0: Сейчас над вашей головой разворачивается битва, которая длится каждую секунду вашей жизни. Потоки частиц, разогнанных до скоростей в сотни километров в секунду врезаются в невидимый барьер, окружающий нашу планету. Если бы это

1: Барьер исчез хотя бы на несколько дней, земля превратилась бы в выжженную пустыню, где любая форма жизни столкнулась бы с космической радиацией такой силы, что днк разрушалась бы быстрее, чем клетки успевали бы делиться этот барьер.

2: Магнитное поле земли, и сейчас оно слабеет с пугающей скоростью. Вам говорили, что магнитное поле это что-то стабильное, вечное, как сама планета в школьных учебниках. Его рисуют аккуратными линиями, выходящими из 1 полюса.

3: И входящими в другой красивая, упорядоченная картинка создаёт иллюзию надёжности, но данные со спутников показывают совсем другое наш щит полон дыр, он мерцает, меняется, ослабевает. За последние 180 лет он потерял.

4: Почти 10% своей силы над южной атлантикой образовалась огромная аномалия, где защита настолько слаба, что спутники выходят из строя, пролетая через этот участок, а магнитный северный полюс сейчас мчится через арктику со скоростью.

5: 55 километров в год как будто убегает от чего-то учёные не говорят об этом громко, потому что не хотят сеять панику, но палеомагнитные записи в древних породах показывают нечто шокирующее магнитное поле земли. Регулярно пере.

6: Переворачивается север, становится югом, юг становится севером, и в момент перехода защита почти исчезает. Последний такой переворот произошёл 780000 лет назад. Мы живём в 1 из самых длинных периодов стабильности.

7: Последние 20000000 лет, а это значит, что следующая инверсия может начаться в любой момент, если вам интересно узнать, насколько хрупок наш щит и что произойдёт, когда он ослабнет окончательно подписывайтесь на канал и ставьте лайк. Мы

8: Разберём данные спутниковых миссий, заглянем в историю магнитных переворотов и поймём, почему человечество оказалось в критически важный момент истории нашей планеты. История нашего понимания магнитного поля начинается задолго до космических миссий, и точно.

9: Приборов. Ещё китайские мореплаватели в 11 веке заметили, что намагниченная игла всегда указывает на север. Они не понимали почему, но использовали это свойство для навигации. Европейцы переняли технологию компаса в 12 веке, и она измени

10: Мореплавание навсегда, но никто не задумывался о причинах этого явления 1, кто попытался объяснить природу магнитизма земли, был английский учёный уильям гильберт в 1600 году он опубликовал труд о магните, где провёл серию s.

11: Экспериментов с намагниченным шаром, который назвал terrell, маленькая земля, гильберт показал, что стрелка компаса ведёт себя рядом с терелл точно так же, как рядом с настоящей землёй это был прорыв. Планета сама по себе является гигантским магнитом, но.

12: Откуда берётся этот магнитизм, гильберт объяснить не мог. Он считал, что земля состоит из магнитного железа, и это свойство присуще ей. Изначально эта теория господствовала несколько веков, хотя у неё были серьёзные проблемы. Во первых, магнитное поле постепенно.

13: Меняется. Моряки замечали, что склонение стрелки компаса, угол между магнитным и географическим севером не остаётся постоянным в 17 веке в Лондоне склонение было 1, в 18 другим, если земля просто кусок намагниченного же.

14: Почему её поле движется, во вторых, в 19 веке учёные выяснили, что температура внутри земли намного выше точки Кюри для железа температуры, при которой материал теряет свои магнитные свойства железо в ядре планеты раскалено до темпера.

15: Температур в 1000 градусов. При такой жаре оно не может быть постоянным магнитом. Значит, источник поля должен быть другим. В начале 20 века родилась новая гипотеза теория геодинамо. Её предложили несколько учёных независимо друг от друга среди них

16: Их британец джозеф лармор суть идеи в следующем магнитное поле создаётся не статичным железом движением расплавленного металла во внешнем ядре планеты. Земля внутри похожа на гигантский генератор. Внешнее ядро состоит.

17: Из жидкого железа и никеля, которые циркулируют из за конвекции и вращения планеты, это движение проводящей жидкости создаёт электрические токи, а токи порождают магнитное поле. Теория геодинамо объясняла изме.

18: Поля. Если движение жидкости в ядре меняется, меняется и магнитное поле, но она не объясняла 1 вещь как поле может существовать миллиарды лет. Любой электрический ток со временем затухает из за сопротивления, чтобы

19: Поддерживать динамо нужен постоянный источник энергии, откуда он берётся? Ответ пришёл, когда геофизики изучили структуру ядра, более детально оказалось, что внутреннее твёрдое ядро медленно растёт железо из жидкого внешнего ядра.

20: Постепенно кристаллизуется и оседает на поверхности внутреннего ядра этот процесс высвобождает огромное количество тепла и лёгкие элементы, которые всплывают вверх, создавая конвекцию, конвекция приводит в движение жидкое железо движение.

21: Даёт токи, токи генерируют магнитное поле, а поле, в свою очередь, влияет на движение проводящей жидкости возникает самоподдерживающаяся система динамо звучит стройно, но эта теория долго оставалась гипотезой подтвер.

22: Её можно было только прямыми измерениями магнитного поля земли в разных точках и на протяжении длительного времени, и только с началом космической эры учёные получили такую возможность магнитосфера земли это не аккурат.

23: Диполь из учебников физики это сложная асимметричная структура, которая простирается на десятки тысяч километров в космос с той стороны, откуда дует солнечный ветер, она сжата до расстояния в 10 радиусов земли примерно 60.

24: Тысяч километров с противоположной стороны. Она вытянута в длинный хвост, который тянется на миллионы километров. Представьте, что вы стоите под водопадом. Вода бьёт сверху с огромной силой, но у вас в руках зонт зонд, отклоняя потоки.

25: Воды в стороны, и вы остаётесь относительно сухим, но зонт под напором деформируется, выгибается, дрожит вода, ищет слабые места, просачивается по краям магнитное поле, работает похожим образом солнечный ветер, поток, заря.

26: Заряженных частиц, которые солнце выбрасывает в космос со скоростью от 300 до 800 километров в секунду, врезается в магнитосферу и сжимает её частицы не могут проникнуть через поле напрямую, потому что они заряжены, а магнитное поле

27: Заставляет их двигаться по спиральным траекториям вдоль силовых линий если вам интересна история науки, подписывайтесь на наш telegram канал научный коллектив, там вы найдёте больше научных фактов, о которых редко говорят ссылка в закреплённом.

