можно ли усилить магнитное поле земли
Можно ли усилить магнитное поле планеты? Какими способами это можно сделать?
вот об этом на примере Венеры:
Проблема отсутствия у Венеры магнитного поля
Магнитное поле Земли достаточно эффективно защищает поверхность нашей планеты от бомбардировки заряженными частицами. Магнитное поле подхватывает эти частицы (протоны и электроны), заставляя их двигаться вдоль силовых линий. Тем самым предотвращается их взаимодействие с верхними слоями атмосферы.
Венера лишена собственного магнитного поля, имеется лишь слабая магнитосфера, обязанная своим появлением взаимодействию солнечного магнитного поля с ионосферой планеты. В результате воздействия заряженных частиц из космоса на атмосферу Венеры происходит, в частности, ионизация и диссипация водяного пара. Водород, образующийся при этих процессах, спокойно покидает планету, поскольку характерные скорости молекул водорода сопоставимы со второй космической скоростью. Именно так Венера лишилась всей воды, доставшейся ей при образовании планеты.
При терраформировании Венеры придётся решить и эту проблему.
Первый путь — «раскрутка» планеты. Поскольку Венера — планета земной группы, есть надежда, что возникнет «магнитное динамо». По косвенным признакам, на Венере присутствуют механизмы, аналогичные земной тектонике плит, следовательно, Венера имеет металлическое ядро. Однако этот путь связан с колоссальными техническими трудностями ввиду огромных энергозатрат.
Второй путь — прокладка вдоль экватора Венеры электрического провода (лучше всего сверхпроводникового) и возбуждение в нём тока. Несмотря на грандиозность этой задачи, она представляется более осуществимой в техническом плане, чем первый путь.
ВОТ БЕРЕШЬ НЕОДИМОВЫЙ МАГНИТ РАЗМЕРОМ С ЛУНУ и НАЧИНАЕШЬ ТЕРЕТЬ ИМ ЗЕМЛЮ
Дело не в ядре: раскрыта тайна магнитного поля Земли
Учёные заглянули в самое начало эволюции планеты и обнаружили, что её знаменитый антирадиационный щит на самом деле возник не так, как мы привыкли думать.
Как устроена магнитосфера Земли
Планета находится в гигантском облаке смертоносных частиц, идущих от Солнца и от всей Галактики в целом. И мы живём на этой планете потому, что данные частицы на нас не обрушиваются: сильное магнитное поле Земли заставляет их огибать её и следовать дальше в космос. Притом мощный солнечный ветер как бы сплющивает магнитосферу с той стороны, которая смотрит на светило. Но даже при этом она простирается на 70 тысяч километров — это добрый десяток радиусов Земли. А с другой стороны магнитное поле образует и вовсе исполинский шлейф на пару сотен земных радиусов.
Что создаёт магнитное поле Земли
В 1905 году Альберт Эйнштейн назвал этот вопрос одной из главных загадок физики XX века. Надо признать, спустя сто лет нельзя сказать, что она разгадана окончательно. Мы знаем, что магнитное поле возникает там, где есть электрический ток. Значит, планета Земля представляет собой гигантский электрогенератор. Спрашивается, как в недрах возникает это электричество? Самой убедительной считают теорию динамо: сначала от трения потоков расплавленное вещество электризуется, возникает ток — и вместе с ним магнитное поле, а потом эти же потоки проходят сквозь поле — и из-за этого опять возникает ток. И так далее бесконечно. А трение возникает, например, потому, что в жидких (или, скорее, вязких) слоях планеты идёт конвекция: более горячее вещество поднимается кверху, менее горячее опускается вниз. К тому же планета вращается вокруг своей оси, а это неизбежно означает какие-то движения в её разнородных недрах.
