Что происходит с магнитными полюсами Земли?
Будучи частью Солнечной системы, наша планета подвержена влиянию космической погоды – совокупности явлений, происходящих в результате солнечной активности в верхних слоях земной атмосферы, в ионосфере и околоземном космическом пространстве. Так, генерируемая мощными динамическими силами магнитосфера – огромное магнитное поле – защищает планету от эрозии атмосферы солнечным ветром, излучения частиц от коронарных выбросов и от космических лучей из дальнего космоса. По сути, земная магнитосфера играет огромную роль в существовании и поддержании жизни на нашей планете, отталкивая опасные формы энергии и удерживая большую ее часть вдали от поверхности. Но что может произойти на Земле если магнитные поля истончатся, поменяются местами или вовсе исчезнут? И что происходит с магнитосферой прямо сейчас?
Магнитное поле Земли играет большую роль в защите людей от опасного излучения и геомагнитной активности, которые могут повлиять на спутниковую связь и работу электросетей. А еще оно движется
Магнитное поле Земли
Изучение магнитного поля началось в 1830-х годах, когда немецкий математик и астроном Карл Фридрих Гаусс пришел к выводу, что его основная составляющая берет начало внутри Земли, а не снаружи. И хотя самоподдерживающееся магнитное поле создается многими источниками (как над, так и под поверхностью планеты), каждый из них со временем претерпевает изменения, которые приводят к временным вариациям, или возмущениям. Но что вообще представляет собой это поле?
Ответ на этот вопрос не так уж и прост, так как электрические и магнитные поля создаются фундаментальным свойством материи – электрическим зарядом. И если электрические заряды находятся в состоянии покоя относительно наблюдателя, то магнитные поля создаются движущимися зарядами. Отметим также, что эти два поля являются различными аспектами электромагнитного поля – силой, заставляющей электрические заряды взаимодействовать.
Геомагнитное поле Земли имеет два полюса – Северный и Южный.
Это означает, что магнитное поле генерируется движущимися зарядами, то есть электрическим током, а измерять их можно различными способами. Так, самый простой применяемы метод измерения предполагает использование компаса – устройства, состоящего из постоянно намагниченной стрелки, которая сбалансирована для поворота в горизонтальной плоскости.
Магнитное поле также измеряют магнитные обсерватории с помощью намагниченных игл с отражающими зеркалами, подвешенными на кварцевых волокнах. Световые лучи, отраженные от зеркал, отображаются на фотографическом негативе, установленном на вращающемся барабане. Этот метод измерения практикуется уже более 100 лет. Но так как научно-технологический прогресс не стоит на месте, в последние годы ученые используют новые методы измерения магнитного поля Земли с помощью новейших приборов – магнитометров.
Смена магнитных полюсов 42 тысячи лет назад
О том, что без магнитного поля жизни на нашей планете попросту не существовало бы, знают, кажется все. Однако что именно может произойти при его мощном возмущении или, к примеру, инверсии, не так очевидно. Точные данные о событиях во время инверсии (смены полюсов магнитного поля) исследователи получили в 2021 году, предположив, что именно это событие стало причиной вымирания неандертальцев около 42 тысяч лет назад.
Все потому, что смена магнитных полюсов в то время совпала с серьезными климатическими изменениями и массовым вымиранием животных. И хотя инверсия магнитных полюсов происходит каждые 10-20-40 тысяч лет, 42 тысячи лет назад совокупность всех упомянутых явлений могла оказать влияние на вымирание древних «кузенов» Homo sapiens.
Подробнее о том, почему из всех видов древних людей выжили только Homo Sapiens я рассказывала в этой статье, не пропустите!
Магнитное поле Земли подвержено изменениям во всех временных масштабах.