28: Комментарий. Но как именно это происходит, когда протон или электрон влетает в область магнитного поля, на него начинает действовать сила лоренса. Эта сила перпендикулярна и к направлению движения частицы, и к линиям поля в результате

29: Частица не летит по прямой, а закручивается в спираль. Чем сильнее поле, тем туже спираль большинство частиц солнечного ветра просто отклоняются вокруг магнитосферы и уносятся дальше в космос, обтекая землю, как вода обтекает камень в реке, но некоторые

30: Некоторые частицы все же проникают внутрь это происходит в полярных областях, где силовые линии магнитного поля погружаются в атмосферу, там нет сплошного барьера, линии поля открыты, как воронки, частицы проскальзывают вдоль этих линий и врезаются.

31: Верхние слои атмосферы над полюсами когда они сталкиваются с атомами кислорода и азота, те возбуждаются и начинают светиться, мы видим это свечение как полярное сияние, зелёные, красные, фиолетовые занавесы света, танцующие.

32: В небе арктики и антарктики, но полярное сияние это не просто красивое явление, это видимый признак того, что защита не абсолютна в полярных регионах радиационный фон выше, чем на экваторе пилоты, которые часто летают транс.

33: Полярными рейсами получают повышенные дозы радиации космонавты на мкс, орбита которой наклонена на 51 градус, регулярно проходят через полярные области и также подвергаются облучению, а есть ещё 1 проблема магнитные.

34: Когда на солнце происходит мощная вспышка или выброс корональной массы, в космос вылетает облако плазмы массой в миллиарды тонн. Если такое облако движется в сторону земли, оно достигает нашей планеты за 1 2 дня. Удар этой пла.

35: Plazma по магнитосфере, вызывает резкие изменения в магнитном поле. Силовые линии сжимаются, растягиваются перезамыкания. Этот момент в магнитосферу проникает огромное количество высокоэнергетичных частиц. Они устремляются вдоль линий поля к

36: Сам бомбардируют атмосферу, создают мощные электрические токи в ионосфере. Эти токи индуцируют паразитные токи в наземных линиях электропередач и трансформаторах. В 1989 году. Мощная геомагнитная

37: Вывела из строя электросеть канадской провинции Квебек. 6000000 человек остались без света на 9 часов трансформаторы перегрелись и расплавились. Ущерб составил сотни миллионов долларов, а в 1859 году

38: Году, когда технологий было меньше, произошло событие кэррингтона самая мощная зарегистрированная геомагнитная буря, полярные сияния наблюдались даже на карибах, телеграфные системы по всему миру выходили из строя, операторы получали удары током.

39: Бумага загоралась от искр. Если бы такая буря произошла сегодня, последствия были бы катастрофическими. Отключение спутников связи, навигации энергосетей по всему миру. Оценки ущерба достигают триллионов долларов. И вот что.

40: Важно понимать магнитное поле не может полностью защитить нас от таких событий. Оно смягчает удар, но не устраняет его. А если поле ослабнет ещё сильнее, каждая солнечная буря будет наносить больший урон, первые точные измерения.

41: Магнитного поля земли из космоса начались в пятидесятых годах 20 века, когда сша и ссср запустили свои первые спутники, но настоящий прорыв произошёл в начале 21 века с запуском специализированных миссий.

42: В 2007 году наса запустила миссию темис 5 идентичных спутников, которые изучали взаимодействие магнитосферы с солнечным ветром они летали на разных орбитах, образуя цепочку, которая позволяла отслеживать динамические процессы в магнитосфере.

43: В реальном времени и данные показали шокирующую вещь магнитосфера постоянно трещит по Швам учёные обнаружили явление, которое назвали магнитным пересоединением, когда линии магнитного поля земли встречаются с линиями.

44: Поле вмороженными в солнечный ветер. Они могут перезамкнул. Представьте, 2 верёвки, натянутые в разных направлениях. Если они соприкасаются и разрываются, концы каждой верёвки могут соединиться с концами другой. В результате образуются новые линии поля.

45: А энергия, которая удерживала старые линии в напряжении, высвобождается в виде потоков частиц. Эти частицы устремляются вдоль новых линий прямо в магнитосферу. Пересоединение происходит на дневной стороне магнитосферы, где поле земли.

46: Встречается с солнечным ветром и в магнитном хвосте на ночной стороне каждый раз, когда это случается, в магнитосферу проникает порция плазмы, процесс идёт постоянно, как дыхание, вдох, пересоединение на дневной стороне.

47: Выдох, пересоединение в хвосте и выброс энергии обратно в космос. Но иногда дыхание даёт сбой. Когда солнечный ветер усиливается, пересоединение ускоряется, и в магнитосферу вливается больше энергии, чем она может быть.

48: Быстро сбросить. Возникает перегрузка, и энергия разряжается в виде суббури, резкого всплеска активности, который вызывает яркие полярные сияния и геомагнитные возмущения. В 2013 году европейская

49: Космическое агентство запустило миссию сворм 3 спутника, которые летают на низкой околоземной орбите и измеряют магнитное поле с беспрецедентной точностью их данные подтвердили то, что учёные подозревали уже давно, поле неоднородно.

50: Есть участки, где оно сильнее среднего, и есть участки, где оно аномально слабое. Самая известная из этих аномалий южно атлантическая, она расположена над южной частью атлантического океана, между Южной Америкой и африкой. Здесь напряжённость.

51: Магнитного поля почти в 2 раза ниже, чем на других широтах. Почему? Потому что магнитная ось земли не совпадает с осью вращения. Она наклонена примерно на 11 градусов, а внутреннее магнитное поле имеет сложную структуру.

52: Кроме основного диполя есть более слабые мультипольные компоненты, которые искажают общую картину в районе южной атлантики. Эти компоненты складываются таким образом, что ослабляют поле для спутников, пролетающих через эту зону. Это

53: Настоящая проблема внутренний радиационный пояс Ван аллена, кольцо высокоэнергетичных протонов, которые захвачены магнитным полем и вращаются вокруг земли. Здесь опускается ближе к поверхности. Обычно этот пояс находится на высоте несколько тысяч.