Сибирская сила. Что на самом деле сдвигает «северный» магнитный полюс
Где рождается земной магнетизм
До сих пор мы были уверены, что, разумеется, в ядре. Оно состоит из двух частей: внешней жидкой оболочки из расплавленного железа и сердцевины — она тоже железная, но из-за неимоверного давления твёрдая. И вот при взаимодействии твёрдой и жидкой частей возникает теплообмен, конвективные потоки и, как следствие, электричество. Как известно, железо прекрасно проводит ток, так что всё сходится.
Впрочем, как выясняется, всё, да не всё. Дело в том, что сердцевина стала твёрдой сравнительно недавно — полтора миллиарда лет назад. Но учёные убеждены, что магнитное поле Земли возникло никак не позже 4,2 миллиарда лет назад. По сути, оно родилось вскоре после самой планеты — ей как раз примерно четыре с половиной миллиарда лет. Возник вопрос, что создавало магнетизм на ранних этапах эволюции Земли.
Зацепка появилась в 2007 году. Тогда французские учёные заявили, что нижний слой земной мантии оставался жидким примерно пару миллиардов лет. Сейчас, надо сказать, мантия почти вся твёрдая, опять же из-за давления. Лишь в самой верхней части остаётся вязкая магма, которая иногда вырывается на поверхность из жерл вулканов.
Проблема в том, что даже в виде пластичной жижи мантийное вещество всегда считали очень плохим проводником электричества. Но дело в том, что тестировать его где-то в лаборатории — это совсем не то, что понаблюдать за ним в недрах Земли. Поэтому учёные из Калифорнийского университета в Сан-Диего решили всё выяснить самым, вероятно, продвинутым на сегодняшний день способом — путём вычислений, основанных на принципах квантовой механики. Это позволило смоделировать поведение вещества не здесь, на поверхности, а именно у самого земного ядра. Так вот, выяснилось, что на такой глубине мантия вполне себе электропроводна — во всяком случае, динамо поддерживать может.
Значит, именно мантия изначально защищала Землю своим покрывалом. И без неё жизни на планете могло и не быть.
Самое интересное из мира науки и технологий — в телеграм-канале автора.
Верхом на магнитном поле
Всем, кто интересуется историей техники, хорошо известно имя Николы Теслы (1856–1943). Известно и то, что им был якобы создан загадочный электромобиль. Во всяком случае, сам изобретатель утверждал, что электромобиль его конструкции черпает энергию из окружающего пространства.
Об экспериментах Теслы писали в 1931 году многие американские газеты. Информация в большинстве публикаций сводится к следующему: Тесла снял бензиновый двигатель с нового автомобиля фирмы Pierce-Arrow и заменил его стандартным электромотором переменного тока мощностью в 80 л.с. (1800 об/мин) без видимых внешних источников питания. В коробке размером 60х30х15 см он смонтировал какую-то схему из 12 электронных ламп, нескольких резисторов, проводов и двух стержней, торчащих снаружи.
Укрепив коробку за сиденьем водителя, он выдвинул стержни и объявил: «Теперь у нас есть энергия!» С этими приспособлениями он ездил на машине со скоростью до 150 км/ч! Разумеется, у очевидцев возникал вопрос об источнике энергии. Тесла отвечал кратко: «Из эфира, который вокруг нас!» Суеверные американцы заподозрили его в связях с нечистой силой. Ученого это рассердило, он удалил из машины таинственную коробку и возвратился в свою нью-йоркскую лабораторию.
Некоторые исследователи считают, что гениальный серб мог использовать в своем генераторе магнитное поле Земли (МПЗ), настраивая свою схему высокочастотного переменного тока в резонанс с его «пульсом» частотой около 7,5 Гц.
Идея использования МПЗ для получения электрического тока не нова. Например, она рассматривается разработчиками тросовых космических систем. Ведутся и другие исследования в области практического применения МПЗ.
