Инверсия магнитных полюсов

Об инверсии магнитных полюсов стоит поговорить немного подробнее, т.к. этот вопрос впрямую может коснуться даже нашего поколенья. Кроме того, именно рассмотрение магнитного поля Земли привело меня к идее, которая отражена в названии данной книги.

Как известно, инверсия, по крайней мере, в Солнечной системе, свойственна всем космическим телам, обладающим магнитным полем. Само Солнце переживает такую процедуру каждые 11 лет (половина 22-летнего солнечного цикла). У планет циклы значительно длиннее. По данным палеомагнитных исследований, инверсиям на Земле всегда предшествовало уменьшение общего магнитного поля. А само изменение знака магнитного поля происходило либо, по некоторым данным, практически мгновенно, либо в течение некоторого времени (наши сотни тысяч лет по космическим масштабам – тоже мгновение). Инверсий магнитного поля на Земле было много. Гипотез по данному вопросу существует тоже достаточно. Но ни одна не объясняет, почему это происходит. По палеомагнитным данным получается, что предыдущая инверсия магнитных полюсов имела место примерно миллион лет назад (иногда пишут – 700-800 тысяч лет назад), а время «перевертывания» было сравнительно коротким: не более 100 тысяч лет. Исследования в области палеомагнетизма показали, что инверсия полюсов, т.е. перемагничивание Земли, происходила свыше 170 раз. Иногда встречается информация о том, что последняя инверсия магнитных полюсов Земли имела место во время катастрофы, погубившей Атлантиду. Согласно сообщениям, опубликованным в «Нейчур» и «Нью-Сайентист», последняя геомагнитная инверсия произошла всего 12400 лет назад – в 11 тысячелетии до н.э. Но в других научных источниках подтверждения этому мне найти не удалось.

И еще важный момент: инверсия может не сопровождаться значительными подвижками литосферы (земной коры), а может и сопровождаться ими. Первый случай опасен тем, что происходит стерилизация планеты космическими излучениями вследствие исчезновения защитной оболочки. Во втором та же стерилизация будет сопровождаться еще и перекраиванием береговой линии суши, рельефа поверхности и океанического дна.

Если посмотреть на сегодняшнюю ситуацию, то признаки заметного приближения к новой инверсии налицо: напряженность магнитного поля планеты уже длительный период падает, а оба магнитных полюса, вместо обычного спорадического движения, начали ускоренно и целенаправленно двигаться каждый в своем направлении.

Северный магнитный полюс продвигается от Арктического Архипелага Канады мимо Северного географического полюса в сторону нашего Таймыра, причем при таких темпах продвижения к середине.XXI века он доберется до островов Северная Земля (рис. 5.4).

Рис. 5.4. Карта изменения положения Северного магнитного полюса,

http://isrtm.ru/upload/root/image/UkraineCrisisArchitectors/GLOBAL%20WARMING/12.jpg

Несмотря на то, что карта несколько устарела и положение Северного магнитного полюса на ней в 2015 году сопровождается надписью «прогноз», сегодня мы уже знаем, что прогноз этот оправдался полностью. Кроме того, есть данные, что уже к 2011 году скорость движения полюса увеличилась до 64 км/год. На территории Сибири как раз и расположена Сибирская магнитная аномалия, предположительно являющаяся одним из полюсов второго диполя планеты.

Весьма похоже на то, что переполюсовка повлечет за собой смену ведущих магнитных диполей Земли. Во всяком случае, такое предположение позволяют выдвинуть направление и увеличивающаяся скорость движения Северного магнитного полюса в сторону Сибирской магнитной аномалии – мощного северного выхода второго диполя. Она находится в Северном полушарии и охватывает обширную площадь от Таймыра и до Байкала с центром, имеющим координаты (примерно): 70 ° с.ш. и 105 ° в.д. Именно в эту сторону и направлено ускоренное движение магнитного полюса через «макушку» Земного шара и архипелаг островов Северная Земля. Интенсивность магнитного поля в центральной части аномалии составляет 61000 нТл. Она даже превышает интенсивность вблизи Северного магнитного полюса!

Южный магнитный полюс тоже движется целенаправленно, но со значительно меньшей скоростью. В большинстве источников она оценивается примерно в 10 км/год. А вот где находится его «точка притяжения» – пока еще вопрос.