В работе, опубликованной в журнале Science, исследователи из Санкт-Петербургского государственного университета и Университета Нового Южного Уэльса сообщают о событии Лашамп – смене магнитных полюсов Земли в середине ледникового периода. Узнать больше об этой главе из истории планеты ученые смогли изучив ствол новозеландского дерева каури, обнаруженном в отложениях старше 40 тысяч лет.
Благодаря радиоуглеродному датированию исследователи смогли отследить изменения количества радиоуглерода именно в момент смещения магнитных полюсов, что вместе с данными о возрасте деревьев по всему миру позволило построить климатическую модель того времени и восстановить цепочку экологических событий, – говорится в сообщении пресс-службы СПБГУ.
Исследователи также выяснили, что предшественником последней смены магнитных полюсов были частые полярные сияния и магнитные бури. Все потому, что магнитное поле Земли постепенно уменьшалось вплоть до 0-6 % от своей нынешней силы, сильно ослабив защиту от космической радиации.
Магнитное поле Земли создает магнитный “пузырь”, называемый магнитосферой, над самой верхней частью атмосферы, слоем ионосферы.
Примерно в этот же временной отрезок Солнце пережило несколько солнечных минимумов, еще больше истончив «защитный» экран нашей планеты. «В итоге ионизированный воздух практически «поджарил» озоновый слой и запустил волну изменения климата на всей планете», – отметили ученые.
Хотите всегда быть в курсе последних новостей из мира науки и высоких технологий? Подписывайтесь на наш канал в Telegram – так вы точно не пропустите ничего интересного!
К слову, уходящий 2023 год богат на магнитные бури и северные сияния: так, в ночь с 30 ноября на 1 декабря жители России смогут наблюдать северное сияние, причиной которого станет мощнейшая за год геомагнитная буря. Напомним, полярные сияния возникают, когда поток заряженных частиц попадает в атмосферу и загорается. Это, по мнению ученых, тревожные новости, ведь Северный магнитный полюс сегодня смещается, а магнитное поле вновь ослабевает. А значит прошлые катастрофические события могут повториться.
Инверсия магнитного поля сегодня
О том, что смена магнитных полюсов действительно может произойти в наши дни, широко известно. Однако последствия этого события могут оказаться катастрофическими во многом из-за заполненной углеродом атмосферы. Так, человечество может остаться без электрических и спутниковых сетей, а изменение климата и вовсе может ускориться.
Еще одной причиной для беспокойства является повышенная солнечная активность и большие выбросы коронарной массы – намагниченных облаков газа. Когда эти выбросы достигают Земли, то вступают во взаимодействие с магнитосферой и вызывают геомагнитные бури. К тому же, неблагоприятная космическая погода вблизи нашей планеты чревата более опасным излучением и способна привести к перегрузке крупных проводящих систем, таких как электросети.
Взаимодействие магнитосферы и ионосферы с намагниченным солнечным ветром создает то, что ученые называют космической погодой. Обычно солнечный ветер слабый, и космической погоды практически нет.
Магнитосфера Земли защищает жизнь на Земле от солнечных выбросов. Явления космической погоды также могут нарушить работу спутниковой связи и GPS, на которые полагаются многие люди. Отметим также, что ученые все чаще предупреждают о невероятно сильных солнечных бурях.
Чтобы понять в каком состоянии находится магнитное поле, ученые наносят на карту и отслеживают его общую форму и ориентацию, используя локальные измерения, а с недавних пор и компьютерные модели. Так, на данный момент известно, что местоположение северного магнитного полюса сдвинулось примерно на 965 километров с тех пор, как в 1831 году было проведено первое измерение.
В последние годы скорость миграции магнитных полюсов увеличилась с 16 км до 54 км, что может указывать на начало процесса инверсии, однако сказать наверняка произойдет это или нет исследователи пока не могут. Отметим также, что магнитное поле Земли меняется во временных масштабах, которые варьируются от 100 000 до 1 000 000 лет.