Кандидат физико-математических наук Евгений Тимофеев, сотрудник РКК «Энергия», уже несколько лет работает в этом направлении. Он даже создал экспериментальный образец подобного генератора. Когда это небольшое полукилограммовое устройство приводится в движение рукой, точнейший вольтметр регистрирует возникновение в цепи электродвижущей силы (ЭДС). Как пояснил изобретатель, принцип работы этого генератора основан на пересечении магнитного поля Земли соленоидом, некоторая часть обмотки которого защищена магнитным экраном.
Совершенствуя свое устройство, автор изобретения сумел к настоящему времени довести ЭДС примерно до 0,5 милливольта (при скорости движения около 1 м/с). В таком случае кому как не Тимофееву уместно задать вопрос, какими энергетическими возможностями обладал Никола Тесла? Ответ был подробным и популярным.
«В окружающем пространстве легко обнаруживается энергия солнечного излучения и магнитного поля Земли, – поясняет Тимофеев. – Однако воспользоваться энергией солнечного излучения Тесла не мог. Это было связано с отсутствием необходимых в то время устройств ее преобразования в электрическую энергию. Поэтому «в руках» у Теслы была только энергия МПЗ. В вопросе использования энергии солнечного излучения человечество достигло сегодня наибольшего прогресса. А вот к использованию энергии МПЗ мы только-только приступаем. Таким образом, можно утверждать, что, несмотря на существующие научные достижения, мы в некоторой степени находимся примерно в той же ситуации, что и Тесла лет 75 назад».
Для движения электромобиля нужна мощность около нескольких киловатт. Из приведенных выше значений ЭДС видно, что пути ее увеличения есть. Для этого достаточно увеличить обмотку соленоида и скорость его движения. И Тесла мог использовать такой генератор в качестве источника тока, питающего двигатель. Упоминавшиеся же электролампы и резисторы не более чем шутка гениального изобретателя, сознательно уводящего читателей от истины.
«Тесла схитрил еще один раз, – считает Тимофеев, – не упомянув о наличии устройства, необходимого для создания первоначальной скорости электромобиля. Таким устройством могла для его целей служить либо аккумуляторная батарея, либо заведенная пружина, раскрутившая соленоид. В противном случае ЭДС создать не удастся».
В отличие от Тимофеева Тесла обладал значительными людскими и финансовыми ресурсами, что позволило ему достаточно быстро достичь нужного результата. Но зачем великому физику понадобилось скрывать свой основной результат и принцип работы электромобиля? На это Евгений Иванович ответил предположением: «Возможно, Тесла обнаружил свойства магнитного экранирования случайно, а отсутствие научного толкования помешало продолжению работ. Однако Тесла достиг главного: загадка его электромобиля до сих пор тревожит умы современных исследователей».
Инверсия магнитного поля Земли: человечество на пороге глобальной катастрофы?
Многие глобальные процессы на земле нам кажутся незыблемыми и постоянными. К примеру, мы знаем, что земля делает оборот вокруг своей оси за 24 часа, и по-другому быть не может. Но на самом деле ранее Земля вращалась гораздо быстрее, но потом скорость ее вращения замедлилась, что привело к «кислородной катастрофе». Да и сейчас скорость вращения нашей планеты весьма нестабильна. Аналогичная ситуация и с магнитными полюсами — они тоже непостоянны. Во-первых, расположены не строго на южном и северном географических полюсах, как многие полагают. Во-вторых, постоянно находятся в движении. А северный магнитный полюс вообще в последнее время с достаточно высокой скоростью стал перемещаться в сторону евразийского континента. Более того, ученые пришли к выводу, что периодически южный и северный магнитные полюса меняются местами. Этот процесс называется инверсией магнитного поля Земли. Явление происходит крайне редко, и за время существования Homo sapiens не происходило еще ни разу. Отсюда возникает вопрос, может ли оно повториться в ближайшее время и скажется ли на жизни на Земле?