С прогнозом по южному выходу второго диполя дело обстоит значительно сложнее. В литературе мне встречалось два предположения: первое – у восточного побережья южной Африки, второе, как уже упоминалось, в Бразилии. Если иметь в виду Бразилию, то выход центра второго диполя в Южном полушарии будет иметь примерные координаты: 25 ° ю.ш. и 55 ° з.д. Интенсивность магнитного поля в его центральной зоне составляет ныне 24000 нТл. Это в два с лишним раза меньше, чем в зоне Сибирской магнитной аномалии.

Второе предположение связано с активным усилением магнитного поля у восточных берегов Африки. На рис. 5.5 представлены два кадра из фильма Европейского космического агентства (.ESA) «.SWARM..ESA’.S MAGNETIC FIELD MISSION».

Рис. 5.5. Изменение магнитного поля Земли в 2012 году,

http://www.joutube.com/watch?v=TIBsUMrZhRY

На контурных картах полушарий планеты в цвете представлено изменение магнитного поля за период с января по июнь 2014 года (на шкале показаны красным зоны увеличения, а синим – уменьшения интенсивности поля в нТл). Слева мы видим Восточное полушарие, справа – Западное. Обратите внимание: в западной части Индийского океана, ближе к Африке мы имеем максимальное увеличение поля во всем Восточном полушарии! А теперь посмотрите на правый кадр. Западное полушарие активно теряет магнитное поле.

Взгляните на следующую карту (рис. 5.6), где показано распределение магнитных полей Земли. Линии (изодинамы), проведенные на карте, соединяют точки с одинаковой напряженностью магнитного поля. На каждой из линий даны значения напряженности в нТл (нано Теслах).

Рис. 5.6. Карта распределения магнитных полей Земли,

http://ru.convdocs.org/docs/index-25106.html

Как можно увидеть на представленной карте, максимум имеется в трех зонах – в Канаде, Сибири и вблизи северо-восточного побережья Антарктиды (южнее Австралии). Минимум интенсивности наблюдается в южной части Атлантики, а самые низкие значения ее приходятся на восточную часть Бразилии.

Зоны с максимальной интенсивностью магнитного поля в Северной Канаде и Сибири находятся по обе стороны от магнитного полюса, но не совпадают с ним. В Южном полушарии магнитный полюс находится в Южном океане вблизи Антарктиды внутри зоны максимальной интенсивности, но не в ее центре. Необходимо указать, что величина интенсивности во всех трех указанных зонах близка и составляет в Канаде примерно 59-60 тысяч, а в Сибири – 61 тысячу нТл, в то время как в районе Антарктиды даже больше – 66 тысяч нТл, правда, с обратным знаком. Указанные зоны находятся вблизи магнитных полюсов главного диполя, а вот со вторым диполем ситуация другая. Что-то в дипольной паре Сибирь – Бразилия не просматривается аналогии главному диполю. Поэтому, видимо, существуют и сторонники африканской версии. Во всяком случае, там поле интенсивно растет, а в Атлантике и Бразилии – уменьшается.

Если сопоставлять второй диполь с первым, то очевидным должно быть близким значение интенсивности магнитного поля при противоположном знаке. Что мы имеем в данном случае? Если эта пара действительно второй диполь, то она непохожа на главный. Поэтому окончательные выводы преждевременны.

Рассмотрим еще одну карту, на которой распределение магнитных полей показано в цвете. Она тоже из фильма. ESA «SWARM. ESA’S MAGNETIC FIELD MISSION». Цветовая шкала интенсивности магнитного поля дана внизу картинки (рис. 5.7).

Рис. 5.7. Карта распределения интенсивности магнитного поля по данным.SWARM,

http://www.joutube.com/watch?v=TIBsUMrZhRY

Все, сказанное выше при анализе предыдущей магнитной карты Земли, целиком подтверждается и картой, построенной по данным Миссии.SWARM. Темным красным цветом окрашены участки с максимальной интенсивностью магнитного поля (независимо от знака), а синим – с минимальным. Обратите внимание на минимальную интенсивность поля в южной Атлантике и Южной Америке, как и на предыдущей карте.

Эта картинка дала основание некоторым авторам сделать заключение о раздвоении Северного магнитного полюса, что, по моему мнению, не соответствует действительности. Канадская и Сибирская аномалии существовали и до начала интенсивного дрейфа магнитного полюса, который еще в 80-х годах прошлого века находился на севере Канадского Архипелага. Продолжают они существовать и ныне, когда Северный магнитный полюс почти совпадает с географическим.

