Это в далёком прошлом люди считали, что существует лишь то, что можно увидеть, услышать, осязать и потрогать. В наше время приходиться мириться с тем, что наука открыла много чего такого, что не видно и не слышно, но, тем не менее, существует. Например, магнитное поле Земли – вполне физическое явление, которое оказывает воздействие на всё живущее на планете, в том числе и на нас. Исследование магнитного поля Земли ведётся на протяжении вот уже более 400 лет, однако лишь недавно наука достигла такого уровня, который позволяет понимать основные механизмы данного явления. Впрочем, природа магнитного поля Земли по-прежнему скрывает много загадок и секретов.
Источник магнитного поля Земли под нашими ногами
Как известно, магнитным полем называется особый вид силового поля, оказывающего воздействие на тела, обладающие магнитными свойствами, а также на движущиеся электрические заряды. В определённой степени магнитное поле можно считать особой разновидностью материи, которая передаёт информацию между электрическими зарядами и телами с магнитным моментом. Соответственно, магнитное поле Земли это такое магнитное поле, которое создаётся за счёт факторов, связанных с функциональными особенностями нашей планеты. То есть геомагнитное поле создаётся самой Землёй, а не внешними источниками, хотя последние оказывают на магнитное поле планеты определённое воздействие.
Таким образом, свойства магнитного поля Земли неизбежно зависят от особенностей его происхождения. Основной теорией, объясняющей возникновения этого силового поля, связано с течением токов в жидком металлическом ядре планеты (температура у ядра настолько высока, что металлы пребывают в жидком состоянии). Энергия магнитного поля Земли порождается так называемым механизмом гидромагнитного динамо, который обусловлен разнонаправленностью и асимметрией электрических токов. Они порождают усиление электрических разрядов, что ведёт к выделению тепловой энергии и возникновению новых магнитных полей. Любопытно, что механизм гидромагнитного динамо обладает способностью к «самовозбуждению», то есть активная электрическая деятельность внутри земного ядра постоянно генерирует геомагнитное поле без внешнего воздействия.
Значение магнитного поля Земли – важнейший показатель
Структура магнитного поля Земли является довольно сложной и делится на несколько частей. Во-первых, это основное геомагнитное поле, подвержено достаточно медленным изменениям, которые могут наблюдаться в различных интервалах в промежутке от 10 до 10 тысяч лет. Во-вторых, это переменное магнитное поле Земли, которое в значительной степени формируется за счёт внешних космических сил. Переменное, или внешнее, геомагнитное поле формируется на высоте около 100 километров над поверхностью планеты, в ионосфере. Эта верхняя часть атмосферы насыщена ионами, электрическими заряженными частицами, на которые влияет не только магнитное поле Земли, но и солнечный ветер, поток заряженных частиц, возникших в результате корональных выбросов массы на Солнце. Именно здесь и бушуют знаменитые «магнитные бури».
Кроме того, геомагнитное поле обладает множеством важных характеристик, которые необходимо учитывать, проводя мониторинг магнитного поля Земли. Например, силовые линии магнитного поля Земли, которые имеют проекции на поверхность планеты в виде магнитных меридианов. Этот показатель необходимо учитывать во многих сферах жизнедеятельности, включая авиацию, современное мореходство, использование спутниковых технологий, медицину и так далее.
Использование магнитного поля Земли без учёта его особенностей и в свете активного внедрения не просто электрических, а электронных технологий, чревато большими сложностями, убытками и даже жертвами.
Большое значение имеет напряжённость магнитного поля Земли, так как она напрямую действует и на электрические приборы, и на самочувствие живых организмов. Тем более, что этот показатель очень серьёзно зависит от географического положения, равно как и величина магнитного поля Земли. Есть средний показатель напряжённости геомагнитного поля у поверхности земли, он составляет примерно 0,5 эрстеда (Э). При этом на магнитном экваторе (магнитный экватор – окружность, перпендикулярная магнитной оси, проходящей через магнитные полюса Земли) он равен 0,34 эрстеда, у магнитных полюсов планеты он почти вдвое больше, 0,66 эрстеда. Поэтому измерение магнитного поля Земли в каждой конкретной географической точке имеет столь существенное значение
Изменение магнитного поля Земли: сюрприз, к которому нужно подготовиться
Учитывая происхождение геомагнитного поля, нет ничего удивительного в том, что учёные обнаружили свидетельства его непрекращающихся трансформаций. Причём карта магнитного поля Земли претерпевает изменения по самым различным показателям. Прежде всего, меняют своё географическое расположение относительно поверхности магнитные полюса Земли. Установлено, что за последние сто лет магнитный полюс Южного полушария «прошагал» более 800 километров и сейчас находится в Индийском океане. Магнитный полюс Северного полушария ещё более активен: средняя скорость его перемещения за последние 40 лет возросла с 10 километров в год до 60 километров ежегодно.
Сила магнитного поля Земли непостоянна и в отношении его напряжённости: напряжённость силового поля планеты в целом уменьшается, хотя этот процесс неоднороден и неоднозначен. Разница в темпах падения напряжённости поля достигает нескольких раз, в каких-то районах напряжённость остаётся стабильной, а в некоторых и вовсе отмечает его увеличение. Особое внимание учёных привлекает инверсия магнитного поля Земли – явление изменения направления геомагнитного поля, что проявляется в смене расположения северного и южного магнитного полюсов. Наглядно это можно увидеть, если синяя стрелка компаса будет указывать на юг, а красная на север, то есть в противоположном направлении. Инверсия магнитного поля неоднократно происходила в истории Земли. Однако установить закономерность этого процесса сложно – в какие-то периоды это занимало десятки тысяч лет, а иногда – десятки миллионов лет. Состояние магнитного поля Земли сегодня в целом остаётся таким, каким оно установилось около 700 тысяч лет назад, когда магнитные полюса поменялись местами в последний раз.
Александр Бабицкий