54: Тысяч километров, но над южной атлантикой он спускается до нескольких сотен километров. Спутники на низкой орбите пролетают прямо через него. Электроника получает повышенные дозы радиации. Космический телескоп хаббл автоматически

55: Отключает научные приборы. Когда проходит через эту зону, чтобы избежать повреждений, международная космическая станция регулярно пересекает аномалию, и космонавты внутри получают дополнительную дозу облучения. А ещё выяснилось, что

56: Южно атлантическая аномалия растёт. Данные за последние 20 лет показывают, что она расширяется и углубляется. Площадь, где поле ослаблено, увеличилась почти на 20%. Одновременно аномалия дрейфует на запад со

57: Скоростью около 20 километров в год некоторые учёные считают, что это предвестник более масштабных изменений в структуре магнитного поля спутники вен элен probes, запущенные наса в 2012 году изучали радиационные.

58: Пояса и обнаружили ещё 1 странность. Иногда в поясах появляются зоны с очень высокой концентрацией частиц. Так называемые кольца накопления. Они формируются во время геомагнитных бурь и могут существовать недели или даже месяцы.

59: Эти кольца представляют дополнительную опасность для космических аппаратов. Электроника может выйти из строя за считанные часы пребывания в такой зоне. Все эти данные указывают на 1. Наш щит не такой надёжный, как мы думали. Он полон трещин аномалий.

60: Слабых мест и что ещё хуже, он продолжает слабеть. Если вы возьмёте кусок древней лавы и изучите ориентацию намагниченных минералов внутри вы получите снимок магнитного поля земли в тот момент, когда лава застывала. Это работает?

61: Потому что при остывании магнитные минералы, такие как магнитит, выстраиваются вдоль линий магнитного поля, как стрелки компаса, потом порода затвердевает, и ориентация минералов фиксируется навсегда. В начале 20 века учёные начали изучать

62: Намагниченность древних пород и обнаружили нечто странное в некоторых образцах магнитные минералы указывали не на север, а на юг сначала это списывали на ошибки измерений или локальные аномалии, но чем больше данных накапливалось, тем яснее становилос.

63: Земля в прошлом меняла полярность своего магнитного поля, север становился югом, юг, севером, настоящий прорыв произошёл в шестидесятых годах, когда геологи начали изучать магнитные аномалии на Дне океанов океан.

64: Дно постоянно обновляется в срединно океанических хребтах, из мантии поднимается расплавленная порода, застывает и расползается в стороны. Формируя новую океаническую кору. Учёные обнаружили, что магнитные свойства океанского Дна

65: Образуют симметричные полосы по обе стороны от Хребтов 1 полоса намагничена нормально, север указывает на север, следующая полоса намагничена в обратную сторону, потом снова нормальная и так далее это была палеомагнитная летопись.

66: Записанная в камне каждая полоса соответствовала определённому периоду времени, когда поле было нормальным, застывающая лава намагничивалась в 1 сторону, когда происходила инверсия, следующая порция лавы намагничивалась в противоположное.

67: Измерив ширину полос и зная скорость спрединга океанского Дна, учёные смогли построить хронологию инверсии за последние 180000000 лет оказалось, что инверсии происходили регулярно, но не периодически интервалы между ними сильно варьировались.

68: От нескольких Десятков тысяч до нескольких миллионов лет средняя частота примерно 4 5 инверсий за 1000000 лет, но были периоды, когда поле оставалось стабильным очень долго, например, в меловом периоде между 84.

69: И 124000000 лет назад магнитное поле не переворачивалось около 40000000 лет. Этот период называется миловой суперхром нормальной полярности. Последняя инверсия произошла 780000 лет.

70: Назад. Её называют инверсией брюнес матуяма по именам учёных, которые её идентифицировали. До этого. Полюсы были перевёрнуты. Магнитный юг находился на географическом севере, и, наоборот, переход занял, по разным оценкам, от

71: 1000 до 10000 лет. В течение этого времени магнитное поле сильно ослабло, возможно, до 10% от нынешнего уровня, а сама структура поля стала хаотичной. Вместо 1 диполя с 2 полюсами возникло несколько

72: Магнитных полюсов, разбросанных по планете. Представьте, что вы смотрите на компас во время инверсии. Сначала стрелка указывает на север, потом она начинает дрожать, отклоняться. Через несколько дней или недель она указывает на восток.

73: Потом на юго запад, потом компас вообще перестаёт работать, потому что поле стало настолько слабым и запутанным, что стрелка просто вращается, а затем, через несколько столетий или тысячелетий поле снова усиливается, но уже с противополо.

74: Ложной полярностью стрелка указывает на юг, что происходит в ядре планеты во время инверсии учёные до конца не понимают, но суть в том, что движение жидкого железа во внешнем ядре становится нестабильным конвекционный.

75: Потоки, которые поддерживают динамо, изменяют своё направление или силу, это может быть вызвано изменениями в тепловом потоке из внутреннего ядра или возмущениями на границе между ядром и мантией, когда баланс нарушается магнитное поле.

76: Убивает, а затем перестраивается в новую конфигурацию. И вот ключевой вопрос, могла ли инверсия вызвать массовые вымирания? Некоторые учёные искали корреляции между инверсиями и палеонтологическими данными. Идея в том, что во время

77: Инверсии когда поле слабое, земля получает больше космической радиации, ультрафиолетовое и рентгеновское излучение от солнца, а также космические лучи могли достигать поверхности в опасных количествах озоновый слой мог быть частично разрушен.

78: Что привело бы к ещё большему облучению животные и растения получили бы повышенные дозы радиации, что могло вызвать мутации, рак, снижение рождаемости, но прямых доказательств этого нет. Да, некоторые малые вымирания совпадают по времени.

79: Не с инверсиями, но большие катастрофы, такие как вымирание динозавров 66000000 лет назад, не связаны с магнитными переворотами скорее всего, жизнь достаточно устойчива, чтобы пережить временное ослабление поля. Атмосфера продолжает обеспечивать.

80: Защиту от большей части радиации. Но это не значит, что инверсия безопасна для современной цивилизации, которая зависит от технологий. И есть ещё 1 важный момент. Мы живём в 1 из самых длинных периодов стабильности. Последняя инверсия

81: Была почти 1000000 лет назад, а средний интервал между инверсиями 200 300000 лет. Статистически мы уже давно просрочили следующий переворот с 1800/30 годов учёные регулярно измеряют напряжённость магнитного поля земли.