Несмотря на то, что около Южного магнитного полюса наблюдается похожая картина «раздвоения», в литературе этот вопрос обходится стороной.

На рис. 5.8 приводится кадр из того же фильма «.SWARM..ESA’.S MAGNETIC FIELD MISSION», где великолепно показан дрейф Северного магнитного полюса с указанием дат. Я только позволила себе добавить градусы на параллелях. Положение Северного географического полюса – чуть правее отметки 2014 года.

Рис. 5.8. Дрейф Северного магнитного полюса

Магнитная система Земли чрезвычайно динамична. Она все время изменяется – изменяется напряженность магнитного поля, возникают и исчезают локальные магнитные аномалии, меняются координаты магнитных полюсов и т.д. На рис. 5.9 приведена карта магнитных полей 1980 года. Зоны входящего магнитного потока показаны (в зависимости от интенсивности) разными оттенками синего цвета, исходящего – желтого.

Рис. 5.9. Карта магнитных полей Земли 1980 года,

http://ligaspace.my1.ru/picc/apollo_rad_3.jpg

На данном рисунке отчетливо видна неоднородность магнитного поля. Даже в глубине зоны основного магнитного потока около каждого из полюсов есть области, в которых магнитный поток имеет обратное направление.

И еще: на карте магнитных полей 1980 года мы наблюдаем картину, похожую на построенную по данным миссии «.SWARM»: в Северном полушарии максимальная интенсивность входящего потока наблюдается на севере Канады и в Сибири, в Южном – максимальная интенсивность исходящего потока имеет место у восточного и западного побережья Антарктиды. Как видим, «раздвоение» есть и у Южного магнитного полюса. Такая картина существовала не менее 35 лет назад, что не дает нам права говорить о «раздвоении» магнитных полюсов в последние годы. Либо такое явление вообще типично для Земли, либо, если оно характерно только для переходного периода, подготовка к инверсии началась значительно раньше 1980 года.

Хочу предложить еще кое-какие собственные мысли по поводу сопоставления двух приведенных выше карт. Предупреждаю заранее, что все в данном случае – только предположения, но, лично мне кажется, они имеют право на существование.

Я проделала нехитрую операцию: на карте магнитных полей 1980 года (предыдущий рисунок) в зонах околополярных магнитных аномалий, проведя через их центральные области меридиональные отрезки и отрезки параллелей и перенеся точки их пересечения на карты в «Географическом атласе», определила примерные координаты центров. Аномалии занимают огромные площади, но наибольшая напряженность поля в каждой из них, разумеется, в центральной зоне. Смотрите рис. 5.10:

Рис. 5.10. Соединение северных и южных магнитных аномалий

Приведу примерные координаты центров приполярных магнитных аномалий.

Канадская: 105-110º з.д., 63º с.ш.

Сибирская: 105-110º в.д., 67-70º с.ш.

Восточно-антарктическая: 110-115º в.д., 60-63º ю.ш.

Западно-антарктическая: 105-110º з.д., 67º ю.ш.

Как видите, эти цифры весьма интересны и наводят на некоторые мысли.

1 – их координаты по долготе в Западном и Восточном полушариях находятся практически точно через 180º.

2 – координаты по широте тоже сочетаются интересно: Канадская и Восточно-антарктическая находятся за пределами каждая своего Полярного круга и немного сдвинуты от Полярного круга в сторону экватора, а Сибирская и Западно-антарктическая – слегка «перевалили» за них поближе к географическим полюсам (по широте координаты Полярных кругов составляют 66 ^о 33' 44'').

3 – северные аномалии имеют направление магнитного потока внутрь, а южные – наружу, т.е. знаки у них обратные.

Сама собой напрашивается определенная аналогия. Известно, если на планете в одном месте в рельефе имеется впадина, то на противоположной стороне (линию нужно провести через центр планеты) обязательно будет выпуклость (гора или горы – в зависимости от размеров и того и другого). Это характерно не только для Земли. Марс нам демонстрирует то же самое.

Вот и с магнитными аномалиями картина может оказаться похожей. Не могут ли они быть связаны между собой попарно так, как показано на рис. 5.10 зелеными линиями? - Во всяком случае, такая «конструкция» очень напоминает растяжки, удерживающие полюсы (географические!) - на постоянном месте.

