Оберегающий планету щит

Магнитное поле ускоряется

Магнитное поле, которым окружена наша планета, играет очень важную роль – оно удерживает на месте земную атмосферу и помогает защитить Землю от вредоносных космических излучений. Именно благодаря ему работают компасы и другие навигационные системы. Но оно не является неизменным. Недавно доктор Крис Дэвис из Университета Лидса и профессор Кэтрин Констебл из Института океанографии имени Скриппса, Калифорнийский университет в Сан-Диего (США), выяснили, что в последнее время направление магнитных потоков значительно ускорилось.

Магнитное поле является естественным щитом, защищающим нашу планету. Достаточно посмотреть, что стало с нашими соседями по Солнечной системе, давно потерявшими свою атмосферу. Порождает магнитное поле Земли ядро нашей планеты, состоящее из жидкого железа. Для поддержания этого процесса необходимо, чтобы планета регулярно избавлялась от части накопившегося в ее недрах тепла. Сейчас процессы выделения земного тепла протекают значительно легче, чем миллиарды лет назад, из-за наличия тектоники плит, способствующей переносу тепловой энергии из глубин планеты к ее поверхности.

Между тем некоторые специалисты предполагают, что на заре своего существования Земля была лишена магнитного поля. Долгое время считалось, что его возраст насчитывает 3,45 миллиарда лет. Не так давно ученым удалось доказать, что оно еще старше – не менее четырех миллиардов лет. Об этом рассказали кристаллы, обладающие магнитными свойствами, сохранившиеся в толщах древних пород.

Чтобы отслеживать магнитные сдвиги, сейчас используются новейшие спутниковые технологии. Но чтобы понять, как менялось магнитное поле за весь период своего существования, ученые традиционно анализируют следы магнитной активности, оставленные в различных породах, потоках лавы и даже артефактах, то есть объектах искусственного происхождения, таких как орудия, утварь и остатки жилья древних людей.

Внимание исследователей привлек регион Джек-Хиллз, расположенный в Западной Австралии. Под ним залегает так называемый Пилабарский щит, где сохранилась первозданная древняя кора Земли возрастом как минимум 3,6 миллиарда лет. В этом уголке Земли находят древнейшие кристаллы циркона. Для измерения слабых магнитных сигналов от железосодержащих минералов специалисты использовали магнитометр высокого разрешения. По этому излучению можно узнать, какими были сила и направление магнитного поля Земли в то время, когда кристаллы сформировались. Таким образом, благодаря цирконам выяснилось, что магнитное поле существовало уже как минимум на 500 миллионов лет раньше, чем до сих пор считала официальная наука, причем его индукция была равна примерно 25 микротесла, что составляет около 12% от современного уровня. Два древних кристалла циркона показали, что примерный возраст магнитного поля может составлять около 4,2 миллиарда лет. Но ученые пока не торопятся с выводами, так как эти породы 2,6 миллиарда лет назад испытали нагрев до 475 градусов по Цельсию. А это могло привести к перемагничиванию, следовательно, данные магнитной активности могут оказаться неточными.

По мнению многих исследователей, древнее магнитное поле защищало Землю не только от космической радиации, но и от солнечного ветра. Но иногда солнечным бурям удавалось пробивать естественный щит, лишая атмосферу нашей планеты воды и летучих растений. А вот на Марсе магнитосфера появилась значительно позднее, причем скорость солнечного ветра тогда была в 100 раз выше, чем сегодня. Возможно, именно по этой причине Красная планета превратилась в безжизненную пустыню… Также ученые выяснили, что примерно с XIII по XVI век сила магнитного поля снижалась, причем это происходило куда быстрее, чем в наши дни.

Дэвис и Констебл решили применить принципиально иной подход, чем большинство их коллег, занимающихся отслеживанием изменений магнитного поля. Они объединили методику компьютерного моделирования процесса генерации магнитного поля с реконструкцией его изменений за последние 100000 лет. Из публикации авторов проекта в научном тематическом издании Nature Communications следует, что за указанный период скорость колебаний магнитных потоков возросла в 10 раз. По мнению экспертов, это связано с локальными ослаблениями магнитного поля. Обычно это происходило либо при смене магнитных полюсов, либо при геомагнитных отклонениях, когда ось диполя, соответствующая силовым линиям, возникающим на одном из магнитных полюсов и сходящимся на другом, проходит далеко от севера.

Так, около 39 тысяч лет назад произошло резкое смещение направления геомагнитного поля примерно на 2,5 градуса в год. Это было связано с ослаблением напряженности поля в ограниченном регионе неподалеку от западного побережья Центральной Америки. Исследователи пришли к выводу, что столь быстрый процесс изменений связан с перемещением пятен обратного потока по поверхности жидкого ядра. Такое явление более распространено в низких широтах, так что следует сосредоточить дальнейшие поиски именно в этих областях.

Крис Дэвис прокомментировал: «У нас есть совсем небольшие знания о нашем магнитном поле в пределах 400 лет. Поскольку эти быстрые изменения представляют собой некоторые из наиболее экстремальных свойств жидкого ядра, они могут дать важную информацию в процессах недр Земли».

Кстати, несмотря на периодически появляющиеся сообщения о сдвигах магнитных полюсов, наша эпоха считается периодом стабильности магнитной полярности. Однако это не значит, что в будущем нам не придется ожидать дальнейших сдвигов, и нужно быть к ним готовыми, говорят авторы исследования.

Ида ШАХОВСКАЯ