82: В разных точках планеты первые систематические измерения провёл немецкий математик Карл фридрих гаусс. Он создал сеть магнитных обсерваторий и разработал математический метод описания поля через сферические гармоники. Это позволило

83: Не просто измерять поле локально, а строить глобальные модели данные показали, что поле постепенно слабеет за последние 180 лет дипольная компонента основная часть поля, создаваемая процессами в ядре, потеряла около 9%.

84: Своей силы это не выглядит катастрофически, но темп вызывает вопросы если экстраполировать текущую скорость ослабления, то через полторы 2000 лет pole может ослабеть до критически низкого уровня, но экстраполяция опасная вещь.

85: Магнитное поле не меняется линейно иногда оно ослабевает быстрее, иногда медленнее бывают периоды, когда оно на короткое время усиливается, а потом снова падает. Палеомагнитные данные показывают, что за последние 7000 лет напряжённость.

86: Поле колебалось в пределах плюс - 30% от среднего значения мы находимся в фазе снижения, но это не обязательно означает неизбежную инверсию, поле может стабилизироваться или даже восстановиться, однако есть тревожные признаки.

87: 1 из них поведение магнитных полюсов магнитный северный полюс точка, где силовые линии поля направлены строго вниз, не совпадает с географическим северным полюсом и постоянно движется в 19 и большей части 20 века.

88: Он дрейфовал медленно, со скоростью около 10:15 километров в год, но с девяностых годов 20 века он резко ускорился. Почему это происходит? Исследования показывают, что под Канадой и сибирью нахо.

89: Ходятся 2 крупных пятна магнитного поля высокой интенсивности, они создаются конвекционными потоками во внешнем ядре в последние десятилетия сибирское пятно усилилось, а канадское ослабло, магнитный полюс притягивается.

90: Туда, где поле сильнее, поэтому он сместился в сторону сибири, это движение создаёт практические проблемы навигационные системы, использующие магнитное склонение, угол между магнитным и географическим севером, должны постоянно.

91: Обновляться. Мировая магнитная модель, которую используют gps смартфоны, корабли, самолёты, обновляется каждые 5 лет, но в 2019 году модель пришлось обновить досрочно, потому что магнитный полюс двигался быстрее, чем предсказывали.

92: Расчёты. А что с магнитным южным полюсом? Он тоже движется, но медленнее около 10:15 километров в год. Асимметрия между северным и южным полушариями указывает на то, что процессы в ядре неоднородны. Если бы

93: Нам было идеально симметричным, оба полюса вели бы себя одинаково, но они этого не делают, и это намекает на сложные, возможно, хаотические процессы глубоко внутри планеты. Некоторые учёные предполагают, что текущее ослабление поля и ускорение

94: Движения полюсов могут быть предвестниками новой инверсии, но другие считают, что это просто очередная фаза естественной изменчивости поля. Проблема в том, что у нас нет достаточно длительных и точных наблюдений, чтобы сказать

95: Наверняка мы наблюдаем поле лишь последние 200 лет с приемлемой точностью, а процессы в ядре развиваются на масштабах тысячелетий это как пытаться предсказать погоду на год вперёд, имея данные всего за 1 неделю, и все же.

96: Вопрос остаётся, почему магнитное поле слабеет именно сейчас и что заставляет процессы в ядре меняться, чтобы понять, почему наш щит может исчезнуть, нужно заглянуть туда, куда не проникает ни 1 луч света и куда никак.

97: Когда не ступит нога человека в самый центр планеты, на глубину более 6000 километров, там, в условиях чудовищного давления и температуры, которая превышает температуру поверхности солнца, рождается магнитное поле земли, внешнее.

98: Ядро нашей планеты это сфера из расплавленного железа и никеля радиусом около 3500 километров. Температура там достигает 4 5000 градусов цельсия, а давление больше 130 гигапаскалей это в 1000000

99: 300000 раз выше атмосферного давления на поверхность. При таких условиях железо остаётся жидким, несмотря на колоссальную температуру, потому что давление препятствует его затвердеванию. А ещё глубже, в самом центре планеты, находи.

100: Внутреннее ядро Твёрдый железный шар диаметром около 2500 километров. Там давление настолько велико больше 360 гигапаскалей, что железо кристаллизуется, несмотря на температуру около

101: 6000 градусов. Граница между жидким внешним ядром и твёрдым внутренним. Это 1 из самых важных поверхностей в нашей планете. Именно здесь происходят процессы, которые питают геодинамо. Представь,

102: Представьте огромный Котёл, в котором кипит расплавленный металл. Снизу идёт постоянный нагрев, сверху охлаждение. Горячий металл поднимается вверх, остывший опускается вниз. Возникает конвекция круговое движение жидкости. Теперь добавьте в

103: Вращение вся эта система крутится вокруг оси со скоростью 1 оборот в сутки вращение отклоняет конвекционные потоки, возникает эффект кориолиса тот самый, который закручивает ураганы на земле, потоки жидкого железа начинают двигаться по спиральным трае.

104: Ктория, а железо это проводник. Когда проводящая жидкость движется в магнитном поле, в ней возникают электрические токи. Эти токи, в свою очередь, создают новое магнитное поле. Если условия, подходящие, новое поле усиливает исходное, что при

105: Водит к ещё более сильным токам, которые создают ещё более сильное поле, получается самоподдерживающаяся система динамо энергия для этого процесса берётся из 2 источников тепло, оставшееся от формирования плане.

106: Нет. И энергия, высвобождаемая при затвердевании внутреннего ядра, внутреннее ядро медленно растёт каждый год. На его поверхности кристаллизуется слой железа толщиной около миллиметра, когда железо переходит из жидкого состояния в твёрдое.

107: Оно высвобождает латентное тепло примерно от 3 до 4 тераватт мощности это эквивалентно мощности нескольких тысяч крупных электростанций. Кроме того, при кристаллизации лёгкие элементы, которые были растворены в жидком железе, не могут войти.

108: В кристаллическую решётку твёрдого ядра. Они выталкиваются в жидкость, как пузырьки Газа в газировке. Эти лёгкие элементы менее плотные, чем окружающее железо. Поэтому они всплывают, создавая дополнительную конвекцию. Звучит стабильно, но

109: Но система невероятно чувствительна к изменениям если тепловой поток из ядра меняется, меняется и интенсивность конвекции, а конвекция определяет структуру магнитного поля небольшие флуктуации на границе между ядром и мантией.

