Считается, что магнитное поле связано с процессами, происходящими глубоко в недрах нашей планеты. Ядро Земли состоит из металлов. При этом центральная его часть, внутреннее ядро — твердое, а внешнее — жидкое. Из-за различия температур и давления возникает конвекция, потоки расплавленного железа создают электрический ток, а тот — магнитное поле, защищающее поверхность планеты и все живое от солнечной радиации и опасного космического излучения.
Грубо говоря, Земля — это магнитный диполь, причем его ось не совсем совпадает с осью вращения планеты. Отклонение — 11 градусов, примерно на столько расходятся географические и магнитные полюса.
Но Земля — не идеальный диполь. Магнитное поле планеты неоднородно, в нем есть аномалии, обусловленные особенностями глубинного строения и различной намагниченностью пород земной коры. Самая крупная — Южно-Атлантическая магнитная аномалия (ЮАМА), простирающаяся от Южной Африки до Бразилии.
Первого июня 2009 года лайнер авиакомпании Air France, следовавший из Рио-де-Жанейро в Париж, пропал с радаров. Обломки в океане нашли только через несколько месяцев. По одной из версий, крушение произошло из-за отказа оборудования в зоне ЮАМА.
Там, где с магнитным полем все в порядке, заряженные частицы космических лучей и солнечного ветра — электроны и протоны, тормозят уже на расстоянии 60 тысяч километров от поверхности, а ближе 1300-1500 километров они, как правило, вообще не добираются. Это считается нижней границей радиационного пояса. И только в районе Южно-Атлантической аномалии, где поле очень слабое, излучение приближается к Земле на 200 километров.
Это особенно опасно для низкоорбитальных спутников и космических телескопов — они находятся примерно на такой высоте. В результате незащищенная электроника может давать сбои. Так, в 2007 году в ЮАМА отключались американские спутники связи Globalstar первого поколения, а 2016-м вышла из строя и развалилась орбитальная рентгеновская обсерватория "Хитоми" Японского агентства аэрокосмических исследований. Космический телескоп "Хаббл" над Южно-Атлантической аномалией переводят в спящий режим.
Точки, где спутники Swarm фиксировали воздействие космического излучения в период с апреля 2014-го по август 2019 года. Максимум сосредоточен в зоне ЮАМА
Для изучения магнитного поля планеты в 2013 году ЕКА запустило миссию Swarm из трех спутников, фиксирующих все сигналы, исходящие от ядра, мантии, земной коры и океанов, а также основные параметры ионосферы и магнитосферы.
Магнитное поле Земли сильнее всего около полюсов. Слабее всего — в ЮАМА. Измерения спутников Swarm показали, что аномалия разрастается.
Сайт ЕКА сообщает, что с 1970 года по 2020-й граница ЮАМА смещалась на запад со скоростью 20 километров в год, причем минимальная напряженность поля упала с 24 до 22 тысяч нанотесла. По оценкам, из-за расширения ЮАМА магнитное поле Земли за последние два столетия ослабело на девять процентов, а сейчас этот процесс ускорился на порядок — напряженность уменьшается на пять процентов за десятилетие.
Несколько лет назад у ЮАМА начал формироваться второй центр минимальной напряженности, и сейчас аномалия практически разделилась на две части — Бразильскую и Кейптаунскую. А это значит, что скоро может появиться еще одна зона повышенной опасности для спутников и космических станций.
Появление двух центров у Южно-Атлантической магнитной аномалии
Ученые пока не могут однозначно объяснить столь быстрое изменение магнитного поля в этой части земного шара. Одна из версий: под южной частью Африки на границе "ядро — мантия" есть участок с обратной магнитной полярностью, который и создает аномалию. Здесь на глубине около 2900 километров находится область плотных пород, которую геофизики называют провинцией с низкой скоростью сдвига, а геологи — суперплюмом. Возможно, по какой-то причине эти породы пришли в движение, что сказалось на аномалии.
Южно-Атлантическая магнитная аномалия (синие линии) и мантийный суперплюм (зеленое пятно)
Две северные "капли" перетягивают полюс
В последние двадцать лет северный магнитный полюс тоже быстро смещается. Это создает серьезные проблемы для навигационных систем самого различного уровня — от морского транспорта до карт Google в бытовых смартфонах, так как все они основаны на точной привязке к географическим координатам магнитного полюса, на который указывает стрелка любого компаса.
Спутниковые геофизические данные позволили объяснить это явление. Оказалось, что и здесь виноваты аномалии, в данном случае — положительные. Одна из таких зон сильного магнитного поля, напоминающая по форме каплю, находится под Северной Канадой, другая — под сибирским шельфом. Канадская "капля" стала уменьшаться, а сибирская — увеличиваться, и полюс резко сместился в ее сторону.
Магнитные аномалии и смещение северного магнитного полюса
Аномалии местного значения
В 1960-1970-х годах НАСА запустило серию спутников для изучения магнитосферы Земли. Обработав результаты, специалисты из Центра космических полетов Годдарда построили карту поверхностной намагниченности, на которой отмечены только аномалии, связанные с особенностями состава пород земной коры, без учета дипольного поля Земли.
На карте видно, что более тонкая и молодая океаническая кора намагничена меньше, чем толстая и древняя кора континентов. Но и здесь есть нюансы.
Карта намагниченности земной коры, по данным спутников НАСА MAGSAT, OGO-2, OGO-4 и OGO-6. Красное и желтое — зоны с высоким магнетизмом, голубое и синее — с низким.
Местные магнитные аномалии на континентах связаны с особенностями верхней части коры — глубиной залегания кристаллического фундамента или крупными скоплениями железосодержащих пород. Особенно четко выделяются Курская магнитная аномалия (КМА) над крупнейшим в мире железорудным бассейном и магнитная аномалия Банги в Центральной Африке, чье происхождение пока остается загадкой для ученых.
В тех местах КМА, где залежи железных руд подходят близко к поверхности, стрелка компаса начинает хаотически вращаться. Так в свое время геологи и нашли здесь первое месторождение.
Медики установили, что длительное воздействие на человека аномально высокого природного магнитного поля снижает иммунитет, нарушает системные функции организма и ускоряет старение. Но в группу риска попадают не все жители КМА (аномалия охватывает Курскую, Белгородскую и Воронежскую области), а только те, кто непосредственно ежедневно контактирует с магнитной рудой, — работники горнодобывающих и обогатительных предприятий.
Владислав Стрекопытов
Источник: ria.ru