Наблюдаемые местоположения северного магнитного полюса в 1831-2007 годах обозначены желтыми квадратами. Смоделированные местоположения полюсов в 1590-2025 годах обозначены кругами, переходящими от синего к желтому. Национальные центры экологической информации
Определить как часто это происходит можно посмотрев на вулканические породы в океане – эти породы отражают ориентацию и силу магнитного поля Земли в момент их образования, поэтому датировка пород дает хорошее представление о том, как менялось поле Земли с течением времени, –отмечают специалисты.
Изменение магнитного поля происходит быстро с геологической точки зрения, хотя и медленно с точки зрения человека. Изменение магнитного поля обычно занимает несколько тысяч лет, но за это время ориентация магнитосферы может измениться и подвергнуть большую часть Земли воздействию космической радиации. Эти события могут изменить концентрацию озона в атмосфере. Кстати, обозначения “север” и “юг” на магнитном поле относятся к их противоположным полярностям – они не связаны с географическими севером и югом.
Подробнее о том, что такое магнитная буря и как она влияет на нашу жизнь ранее рассказывал мой коллега Рамис Ганиев, не пропустите!
Интересно и то, что Земля – не единственная планета с магнитным полем –газовые гиганты, такие как Юпитер, имеют проводящий слой металлического водорода, который генерирует их магнитные поля. Что же касается нашей планеты и возможной инверсии магнитных полюсов, то когда она именно она произойдет неизвестно, а потому исследователи продолжают отслеживать движение магнитного полюса Земли на север. Ну а мы с вами продолжим наслаждаться северным сиянием.
Доказано изменение климата из-за нарушения магнитного поля Земли
Временное нарушение магнитного поля Земли 42 000 лет назад привело к глобальным изменениям окружающей среды и массовым вымираниям. Причем некоторых ученых беспокоит и текущее быстрое движение северного магнитного полюса через северное полушарие, сообщает phys.org.
Исследователи из UNSW в Сиднее назвали этот опасный период «событием Адамса» как дань уважения писателю-фантасту Дугласу Адамсу, который написал в «Автостопом по Галактике», что «42» был ответом на «Жизнь, Вселенная и все такое».
«Впервые в истории мы смогли точно датировать время и воздействие на окружающую среду последнего переключателя магнитных полюсов», — рассказал Крис Терни, профессор UNSW Science и соавтор исследования.
Открытие стало возможными благодаря древним новозеландским деревьям каури, которые хранились в отложениях более 40 000 лет. Исследуя кольца этих деревьев, ученые смогли датировать всплеск уровня радиоуглерода в атмосфере, вызванный коллапсом магнитного поля Земли.
Было обнаружено, что рост ледяных щитов и ледников над Северной Америкой, большие сдвиги в основных ветровых поясах и системах тропических штормов и одновременное вымирание фауны 42 000 лет совпали с событием Адамса.
Примерно 42 000 лет полюса земли полностью поменялись местами, сила магнитного поля упала до шести процентов от его современной силы. Ионизированный воздух, не встречая больше препятствий, «поджарил» озоновый слой, вызвав волну изменения климата по всему миру.
Резкие изменения окружающей среды, возможно, заставили первых людей искать дополнительное убежище. Это могло объяснить внезапное появление наскального искусства по всему миру примерно 42 000 лет назад. Отпечатки охры на стенах пещер могут указывать на то, что это вещество использовалось в качестве солнцезащитного крема.
За последние 170 лет магнитное поле Земли ослабло примерно на девять процентов, северный магнитный полюс быстро смещается через северное полушарие. Профессор Терни отметил, что это вкупе с серьезными изменениями на Солнце и повышением выбросов углерода в атмосферу может существенно изменить климат.
«Лунариум»
Время работы: с 10:00 до 21:00,
Выходной день: вторник
«Ретро-кафе»: в дни работы Планетария с 10:00 до 20:00.