110: Могут вызвать крупномасштабные изменения в поле через сотни или 1000 лет, что может вызвать такие флуктуации? Мантия слой между ядром и земной корой тоже движется, хотя и медленно. Конвекция в мантии происходит со

111: Скоростью несколько сантиметров в год. Это та же конвекция, которая двигает тектонические плиты, создаёт вулканы и землетрясения на границе между мантией и ядром есть зоны, где мантийный материал горячее или холоднее.

112: Среднего эти температурные неоднородности влияют на тепловой поток из ядра в одних местах ядро остывает быстрее, в других медленнее, конвекционные потоки в жидком железе подстраиваются под эти условия и структура.

113: Магнитного поля меняется, кроме того, граница, ядро, мантия это негладкая поверхность, есть участки, где мантийный материал опускается глубже, образуя что-то вроде корней, есть места, где поднимаются горячие плюмы, столбы.

114: Расплавленной породы, которые питают вулканы на поверхности. Эти неровности влияют на движение жидкости в ядре, создавая завихрения и неоднородности в магнитном поле. И вот что важно геодинамо это нестабильная машина, это хаотическая система.

115: Которая балансирует на грани между порядком и беспорядком компьютерные модели показывают, что даже при постоянных внешних условиях динамо может спонтанно переходить от 1 конфигурации к другой иногда оно создаёт сильное дипольное поле с чётко выраженной

116: Полюсами. Иногда поле ослабевает, становится мультипольным, с несколькими полюсами, разбросанными по планете, а иногда динамо может полностью перевернуть полярность, что именно запускает инверсию, никто точно не знает воз.

117: Можно, это комбинация факторов изменение теплового потока, изменение скорости вращения планеты, изменение состава жидкости во внешнем ядре модели показывают, что инверсии происходят случайным образом, как часть естественной, изменчивой.

118: Динамо. Но в этом и проблема. Если процесс случайный, мы не можем его предсказать, мы можем только наблюдать признаки и догадываться. И текущее ослабление поля, Миграция полюсов, рост южно атлантической аномалии. Все это может

119: Быть признаками того, что динамо переходит в новое состояние. Но какое может быть это временная флуктуация, после которой поле восстановится, а может быть, это начало инверсии, которая растянется на 1000 лет. Пока

120: Мы не знаем, и в этом вся хрупкость нашего щита, он зависит от процессов, которые мы не контролируем и с трудом понимаем. Итак, что произойдёт, если магнитное поле ослабнет ещё сильнее или, что ещё хуже, если начнётся инверсия и поле.

121: На время почти исчезнет. Давайте разберём сценарий, основываясь на научных данных и моделях. 1 и самое очевидное атмосфера начнёт терять защиту. Магнитное поле не просто отклоняет заряженные частицы, оно также помогает.

122: Удерживать атмосферу на месте, когда солнечный ветер ударяет по магнитосфере, часть его энергии передаётся верхним слоям атмосферы. Это вызывает разогрев и частичное испарение атомов и молекул в космос. Процесс называется атмосферным испарение

123: Сейчас земля теряет около 3 килограммов водорода и 50 граммов Гелия в секунду из за этого процесса это ничтожные величины по сравнению с общей массой атмосферы, но если магнитное поле ослабнет в 10 раз интенсив.

124: Испарения может возрасти на порядки, солнечный ветер будет напрямую бомбардировать верхние слои атмосферы, нагревать их, выбивать атомы и ионы в kosmos конечно, атмосфера не исчезнет за годы или даже столетия процесс.

125: Медленный, но за миллионы лет потери могут стать значительными. Марс яркий пример. Когда-то у него было магнитное поле, похожее на земное. Но около 4 миллиардов лет назад динамо в ядре марса остановилось. Планета слишком маленькая.

126: Она быстрее остыла без защиты магнитного поля. Солнечный ветер постепенно сдул большую часть марсианской атмосферы в космос. Сейчас давление на поверхности марса меньше 1% от земного. Вода не может существовать в жидком виде. Поверхность.

127: Облучена радиацией, но земля больше марса и гравитация у неё сильнее даже без магнитного поля. Атмосфера не исчезнет быстро, однако изменения произойдут озоновый слой, который защищает поверхность от ультрафиолетового.

128: Излучение может быть частично разрушен, космические лучи и высокоэнергетичные частицы будут проникать глубже в атмосферу, вызывая химические реакции, которые разрушают молекулы озона, если озоновый слой истончится уровень ультра.

129: Ультрафиолетового излучения на поверхности возрастёт. Это опасно для живых организмов. Ультрафиолет повреждает днк, вызывает мутации рак кожи у людей, подавляет фотосинтез. У растений и фитопланктона есть исследования, которые связывают

130: Некоторые локальные вымирания в прошлом с периодами ослабления магнитного поля, например, около 42000 лет назад произошло кратковременное событие, известное как экскурс ла шамп магнитное поле ослабло до уровня.

131: Примерно 6% от текущего и оставалось слабым около 1000 лет некоторые учёные считают, что это совпало с исчезновением неандертальцев и вымиранием мегафауны в Австралии. Связь не доказана однозначно, но идея в том, что усиление

132: Радиации могло создать стресс для экосистем, однако для современной цивилизации опасность не в биологическом воздействии радиации атмосфера все равно обеспечивает значительную защиту, опасность в технологиях мы живём в мире, который полностью

133: Зависит от электроники, спутников электрических сетей, и все это уязвимо перед космической радиацией и геомагнитными бурями спутники на орбите уже сейчас страдают от радиационных повреждений солнечные панели дегра.

134: Dirt под воздействием высокоэнергетичных частиц электроника даёт сбои из за эффектов одиночных событий, когда космический луч попадает в микросхему и переключает бит в памяти или вызывает короткое замыкание, если магнитное поле.

135: Ослабнет радиационная среда на орбите станет ещё жёстче срок службы спутников сократится системы gps связи, наблюдения за землёй все это станет менее надёжным на поверхности земли эффекты будут косвенными.

136: Но не менее серьёзными геомагнитные бури, вызванные выбросами солнечной плазмы, будут сильнее флуктуации магнитного поля будут индуцировать токи в линиях электропередач, трубопроводах, железнодорожных путях трансформаторы будут перегреваться.