Что будет дальше, пройдет ли в ближайшее время Земля через инверсию магнитных полюсов или второй диполь станет главным, а нынешний уступит ему свое место? Если что-то произойдет с магнитными полюсами, то повлечет ли это за собой подвижку литосферы? Насущные вопросы, но надежных ответов пока нет ни у кого.

http://divinecosmos.e-puzzle.ru/list.php?c=pavlova_3

<p align="center">&nbsp;<b>5.1.3. Кратко о внутреннем строении Земли</b></p>

<p align="justify">И все-таки, прежде чем перейти к основной теме, мне необходимо остановиться еще

на одном важном вопросе. Я имею в виду внутреннее строение Земли. Тем более что

во многом мое мнение не совпадает с основной научной концепцией. Изложение будет

очень кратким – только основное и важное для понимания последующего материала.<br>

<br>

Порой кажется странным, но приходится признать, что о строении своей родной

планеты мы знаем очень немного. В самом упрощенном виде строение Земли наука

представляет таким, как показано на рис. 5.11.<br>

&nbsp;</p>

<p align="center">

<img src="img/287_51.jpg" border="0" height="280" width="315"></p>

<p align="center">

<i>Рис. 5.11. Внутреннее строение Земли</i></p>

<p align=justify>Все (или почти все) данные, называемые нами экспериментальными, получены в

результате анализа прохождения через толщу Земли сейсмических волн. По этим

данным рассчитываются толщина и плотность вещества слоев. Наружная оболочка –

кора – тонкая, под материками состоящая из 30 – 40 километрового слоя гранита,

под океанами – из базальта толщиной 6 – 7 километров (под Тихим океаном толщина

коры значительно меньше).<br>

<br>

Дальше идет промежуточный переходный слой между твердой корой и мантией,

называемый астеносферой. Слой мантии простирается до так называемого «жидкого

ядра», а в самом центре находится то, что обычно именуют «твердым ядром». Но это

только самые общие представления. Слой мантии простирается до так называемого

«жидкого ядра», а в самом центре находится то, что обычно именуют «твердым

ядром». Но это только самые общие представления. От поверхности вглубь растет

плотность и повышается давление. Между давлением и плотностью недр существует

определенная зависимость. На различной глубине наблюдаются скачки плотности. Эти

изменения – не что иное, как точки фазовых переходов, при которых меняются и

состав, и строение, и свойства среды. В данном случае мы не будем рассматривать

состав фаз и природу каждого конкретного перехода. Важно другое – различные

фазовые зоны всегда имеют границу раздела, при переходе через которую параметры

меняются скачком. По скачкам и выполняется примерное разделение внутренних зон

Земли. Ни одна из указанных на рисунке зон не является однородной и одинаковой

по протяженности в различных частях Земного шара. Некоторые авторы указывают на

то, что и мантия и ядро (жидкая его часть) сами имеют многослойное строение.

Кроме всего прочего, по поводу формы внутреннего и внешнего ядра в литературе

иногда встречается мнение, что она заметно отличается от сферической. Более

того, предлагаются даже гипотезы о том, что Земля полая. В данном случае – это

не наш вопрос. Изложенное выше в общих чертах представляет собой научное

представление о внутреннем строении Земли. Интересующихся адресую к своей книге

«Полевой гиперболоид Земли…».<br>

<br>

На рисунке показано, что магнитная ось не только не пересекается с осью

географической, но даже не проходит ни через геометрический центр планеты, ни

через так называемое твердое ядро.<br>

<br>

О том, что касается ядра, хочу высказать свою собственную точку зрения.<br>

<br>

В геофизической литературе, посвященной магнитному полю Земли, чаще всего

отмечается, что основной вклад в магнитный момент нашей планеты вносит твердое

железоникелевое ядро. При вращении оно создает магнитный момент, и планета

работает как динамо.<br>

<br>

Тут позволительно задать сразу возникающий вопрос: почему ядро железоникелевое?