+7 (495) 221-76-90
АО «Планетарий» © 2017 г. Москва, ул.Садовая-Кудринская, д. 5, стр. 1
> Магнитное поле Земли
- Залы Планетария
- Схема Планетария
- Экспонаты
Экспонат музея Лунариум
Магнитное поле Земли
Магнитное поле Земли или геомагнитное поле — это гигантское магнитное силовое поле, окружающее нашу планету. По мнению учёных, магнитное поле играет важнейшую роль в том, чтобы Земля была пригодной для жизни. Оно защищает её на дальних подступах от вредоносных воздействий солнечного ветра и космического излучения. Основной источник магнитного поля находится внутри Земли – в ядре. В некотором упрощении можно сказать, что земной шар представляет собой полосовой магнит с осью, направленной приблизительно с севера на юг. Точки пересечения оси магнита с поверхностью Земли называются геомагнитными полюсами, которые на протяжении геологической истории Земли (4,5 млрд. лет) неоднократно менялись местами. Такую смену полюсов называют инверсией.
Причина смены полярности до сих пор не ясна. При инверсии геомагнитных полюсов северный конец магнитной стрелки будет указывать на юг, а южный – на север. Постоянное движение геомагнитных полюсов является причиной колебаний магнитного склонения на поверхности Земли. Поэтому стрелка магнитного компаса указывает на север или юг приблизительно.
Друзья, если вы хотите увидеть, как работает магнитное поле Земли, экспонат Лунариума – «Магнитное поле Земли» ждёт вас!
РЕЖИМ РАБОТЫ
с 10.00 до 21.00
выходной — вторник
Экспозиция верхнего уровня посвящена Земле.
Экспозиция нижнего уровня посвящена Вселенной.
Сила магнитного поля Земли несколько раз резко снижалась за последние 9 тыс. лет
ТАСС, 7 июня. Геологи выявили, что за последние девять тысяч лет магнитное поле Земли несколько раз слабело. Это приводило к появлению магнитных аномалий. Последний похожий эпизод произошел примерно 2,5 тыс. лет назад, пишут исследователи в статье, опубликованной в журнале PNAS.
Геофизики считают, что положение магнитных полюсов Земли не постоянно: они периодически меняются местами. Иногда такие сдвиги бывают временными, как это происходило 40 тысяч лет назад, а в других случаях, как примерно 780 тысяч лет назад, они становятся постоянными.
Недавно ученые обнаружили, что в последние несколько веков сила магнитного поля планеты падает. Особенно быстро это происходит в южной части Атлантики, у берегов Бразилии и Африки. Магнитное поле в этом регионе, который исследователи назвали Южно-Атлантической аномалией, стало настолько слабым, что почти не защищает пролетающие над ним спутники от действия космических лучей и заряженных частиц.
Группа геологов решила выяснить, возникали ли похожие изменения в прошлом. Для этого они проанализировали результаты замеров намагниченности древних горных пород и на основе этой информации создали компьютерную модель недр Земли.
Исследователи отмечают, что модель учитывала распределение крупных потоков жидкой материи внутри ядра Земли и как их перемещение влияет на силу, направленность магнитного поля и положение “магнитного центра” планеты.
При помощи подхода ученые рассчитали изменения в силе магнитного поля Земли за последние девять тыс. лет и выявили, что наша планета пережила несколько снижений в силе. Одно из самых продолжительных и резких падений произошло еще до зарождения цивилизации- примерно 7-8 тыс. лет назад, а предпоследнее снижение случилось в конце античной эпохи, в середине I тысячелетия до нашей эры.
Расчеты показали, что магнитные аномалии достаточно часто появляются в разных регионах Земли в те периоды времени, когда общая сила поля падает, а «магнитный центр» планеты сильно удаляется от оси ее вращения. По этой причине ученые ожидают, что существующие изменения у берегов Бразилии и в окрестностях южноафриканской реки Лимпопо исчезнут в ближайшие 300-400 лет, когда сила магнитного поля Земли начнет постепенно расти.