Северный и южный полюса Земли периодически меняются местами — этот процесс называется инверсией
Как часто происходит инверсия магнитного поля
По расчетам ученых, последний раз инверсия магнитного поля происходила на Земле 780 тысяч лет назад. Но как часто происходит это явление? Интервалы могут быть разными, от нескольких десятков тысяч лет, до десятков миллионов. Грубо говоря, она может случиться как в любой момент, так и не случиться вообще.
Сам процесс смены полюсов, по оценкам ученых, тоже не быстрый. Он может длиться от нескольких сотен, до нескольких тысяч лет. Как предполагают некоторые ученые, начавшееся ускорение движение северного магнитного полюса может свидетельствовать о начале инверсии магнитного поля.
В чем опасность от смены магнитных полюсов
Специалисты из университета Джонса Хопкинса пришли к выводу, что в процессе инверсии магнитное поле Земли настолько ослабевает, что перестает защищать планету от космического излучения. Поэтому следующая смена полюсов может грозить человечеству глобальной катастрофой.
Конечно, впоследствии магнитное поле восстанавливается, причем по геологическим масштабам сравнительно быстро. Однако по человеческим меркам этот срок очень большой, составляет десятки тысяч лет. За это время на планете от космической радиации может погибнуть практически все живое.
В результате снижения напряженности магнитного поля Земля не сможет противостоять космическому излучению
Как говорит кандидат физико-математических наук Владимир Павлов из Института физики Земли РАН. Ученым известно, что в периоды инверсий, которые многократно случались на нашей планете, сила магнитного поля падала в 8-10 раз ниже нормы. Поэтому существует даже мнение, что именно инверсии становились причиной массовых вымираний на Земле. В частности. Сильное космическое излучение привело к вымиранию мамонтов и неандертальцев. Подробные результаты исследований опубликованы в журнале Science.
Ученые изучали событие Лашамп, которое произошло примерно 41,4 тысячи лет назад. Это была не полноценная инверсия, а кратковременное изменение магнитного поля. Тогда его напряженность стремительно снижалась на протяжении полутора тысяч лет. В результате планета подвергалась сильному космическому излучению. Понять, как это событие повлияло на жизнь на планете позволило окаменевшее дерево Agathis australis, которое в 2019 году нашли в Новой Зеландии.
Что примечательно, примерно в то же время появились первые образцы наскальной живописи, которые древние люди наносили охрой. Ученые предполагают, что Homo sapiens приходилось часто прятаться в пещерах от ультрафиолетового излучения. А сама охра вначале применялась для защиты тела от солнечного излучения, а уже потом для наскальных рисунков.
Неандертальцы возможно вымерли в результате снижения уровня магнитного поля Земли
Конечно, в случае очередного уменьшения напряженности магнитного поля человечество наверняка придумает способы как защититься от солнечной радиации. Однако, у нас на земле выстроена мощная техносфера, которая весьма чувствительна к природным катаклизмам. Поэтому инверсия вызовет коллапс самых разных электрических систем.
Если мысли о глобальной катастрофе вас встревожила, обязательно подпишитесь на наш Telegram-канал, где веселые мемы и шутки вам обязательно поднимут настроение.
Процесс смены полюсов на Земле уже начался?
По словам Владимира Павлова последние несколько миллионов лет на Земле инверсия происходила с частотой 4-5 раз в течение миллиона лет. Соответственно, средняя периодичность равнялась 200-250 тысячам лет. Но, как мы сказали выше, последняя смена полюсов произошла 780 тысяч лет назад. Подобная задержка сама по себе является поводом для беспокойства.
Причем ученые уже сейчас фиксируют первые возможные симптомы этого процесса. В частности, отмечается снижение напряженности магнитного поля Земли, которое за последние 150 лет уменьшилось на 10%. Но главное опасение вызывает упомянутый выше северный магнитный полюс земли. Он, как и южный, всегда находился в движении. Однако его траектория и скорость ранее были постоянными. В последнее же время отмечается резкое ускорение. За год он перемещается на 65 километров. Причем, скорость с каждым годом нарастает.