Потому что тогда ему можно приписать магнитные свойства? Но железо при

нормальном давлении ферромагнитно только ниже 768°С, а никель – ниже 360°С. В

железе различают несколько типов фаз – &#945;, &#947;, &#948; и &#949;. Ферромагнитным из них

является только &#945; – железо? Но и то ниже 768°С. И едва ли все эти фазы

продолжают существовать в условиях ядра. За ферромагнитное состояние

ответственна недостроенная электронная 3d оболочка. Считается, что в ядре Земли

температура примерно соответствует температуре поверхности Солнца и составляет

около 5800°. Какой может быть ферромагнетизм при тех давлениях и температурах,

которые, казалось бы, должны развиваться в зоне ядра? Что там творится с

электронными оболочками? Кто это знает наверняка? А если исходить из

соображений, что в ядре должна быть самая большая плотность, то на Земле

достаточно металлов тяжелее железа и никеля. Тогда разумнее всего было бы

предположить, что твердое ядро представляет собой сплав на основе железа (только

потому, что его на Земле больше, чем других металлов с большой плотностью),

содержащий в себе все тяжелые элементы, стоящие в таблице Д.И. Менделеева после

железа, включая и тугоплавкие и радиоактивные. Допустим, мы принимаем научную

точку зрения о том, что и твердая и жидкая части ядра существуют на самом деле,

но не считаем твердое ядро ферромагнитным. Тогда можно допустить и то, что на

его поверхности вследствие вращения во внешнем магнитном поле возникают вихревые

токи, генерирующие свою долю магнитного потока в интегральном магнитном поле

планеты. В таком случае у нас получается магнитогидродинамическая

самовозбуждающаяся машина. Кроме того, следует присовокупить сюда еще и

возбуждаемые токи и поля в жидкой части ядра, на его границе с магматическим

слоем, в самом магматическом слое с несколькими внутренними слоями и на границах

его с астеносферой и корой. Но вихревые токи, возникающие за счет вращения Земли

во внешнем магнитном поле, – это далеко не все. Токи, возникающие на всех

поверхностях различных расплавленных внутренних слоев Земли, генерируют свою

долю интегрального магнитного поля планеты. Следует иметь в виду, что асимметрия

магнитных полей – это, кроме всего прочего, асимметрия циркуляционных токов в

теле Земли тоже.<br>

<br>

Все вместе создает сложнейшие конфигурации вихревых токов и, следовательно,

порожденных ими магнитных потоков во внешнем ядре, а также в расплавленной и

ионизированной магме. Здесь нужно учесть еще и то, что в расплавленных зонах

существуют не только широтные вихри-переносы вещества, но и осевые, вызванные

наклоном оси и эксцентриситетом орбиты Земли. Асимметрия токов все время

меняется. Образуется необычайно чувствительная система. Можно сказать, что Земля

«дышит». Картина еще более усложняется в связи с отличающимися режимами вращения

различных слоев вследствие внутреннего трения и разной плотности. Если к этому

добавить, что разные слои внутри Земли, в том числе и обе части ядра, вращаются

со своими собственными скоростями, отличными от суточной скорости вращения

Земли, то распределение токов и полей должно получиться неимоверной сложности.

Разумеется, в суммарное магнитное поле Земли вносят свой вклад и другие факторы,

такие как токи радиационных поясов, поперечные токи на границе стратосферы и

космоса и т.д.<br>

<br>

Рассматривая в самом общем виде внутреннее устройство нашей планеты, нельзя не

отметить тот важнейший момент, что очень существенную роль во всех процессах,

особенно имеющих место в жидкой части, играет Луна. Дело в том, что центр масс

системы Земля – Луна находится на глубине около 1700 км внутри Земли (или на

расстоянии 4700 км от центра). И он постоянно перемещается вслед за изменением

положения Луны. При этом внутри жидкого ядра и в жидкой магме должны

формироваться огромные волны, компенсирующие смещение центра масс. Можно только

высказать общие предположения, что это не может не сказаться на конвекции,

массопереносе и, соответственно, на характере вихревых токов и полей, этими

процессами инициированных. Едва ли можно точно оценить и вклад всего этого в

общую картину токов и полей внутри планеты.<br>

<br>

Очень возможно, что по состоянию современных научных данных мы даже оценить не

можем во всей полноте, сколько таких факторов и какие они. Поэтому представить

полностью адекватную полевую картину из-за ограниченности наших знаний не

представляется возможным.<br>

<br>

Но самое главное, на чем бы я хотела закончить этот раздел, мое представление о

внутреннем строении нашей планеты совершенно не совпадает с научной парадигмой.

Об этом и пойдет дальнейший разговор. </p>

<p align="center"><b>

<a href="http://divinecosmos.e-puzzle.ru/list.php?c=pavlova_3"></a></b></p>

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: