тысячи лет, помогают исследователям различать колебания магнитных полюсов Земли.
Ким Вестерсков / Getty ImagesДревнее, хорошо сохранившееся дерево, которое было живым во время последнего переворота магнитных полюсов Земли, помогло ученым более точно определить время этого события, которое произошло около 42000 лет назад.
Эта новая информация побудила их связать перевороты полюсов с ключевыми моментами в доисторической летописи, такими как внезапное появление наскального искусства и загадочное исчезновение крупных млекопитающих и неандертальцев.Они утверждают, что ослабление магнитного поля Земли на короткое время изменило бы мир, изменив его климат и позволив проникнуть гораздо большему количеству ультрафиолетового света.
Их провокационный анализ, опубликованный в журнале Science , несомненно, заставит исследователей заговорить. До сих пор ученые в основном предполагали, что инверсия магнитного поля не имеет большого значения для жизни на Земле — хотя некоторые геологи отмечали, что вымирание крупных млекопитающих, по-видимому, происходило в периоды, когда магнитное поле Земли было слабым.
Земля представляет собой гигантский магнит, потому что ее ядро - твердое железо, а вокруг него кружится океан расплавленного металла. Это перемешивание создает огромное магнитное поле, которое охватывает планету и защищает ее от заряженных космических лучей, приходящих из космоса.
Иногда по причинам, до конца не понятным ученым, магнитное поле становится нестабильным, и его северный и южный полюса могут меняться. Последний крупный поворот, хотя и был недолгим, произошел около 42000 лет назад.
Этот разворот называется экскурсией Лашана в честь потоков лавы во Франции, которые содержат куски железа, которые в основном направлены в неправильную сторону. Вулканическая активность тогда, во время переворота, создала эту отличительную черту железа, когда расплавленная лава остыла и зафиксировала железо на месте. Молекулы железа, внедренные в отложения по всему миру, также зафиксировали запись этого магнитного колебания, которое длилось около тысячи лет.
«Несмотря на то, что он был коротким, Северный полюс все же блуждал по Северной Америке, прямо в сторону Нью-Йорка, а затем обратно в Орегон», — говорит Алан Купер, биолог-эволюционист из Blue Sky Genetics и южно-австралийского Музей. Он объясняет, что «затем он очень быстро пролетел вниз через Тихий океан к Антарктиде и продержался там около 400 лет, а затем снова устремился вверх через Индийский океан к Северному полюсу».
Эти изменения сопровождались ослаблением магнитного поля, по его словам, примерно до 6% от его нынешней силы.
Он и его коллега Крис Терни, ученый-геолог из Университета Нового Южного Уэльса, нашли новый способ изучить точное время всего этого, используя необычные деревья в Новой Зеландии.
Гигантские деревья каури могут жить тысячи лет и могут хорошо сохраняться в болотах. «Сами деревья уникальны, — говорит Купер. «Они представляют собой капсулу времени, которую невозможно найти больше нигде в мире».
Внутри деревьев, которые жили во время последнего магнитного переворота, исследователи и их коллеги искали форму углерода, образовавшуюся при попадании космических лучей в верхние слои атмосферы.Когда магнитное поле слабое, больше этих лучей попадает, поэтому уровень этого углерода повышается.
Деревья с их набором колец, подобным календарю, впитали этот углерод и сложили его как дерево. Это позволило исследователям точно увидеть, когда уровни поднимались и достигли пика, а затем снова упали. В частности, одно дерево имело 1700-летний рекорд, охватывающий период величайших изменений.
Создав точную временную шкалу, исследовательская группа смогла сравнить ослабление магнитного поля с другими хорошо установленными временными шкалами в археологических и климатических записях.
«Мы действительно думаем, что здесь происходят довольно значительные удары», — говорит Купер.
Они также обратились к передовому моделированию климата, чтобы попытаться понять, как магнитные изменения повлияли бы на условия на планете. В частности, пострадал бы озоновый слой.
«Если вы повредите озоновый слой, как мы выяснили, вы измените способ воздействия солнечного тепла на Землю», — говорит Купер.«И как только вы начинаете это делать, вы меняете погодные условия, потому что направление ветра и нагрев уходит в самоволку, повсюду».
Если бы Солнце пережило одно из своих периодических столкновений, когда сила магнитного поля Земли уменьшилась, по его словам, солнечная вспышка или шторм послали бы всплеск радиации, который мог иметь огромные последствия для людей, живущих в прошлом. тогда.
«Мы думаем, что именно это привело их в пещеры», — говорит Купер.«Вы бы не хотели выходить на улицу в светлое время суток».
Он признает, что трудно провести четкую связь между всеми этими различными событиями «на данном этапе. Но я думаю, что это всегда верно, когда вы выдвигаете такую радикально новую теорию». Он отмечает, что когда-то идея астероида, убивающего динозавров, тоже казалась надуманной.
Другие исследователи говорят, что их действительно поразил тот факт, что ученые смогли построить такие подробные записи времени магнитных изменений, глядя на эти деревья.
«Я думаю, что эта временная запись с высоким разрешением весьма впечатляет», — говорит Брэд Сингер, геолог из Университета Висконсин-Мэдисон, который изучает историю магнитного поля Земли, но не входит в состав исследовательской группы. «Это лишь небольшое количество образцов, которые они измерили, но результаты выглядят достаточно воспроизводимыми на разных деревьях, и я думаю, что это довольно впечатляющий набор данных».
Он думает, что этот отчет привлечет внимание людей к работе, которая могла бы проверить это предположение о том, что инверсия магнитного поля Земли может нарушить ее жизнь.