Ускорение движения северного магнитного полюса может свидетельствовать о скорой инверсии магнитного поля
Какие еще природные и космические процессы угрожают человечеству в ближайшем будущем? Материалы с научными обоснованиями на эту тему вы найдете на нашем Яндекс.Дзен-канале.
.
Северный магнитный полюс уже преодолел 200-мильную зону Канады и движется в сторону российского арктического побережья. Через 50 лет он достигнет архипелага Северная Земля. А если будет ускоряться, то появится здесь еще раньше.
По какой причине происходит инверсия полюсов и какие процессы в недрах земли сопровождают это явление, науке пока неизвестно. Поэтому делать точные прогнозы о сроках и начале инверсии практически невозможно. Но зато можно точно сказать одно — процесс переполюсовки очень долгоиграющий. А значит ни мы с вами, ни наши дети, ни внуки или правнуки не смогут ощутить его на себе. Гораздо более опасным является глобальное потепление, последствия которого ощущаются уже сегодня.
Отключение магнитного поля Земли при инверсии полюсов. Конец света или страшилки?
И скорость его перемещения не постоянна. Сейчас она составляет 55 км/год. Тогда как в 1990г. его скорость движения составляла всего лишь 15 км/год. В 2019г. на год раньше пришлось вносить поправки в карты магнитных склонений для навигации. Т.к. магнитное поле используется для определение севера до сих пор, как дублирующая информация параллельно системам спутниковой навигации.
Движение магнитного поля. Красные линии – склонение, разница между географическим полюсом и магнитным. Зеленые линии – четкое направление магнитного поля на географический полюс.
Магнитный полюс движется. И что? Эта поверхностная информация давно и регулярно появляется в СМИ. Но, к сожалению, глубже в тему мало кто погружается. А информация здесь заставляет задуматься…
В южной Атлантике существует магнитная аномалия. Красным выделено ослабленное магнитное поле. По какой причине – есть только предположения. Но, согласитесь, очень странная локальная аномалия с ослабленным магнетизмом.
Как видно, аномалии усиливаются. Зоны обратной направленности магнитного поля расширяются по площади. Исходя из разных данных, строят модели магнитного поля в прошлом. Модели показывают, что совсем недавно магнитное поле имело обратную направленность. И такое происходило не раз.
Судя из этой модели, инверсия магнитного поля поля возможна в любой момент. Особенно страшно выглядит с учетом того, что скорость перемещения магнитного полюса возрастает. Это же подтверждают многие ученые, высказывая опасения. А есть ли физические основания такой «страшилке»?
Научные данные из магнитостратиграфической шкалы. Инверсия происходила не один раз. Периоды приближены к возрасту пород. А с периодами образованием пород геология, на мой взгляд, не является точной наукой даже в таких мсаштабах. Т.е. где указаны миллионы лет – могут оказаться просто тысячилетия.
Чем страшна инверсия магнитного поля Земли? Есть мнение, что перед этим событием произойдет его полное отключение, либо ослабление. Земля не сможет защищать свою биосферу от космического и солнечного радиационного излучения. И это может привести к глобальному вымиранию флоры и фауны. Но в СМИ всех успокаивают, сообщают, что такое может произойти через тысячи лет.
Посмотрите короткий новостной телевизионный ролик, где как раз говорится про возможное отключение магнитного поля при переполюсовке (инверсии):
https://youtu.be/iCBIs_TGWcw
Возможно, ученые много что знают, но популяризировать свою информацию не собираются. Если это событие, отключение во время переполюсовки магнитного поля и предвидится – предупреждать, а тем более спасать простое население никто не собирается. Поэтому, простое правило для всех: осведомлен – вооружен. А если они заблуждаются?