137: И выходить из строя энергосистемы могут отключаться на дни или недели, а современная экономика не может существовать без электричества остановка энергоснабжения в крупных городах на неделю приведёт к коллапсу логистики, остановке водоснабжения.

138: Отказу систем охлаждения в дата центрах больницах. Авиация тоже пострадает. Экипажи и пассажиры Самолётов, летящих на больших высотах, особенно полярными маршрутами, будут получать повышенные дозы радиации. Сейчас пилоты уже

139: Относится к профессиональной группе с повышенным радиационным риском при ослаблении поля дозы вырастут, и, возможно, придётся ограничивать количество Полётов или менять маршруты. Интересно, что некоторые животные тоже могут пострадать перелётные

140: Птицы, морские черепахи, киты, лосось все они используют магнитное поле земли для навигации. Они чувствуют направление и интенсивность поля и ориентируются по нему во время миграции. Если поле станет слабым и хаотичным. Эти

141: Виды могут потерять способность находить маршруты. Уже сейчас есть данные, что киты чаще выбрасываются на берег в районах с магнитными аномалиями. Возможно, они сбиваются с курса. Но самое страшное это неопределённость. Мы не

142: Знаем, как долго продлится инверсия, если она начнётся, палеомагнитные данные показывают, что переход может занять от 1000 до 10000 лет все это время поле будет слабым, человечество не сталкивалось с подобным вызовом в современной истории.

143: У нас нет опыта управления глобальной технологической цивилизацией в условиях резко ослабленного магнитного поля, и что нам делать? Остаётся только наблюдать, моделировать, готовиться. Учёные строят все более точные модели геодина.

144: Отслеживают изменение поля с помощью спутников, пытаются найти предвестники инверсии, а инженеры разрабатывают системы защиты для электросетей спутников инфраструктуры. Но можем ли мы действительно подготовиться к событию, которое может

145: Может растянуться на 1000 лет, чтобы понять нашу уязвимость, стоит взглянуть на соседей земли Марс и венеру. Обе планеты когда-то могли быть похожи на землю. У обеих, вероятно, были магнитные поля, но сегодня у них почти нет магнито.

146: Сферы и их судьбы служат предостережением. Марс это особенно поучительная история. Когда аппараты наса начали изучать марсианскую поверхность с орбиты, они обнаружили странные полосы намагниченности в древних породах южного полушария. Эти

147: Полосы очень похожи на те, что находят на Дне земных океанов чередующиеся участки с нормальной и обратной полярностью это означает, что у mars когда-то было глобальное магнитное поле и оно переворачивалось как земное, но около.

148: 4 миллиардов лет назад марсианское динамо остановилось, почему Марс значительно меньше земли. Его масса составляет всего 11% от земной. Меньшая планета остывает быстрее внутреннее тепло, которое пита

149: Конвекцию в ядре рассеивается в космос. Конвекция замедляется, токи в жидком железе ослабевают, динамо затухает, магнитное поле исчезло без защиты магнитного поля. Атмосфера марса оказалась беззащитной перед

150: Солнечным ветром данные с марсианского орбитального аппарата мавен показывают, что солнечный ветер сейчас срывает около 100 граммов марсианской атмосферы в секунду. Это, кажется, немного, но за миллиарды лет планета потеряла большую часть своей атмосферы.

151: Когда-то давление на поверхности марса могло быть сопоставимо с земным, и там текла жидкая вода об этом свидетельствуют древние речные долины, озёрные отложения, минералы, образующиеся только в присутствии воды, но сегодня Марс холодная пустыня, атмосфера.

152: Давление меньше 1% от земного, вода не может существовать в жидком виде, она сразу замерзает или испаряется, поверхность облучена космическими лучами и ультрафиолетом. Если на Марсе когда-то была жизнь, она либо

153: Вымерла либо ушла глубоко под поверхность, где радиация недостаёт. Марсианские исследования показывают, что планета потеряла не только атмосферу, но и воду. Изотопный анализ марсианской атмосферы показывает, что соотношение дейтерия

154: Водороду сильно отличается от земного дейтерий, тяжёлый изотоп водорода испаряется в космос медленнее, чем обычный водород высокое содержание дейтерия в марсианской атмосфере означает, что планета потеряла огромное количество водорода.

155: А значит, и воды. Учёные оценивают, что Марс мог потерять объём воды, эквивалентный глобальному океану глубиной в сотни метров. Можно ли было бы избежать этого, если бы у марса сохранилось магнитное поле? Вероятно, да.

156: Магнитное поле защитило бы атмосферу от прямого воздействия солнечного ветра. Атмосферное давление осталось бы выше. Вода могла бы существовать на поверхности. Марс мог бы быть обитаемым. Теперь посмотрим на венеру эта планета.

157: Примерно того же размера, что и земля, но её судьба совершенно иная. У венеры практически нет магнитного поля. Только слабая индуцированная магнитосфера, создаваемая взаимодействием солнечного ветра с верхними слоями атмосферы. Почему уве?

158: Нет, динамо остаётся загадкой. Возможно, её ядро полностью затвердело. Или, возможно, конвекция в ядре недостаточно интенсивна из за медленного вращения планеты. 1 оборот вокруг оси занимает 243 земных дня, но.

159: В отличие от марса, Венера не потеряла атмосферу, напротив, её атмосфера чудовищно плотная, давление на поверхности в 92 раза больше земного, это эквивалентно давлению на глубине, километр под водой, на земле атмосфера венеры состоит в основно.

160: Из углекислого Газа с примесью азота и следов других газов облака состоят из серной кислоты. Парниковый эффект настолько силён, что температура на поверхности достигает 470 градусов цельсия достаточно, чтобы плавить свинец.

161: Почему Венера, несмотря на отсутствие магнитного поля, сохранила атмосферу, потому что она ближе к солнцу, и вулканическая активность на ней была очень высокой. Вулканы выбрасывали в атмосферу огромное количество углекислого Газа, который создавал парниковый эффект. Это

162: Газ оставался в атмосфере, потому что на Венере нет воды, которая могла бы растворять углекислый газ и связывать его в карбонатных породах, как на земле, а плотная атмосфера обеспечивает некоторую защиту от солнечного ветра, он взаимодействует с верхними слоями атмосферы.