Джеймс Ченнелл, геолог из Университета Флориды, задался вопросом, поддерживают ли другие виды исторических данных, такие как ледяные керны, идею глобального климатического кризиса около 42000 лет назад. По его словам, он работает в основном в Северной Атлантике и не знает, что в то время там происходит что-то очень драматичное.
Тем не менее, он ранее писал о возможности того, что ослабление магнитного поля было связано с вымиранием крупных млекопитающих, поэтому он был «взволнован», увидев, что кто-то еще связывает эти две вещи.Он отмечает, что крупные млекопитающие долгожители и восприимчивы к повреждениям от длительного воздействия ультрафиолетового излучения, которое усиливалось в периоды, когда магнитное поле было слабым.
«Судя по тому, что мы знаем о напряженности поля во времени, за последние сто тысяч лет, — говорит Ченнелл, — действительно существует связь между вымираниями и низкой напряженностью геомагнитного поля».
Магнитное поле Земли / Земля и морские науки о Земле / Наша наука / На главную
Самоподдерживающееся магнитное поле Земли вызывается движением жидкого ядра Земли.Это магнитное поле простирается на несколько десятков тысяч километров в космос и защищает нас от воздействия солнечного ветра.
Медленные изменения магнитного поля Земли вызваны изменениями в ядре, которые мы пока не можем предсказать, поэтому можем только отслеживать. В течение длительного периода средние положения магнитных полюсов совпадают с географическими полюсами, но они значительно отклоняются, и два магнитных полюса не находятся в прямо противоположных положениях на земном шаре. С интервалами, которые обычно составляют от сотен тысяч до миллионов лет, северный и южный магнитные полюса меняются местами.
Быстрые колебания измеряемого поля вызваны частицами и электромагнитными волнами от солнца, а большие солнечные возмущения могут повредить электронные и электрические системы и особенно опасны для спутников и космических путешественников.
Описание магнитного поля требует проведения измерений по всему миру.Все чаще долгосрочные вариации изучаются с помощью спутниковых наблюдений, но стационарные обсерватории необходимы для изучения быстрых изменений.
Команда геомагнетиков GNS Science измеряет и контролирует магнитное поле, прежде всего в качестве вклада в международную науку, включая предупреждения о солнечных возмущениях «космической погоды», но обсерватория также предоставляет справочную информацию для различных видов магнитных съемок.
Обсерватории в Новой Зеландии и Самоа предоставляют единственные непрерывные данные по дуге 90 ° южного полушария, одной восьмой части земного шара.Их продолжающаяся работа — это, по сути, вклад в мировое научное сообщество.
Подробнее:
«Вмятина» в магнитном поле Земли озадачивает ученых
Ученые пристально следят за растущей «вмятиной» в магнитном поле Земли над полосой Атлантического океана, которая простирается от Южной Африки на запад до Бразилии.
В этой зоне, известной как Южно-Атлантическая аномалия, магнитное поле — невидимый щит, защищающий планету от излучения и заряженных частиц Солнца — слабее обычного.Хотя считается, что это не опасно для людей, эксперты говорят, что это слабое место может вызвать сбои или необратимое повреждение вращающихся вокруг Земли спутников, которые подвергаются воздействию энергичных частиц во время полета через регион.
«Эти частицы могут нанести ущерб спутниковой аппаратуре, поэтому хорошо отслеживать Южно-Атлантическую аномалию и особенно ее изменяющуюся форму, чтобы мы могли принять превентивные меры», — говорит Теренс Сабака, геофизик из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте. , Мэриленд, сказал.
Ученым известно о слабом месте в магнитном поле Земли в течение нескольких десятилетий, но новые исследования показывают, что Южно-Атлантическая аномалия растет, распространяется дальше на запад в сторону Тихого океана и все больше ослабевает.
«Спутниковые измерения, а также теоретическое моделирование предсказывают, что эта область будет больше в следующие пять лет или дольше, а сила магнитного поля в этой области будет еще ниже», — Вейджиа Куанг, геофизик и математик. в Лаборатории геодезии и геофизики НАСА Годдарда.
Куанг добавил, что слабое место также, похоже, разделяется на две части, хотя еще не известно, что конкретно движет этим процессом.
Магнитное поле Земли создается за счет постоянного движения жидкого металла во внешнем ядре планеты, богатом железом, примерно в 1800 милях от поверхности. Когда эти расплавленные отложения распространяются вокруг, они производят электрические токи, которые приводят в действие магнитное поле Земли и эффективно превращают планету в гигантский стержневой магнит.
Но постоянное перемешивание во внешнем ядре означает, что магнитное поле наклонено, поэтому магнитные полюса не идеально выровнены с географическими северным и южным полюсами Земли.Эта динамика глубоко внутри планеты также создает колебания и нестабильность магнитного поля.
В целом магнитное поле сильнее всего на полюсах и слабее на экваторе, но необходимы дополнительные исследования, чтобы понять точную причину Южно-Атлантической аномалии.
«Это как слабость поверх слабости», — сказал Сабака, добавив, что, хотя существуют и другие точки, где магнитное поле менее интенсивно, точка над Атлантикой, безусловно, является самой большой и значительной.
Сабака и Куанг составили карту Южно-Атлантической аномалии, но дополнительные данные помогут им уточнить свои модели и построить более точные прогнозы того, как слабое место может измениться с течением времени.
Куанг сказал, что эти открытия не только помогут защитить спутники и другие космические корабли на орбите вокруг Земли, но также помогут ученым лучше понять процессы, которые происходили глубоко внутри планеты за сотни тысяч или миллионы лет.