В 2014г. все станции слежения за уровнем магнитного поля зафиксировали вот такую картину. Магнитосфера стала напоминать поле как у генератора синусоиды. Как это можно объяснить с точки зрения современных представлений о генерации магнитного поля Земли внутри расплавленных мантийных слоев – непонятно. Поэтому ученый мир проигнорировал этот факт и не афишировал данные. Может его где-то в научных кабинетах и обсуждают. Видимо, не знают что с этим делать.
Давайте разберемся подробнее чем страшна инверсия магнитного поля Земли? По информации ученых, наша технократическая цивилизация не переживет отключение магнитного поля. Вся электроника выйдет из строя. А в худшем случае – все живое погибнет из-за радиации. Лично для меня не совсем понятно почему так увеличится уровень проникающей радиации на поверхности Земли.
Представим: магнитное поле отключилось и на Землю начинает проникать радиация в виде протонов. А сейчас они не проникают? Их собирает магнитное поле Земли и фокусирует в приполярные районы северного полушария.
Протоны при движении «скользят» вдоль магнитных силовых линий и влетают в атмосферу в именно в приполярных местах входа этих магнитных полей. Иными словами, магнитное поле Земли собрало все летящие протоны и как пучок сфокусировало в северном полушарии около магнитного полюса. Но повышенной радиации в районе северного полюса не наблюдается. По крайней мере критической. Там ходят ледоколы, летают самолеты гражданской авиации (рейсы из Канады в Сингапур, например) даже на высоте 10 км. И никто не получает смертельных доз радиации. Выходит, протонное излучение гасится атмосферой даже с учетом такой фокусировки магнитным полем Земли. А как другие виды радиации?
Северное сияние на севере Англии в 2015г. У южного полюса тоже есть Аврора, сияние, но менее интенсивное.
Электроны (бета-излучение) не долетают до поверхности. Нейтроны, как продукт наведенной радиации (деление неустойчивых изотопов) в свободном состоянии маложивущие частицы (живут около 900 с). Магнитное поле на них не влияет. Они бы и сейчас пронизывали Землю.
Гамма-излучение и жесткое рентгеновское излучение поглощается в атмосфере и без магнитного поля (оно тоже на них не оказывает воздействия).
Альфа-излучение (ядро атома гелия) тоже не проникающее – защититься от него можно листком бумаги (слишком большие и тяжелые частицы). В воздухе свободный пробег альфа-частицы – до 12 см!
В космическом излучении (радиации) есть еще и разной массы нуклоны (ядра атомов). Они тяжелые подобны альфа-излучению и тоже не проникают вглубь атмосферы.
Не знаю, может быть те ученые, которые распространяют эти страшился, не в курсе ядерной физики и как конкретное радиоактивное излучение воздействует на материю. Откуда пошло уверенность, что без магнитного поля Земля будет пронизываться космической радиацией?
Выходит, что без магнитного поля поток протонов просто перераспределится по всей поверхности Земли. И смертельной радиации как не было на полюса, так и не будет на экваторе. Какое-то повышение фона возможно. Нужно делать расчеты. Интересно, они есть у ученых?
Есть еще одна модель, которая говорит, что полярные сияния вызывает лишь малая часть космического и солнечного излучения, а большая часть потока обтекает магнитосферу Земли и уходит в космос вдоль силовых линий магнитного поля Земли:
Насколько точная эта модель трудно сказать. Но мое мнение, что большая часть радиоционного излучения, космических лучей, все же поглотится атмосферой и без магнитного поля. До Земли долетят лишь высокоэнергичные частицы, которые и сейчас пронизывают всю толщу атмосферы. Как написал выше – на гамма излучение не влияет магнитное поле. А оно самое поражающее.
Может быть у читателей будут свои мысли по этому поводу? Могут ли ошибаться ученые или, действительно, без магнитного поля Земля окажется беззащитной и все живое может погибнуть?
Если второе, то та такую картину можно связать с подземными и скальными городами: От чего спасались жители подземных и пещерных городов Каппадокии. Не исключено, что древние уходили под землю именно для того, что бы спастись от проникающей радиации.
***