163: Не достигая поверхности. Но Венера это ад. Жизнь там невозможна на поверхности. Возможно, в верхних слоях атмосферы, где температура и давление близки к земным, могут существовать какие-то формы микробной жизни, но это пока лишь

164: Гипотеза, что эти 2 примера говорят о земле они показывают, что магнитное поле критически важно для сохранения благоприятных условий без него планета может пойти 2 путями потерять атмосферу и воду.

165: Как mars или превратится в раскалённую теплицу, как Венера, земля находится в уникальной позиции, она достаточно большая, чтобы поддерживать динамо, достаточно далека от солнца, чтобы не перегреться и у неё есть.

166: Да, которая регулирует климат, но эта уникальная позиция не гарантирована навсегда если геодинамо остановится, земля станет уязвимой, процесс не будет мгновенным, атмосфера не исчезнет за столетия, но за миллионы лет.

167: Земля может начать терять воду, как Марс, или если вулканическая активность останется высокой, а океаны испарятся, земля может пойти по пути венеры. Конечно, это крайние сценарии, и они не произойдут в обозримом будущем.

168: Динамо земли все ещё работает, и нет признаков, что оно остановится в ближайшие миллионы лет, но примеры марса и венеры напоминают нам магнитное поле. Это не роскошь, это необходимость для обитаемой планеты. Итак, мы живём в период

169: Когда магнитное поле слабеет, полюса мигрируют, а аномалии растут. Естественный вопрос когда же произойдёт следующая инверсия, можем ли мы её предсказать? Короткий ответ? Нет, не можем, длинный ответ сложнее.

170: Палеомагнитные данные показывают, что инверсии происходят нерегулярно. Иногда интервал между ними составляет несколько Десятков тысяч лет, иногда миллионы. Последняя инверсия брюнес матуяма произошла 780000 лет на

171: Назад средний интервал между инверсиями за последние несколько миллионов лет около 200 300000 лет это означает, что мы уже давно находимся в периоде стабильности, который превышает средний статистически следующая инверсия запазд.

172: Но статистика здесь не помогает инверсии это не периодические события, как затмения или кометы, это случайные флуктуации хаотической системы, однако есть признаки, которые могут указывать на приближение инверсии 1.

173: Из них ослабление дипольные компоненты поля перед инверсией. Поле обычно слабеет до 10 20% от нормального уровня. Мы уже наблюдаем ослабление за последние 200 лет поле потеряло около 10% силы, но это ещё

174: Не критический уровень 2 признак изменение структуры поля перед инверсией дипольное поле начинает распадаться на мультипольные компоненты вместо 2 чётких полюсов появляются дополнительные, более слабые полюса юж.

175: Атлантическая аномалия может быть таким признаком это область, где поле локально ослаблено, и некоторые модели показывают, что там формируется дополнительный магнитный полюс обратной полярности. 3 признак ускорение движе.

176: Магнитных полюсов. Когда поле стабильно, полюса дрейфуют медленно. Когда начинается переход, их движение ускоряется. Магнитный северный полюс сейчас движется со скоростью 50 55 километров в год. Это гораздо бы

177: Быстрее, чем в прошлом веке. Казалось бы, все признаки указывают на приближение инверсии. Но проблема в том, что те же признаки наблюдались и раньше, и инверсия не произошла, например, в районе 1200 года нашей эры.

178: Магнитное поле начало быстро ослабевать учёные, изучавшие палеомагнитные данные, обнаружили, что скорость ослабления была сопоставима с текущей многие думали, что начинается инверсия, но около 500 лет назад.

179: Ослабление прекратилось, и поле стабилизировалось, это называется неудавшейся инверсией или магнитным экскурсом, кратковременным отклонением от нормального состояния. Самый известный экскурс событие ла шамп, которое

180: Произошло около 42000 лет назад. Магнитное поле ослабло до 6% от текущего уровня и оставалось слабым. Примерно 1000 лет полюсы начали мигрировать, появились дополнительные магнитные полюса, но затем

181: Поле восстановилось, и инверсия не произошла. Это показывает, что система может колебаться на грани перехода, но затем вернуться к стабильному состоянию, так что текущее ослабление может быть началом инверсии или это может быть?

182: Очередной экскурс, после которого поле восстановится, мы просто не знаем у нас нет достаточно длинных и точных наблюдений, чтобы построить надёжную предсказательную модель. Компьютерное моделирование геодинамо помогает, но ограничено.

183: Модели показывают, что динамо это сложная нелинейная система с множеством обратных связей. Небольшие изменения в начальных условиях могут привести к совершенно разным результатам. Это свойство хаотических систем. Мы можем модели

184: Общее поведение, например, что инверсии происходят случайным образом, с определённой средней частотой, но предсказать конкретную инверсию, сказать, что она произойдёт через 1000 или 10000 лет, пока невозможно есть ещё.

185: 1 фактор неопределённости влияние внешних событий, например, падение крупного астероида могло бы вызвать возмущение в мантии, которые повлияли бы на тепловой поток из ядра и, возможно, запустили бы инверсию, но такие события редки.

186: И непредсказуемы. Так что в итоге мы остаёмся в состоянии неопределённости. Инверсия может начаться завтра или через 1000 лет, или через 1000000. Мы можем только наблюдать, собирать данные и надеяться, что рано или поздно поймём закономерности.

187: Достаточно хорошо, чтобы делать прогнозы, а пока нам остаётся жить с осознанием, что наш щит хрупок, и мы не знаем, сколько времени у нас ещё есть. Представим, что инверсия началась, магнитное поле слабеет, становится хаотичным.

188: Спутники выходят из строя чаще энергосистемы страдают от геомагнитных бурь. Радиационный фон на высоте Полётов Самолётов растёт. Можем ли мы что-то сделать, чтобы защититься? На 1 взгляд задача кажется невыполнимой. Мы не можем контроли.

189: Процессы в ядре планеты. Мы не можем перезапустить геодинамо или усилить магнитное поле. Это за пределами наших технологических возможностей и, вероятно, останется таковым ещё многие века. Но мы можем адаптироваться. Начнём

190: Со спутников уже сейчас инженеры разрабатывают спутники с повышенной радиационной стойкостью используются более толстые экраны, специальные материалы, избыточные системы, которые могут продолжать работу даже при частичных повреждениях микросхема проектирует.

191: Так, чтобы минимизировать эффекты одиночных событий, используются тройные избыточные схемы, где каждый бит информации хранится в 3 местах и система выбирает большинство. Спутники могут быть размещены на более высоких орбитах, где радиационные

192: Среда менее жёсткая, хотя это увеличивает стоимость запуска и усложняет связь или можно создать созвездие из множества маленьких Дешёвых спутников, которые легко заменить при выходе из строя это уже делается компании вроде спейс икс.

193: Развивают систему старлинг, где на орбите 1000 спутников и потеря нескольких некритична для защиты энергосистем от геомагнитных бурь существуют технические решения, можно устанавливать устройства, которые блокируют индуцированные токи в транс.

194: Форматорах можно строить распределённые энергосистемы с множеством независимых узлов, чтобы отказ 1 участка не приводил к каскадному отключению всей сети можно создавать запасы трансформаторов и другого критически важного оборудования, которое сложно

195: Заменить быстро. Некоторые страны уже начали подготовку. Например, сша. В 2015 году приняли стратегию по защите инфраструктуры от космической погоды. Создаются системы предупреждения о солнечных бурях, которые дают операторам энергосети.

196: Время для принятия защитных мер спутники Соха и discover, находящиеся между землёй и солнцем, отслеживают солнечный ветер и могут дать предупреждение за 15:30 минут до удара по магнитосфере этого времени достаточно.

197: Чтобы отключить наиболее уязвимые элементы сети и минимизировать ущерб, авиация может адаптироваться, изменяя маршруты Полётов если радиационный фон на полярных маршрутах станет слишком высоким, самолёты будут летать через более низ.

198: Широты. Это увеличит время полёта и расход топлива, но сделает полёты безопаснее. Или можно разработать самолёты с улучшенной радиационной защитой для экипажей и пассажиров. А что насчёт защиты людей от радиации на поверхности?

199: Атмосфера обеспечивает значительную защиту даже при ослабленном магнитном поле на уровне моря радиационный фон вряд ли вырастет до опасных уровней даже во время инверсии основная проблема ультрафиолетовое излучение, если озоновый слой.

200: Будет повреждён, но человечество уже сталкивалось с этой проблемой. В восьмидесятых девяностых годах 20 века озоновый слой истончался из за выбросов фреонов. Международное сообщество приняло монреальский протокол, запретило фрио.

201: И озоновый слой начал восстанавливаться если во время инверсии озоновый слой снова пострадает, можно будет принять меры, контролировать выбросы веществ, разрушающих озон, использовать защитную одежду и солнцезащитные кремы, избегать.

202: Длительного пребывания на солнце. Интересно, что природа уже даёт нам модели для адаптации жизнь на земле пережила сотни инверсий за последние сотни миллионов лет и массовых вымираний, однозначно связанных с инверсиями, не зафиксировано.

203: Организмы адаптировались некоторые виды, возможно, мигрировали в более защищённые регионы под землю, под воду, другие выработали механизмы репарации днк, которые позволяют справляться с повышенными уровнями радиации человечество.

204: Обладает гораздо большими возможностями для адаптации благодаря технологиям. Но есть и философский вопрос стоит ли нам беспокоиться о событии, которое может произойти через 1000 лет? У человечества достаточно проблем в настоящем изменение кли.

205: Истощение ресурсов, пандемии, конфликты. Зачем думать о магнитных инверсиях? Ответ в том, что подготовка к долгосрочным угрозам делает нас устойчивее и краткосрочным. Защита энергосистем от геомагнитных бурь полезна уже.

206: Сейчас сильные бури происходят регулярно, без всякой инверсии разработка радиационно стойких технологий пригодится для космических миссий, для работы в условиях повышенной радиации на земле изучение магнитного поля углубляет наше.

207: Понимание планетарных процессов, что может помочь в поисках обитаемых экзопланет. И ещё 1 момент. Осознание хрупкости нашего щита меняет перспективу. Мы привыкли думать о земле как о стабильной, неизменной платформе, но на самом

208: Деле это динамичная система, которая постоянно меняется. Магнитное поле лишь 1 из примеров климат тоже меняется. Тектонические плиты двигаются, виды вымирают и появляются, земля живая, и мы часть этого живого.

209: Организма. Понимание этого может сделать нас более ответственными в отношении планеты, на которой мы живём. Так, магнитное поле наш самый хрупкий щит. Оно защищает нас от космической радиации, но оно не вечно, оно слабеет, меняется.

210: И однажды оно может перевернуться или даже исчезнуть на время. Мы не знаем, когда это произойдёт, но мы знаем, что это возможно, и вместо того, чтобы паниковать, мы можем готовиться, адаптироваться, исследовать человечество всегда сталкивалось с угрозами.

211: Находила способы выжить. Магнитная инверсия это просто ещё 1 вызов, который нам предстоит принять. И если мы будем достаточно мудры, чтобы учиться у прошлого, достаточно изобретательны, чтобы использовать наши технологии, и достаточно

212: Ромны, чтобы признать пределы нашего контроля над природой, мы переживём и это в начале этого рассказа я говорил о битве, которая разворачивается над вашей головой. Каждую секунду потоки заряженных частиц врезаются в невидимый барьер, и этот

213: Барьер держит удар миллиарды лет, но теперь вы знаете, что барьер не так прочен, как кажется. Он дышит. Он меняется, он слабеет. Магнитное поле земли. Это не стена из камня, а живой щит, созданный бурлящим железом в.

214: Глубинах планеты. Мы живём в уникальный момент. Возможно, через несколько поколений или через несколько столетий, или даже тысячелетий. Человечество увидит инверсию магнитных полюсов. Компасы укажут на юг полярные

215: Сияние охватит экватор, а спутники 1 за другим будут выходить из строя. Это будет испытание для нашей цивилизации, но это также будет напоминанием о том, что мы живём на динамичной, изменчивой планете, которая никогда не стояла на месте.

216: И знаете, в этом есть что-то глубокое магнитное поле показывает нам, что ничто не вечно, даже защита, которая кажется незыблемой. Со временем меняется, это урок смирения и одновременно надежды, если наш щит может осла.

217: Значит, мы должны ценить его, пока он с нами, и если однажды он исчезнет, мы должны быть готовы найти новые способы защитить себя, если это видео заставило вас задуматься о хрупкости нашего мира и о том, как

218: Как важно понимать процессы, которые делают жизнь возможной. Поставьте лайк и подпишитесь на канал. Впереди ещё много историй о том, как работает наша удивительная планета и какие тайны она скрывает в своих губи.