Мы живем в эпоху перемен. Ученые всего мира в последнее время отмечают большое количество фактов, свидетельствующих о неких глобальных по своему масштабу природных изменениях геофизического и астрономического характера. На планете и в Космосе как-то сразу стало происходить очень много перемен! Создается ощущение, что природа словно готовится к какому-то особому периоду в ее жизни. Это видно по многим явлениям: как природным – резкое увеличение землетрясений, наводнений, аномальная жара, таяние льдов Арктики, так и социальным – рост напряженности в отношениях между мировыми державами, народные выступления против правительств в разных странах, войны и вооруженные столкновения.

Исследование этих явлений приводит к выводу, что пройден некий порог, который навсегда изменил привычный для нас мир. И все это за короткий промежуток времени!

Мы – жители планеты Земля, и все, что происходит с нами, является прямым следствием процессов, происходящих на Земле и происходящих с Землей. А что же с ней происходит? Хоть ученые и не верят в Апокалипсис, но возможность некоего глобального природного катаклизма ими в принципе не исключается. Причиной его могут стать такие факторы, как смещение географических полюсов планеты и земной оси, катастрофическое ослабление магнитного поля Земли при перемещении магнитных полюсов планеты, повышенная солнечная активность. Все это может привести к инверсии магнитных полюсов, когда они как бы поменяются местами.

Следует заметить, что идея скорой, в геологическом масштабе времени, инверсии земного магнитного поля, отнюдь не нова, и с начала 2000-х годов высказывается различными учеными регулярно. Ряд явлений, которые наблюдаются в последние десятилетия, действительно дают основания для таких прогнозов.

Геологи знают, что магнитное поле Земли существует не менее трех с половиной миллиардов лет, и за это время оно меняло полярность множество раз. Для последних 165 миллионов лет земной истории построена достаточно точная магнитостратиграфическая шкала. Но никакой закономерности в инверсии магнитного поля обнаружить так и не удалось. В последние несколько миллионов лет инверсии случались приблизительно раз в 200-250 тысяч лет. Бывали и другие периоды, когда магнитные полюса Земли менялись местами раз в 40 тысяч лет.

Поскольку последний переворот произошел около 780 тысяч лет назад и был последней по времени глобальной инверсией, затянувшаяся пауза заставляет задуматься о приближении новой смены полюсов. И в некоторых событиях ученые видят подтверждение этого. Во-первых, они обращают внимание, что скорость перемещения магнитных полюсов Земли, за которыми внимательно следили весь ХХ век, в последние десятилетия значительно увеличилась. Если в старых учебниках можно прочитать, что магнитные полюса смещаются примерно на десять километров в год, то в 1980-х годах обнаружили, что смещение значительно ускорилось. К 1990-м годам Северный магнитный полюс стал проходить в год по 15 километров, а в 2000-е он разогнался до 50 и более километров за год (рис. 1).

Второе явление, которое часто приводят в качестве свидетельства скорой инверсии магнитных полюсов – общее ослабление магнитного поля Земли. Его напряженность сейчас падает примерно на пять процентов за столетие. Действительно, в геологическом прошлом инверсиям магнитного поля, как правило, предшествовало общее ослабление его напряженности в восемьдесять раз. Измерения, сделанные спутником Swarm, состоящим из трех космических аппаратов, указывают на то, что в настоящее время поле ослабляется в 10 раз быстрее обычного.

А почему вообще инверсии происходили? Ответ следует искать в природе магнитного поля Земли.

В настоящее время земное магнитное поле представляет собой магнитный диполь (см. рис. 2). Истинный южный магнитный полюс (отрицательный, где силовые линии магнитного поля «входят» в планету) расположен вблизи Северного географического полюса (в Канадском секторе Арктики), истинный северный магнитный полюс (положительный, где силовые линии «выходят» из Земли) сейчас находится недалеко от Южного географического полюса (в Индийском океане вблизи Антарктиды). Однако условно магнитные полюса Земли принято называть в соответствии с их географическим положением — южный магнитный полюс для удобства договорились считать северным, и наоборот. При этом ось магнитного диполя имеет наклон приблизительно в 11,5 градусов по отношению к земной оси вращения.

Наличие у Земли магнитного поля и его ярко выраженную дипольную структуру принято объяснять с помощью теории так называемого геодинамо. Считается, что главной причиной рождения магнитного поля является наличие у нашей планеты жидкого внешнего ядра (внутреннее ядро с глубины 5120 км и до центра Земли — твердое). Температура нижних слоев внешнего ядра выше, чем на его периферии, поэтому за счет тепловой конвекции происходит перемешивание жидких электропроводящих масс железа. Из-за вращения Земли скорость течения должна быть во внешней части ядра больше, чем во внутренней. Однако поднимающаяся из глубины разогретая жидкость тормозит вращение внешних слоев внешнего ядра, а встречные, более холодные, нисходящие потоки, наоборот, ускоряют внутренние слои. Получается, что внутренняя часть внешнего ядра вращается быстрее внешней и играет роль своеобразного ротора (то есть вращающейся части) генератора, а внешняя — роль статора (неподвижной части). Отсюда и название модели — земное динамо, или геодинамо. Подобные течения порождают кольцеобразные электрические токи, которые производят суммарное магнитное поле дипольного характера.

Чтобы подкрепить количественно гипотезу геодинамо, ученые не раз прибегали к численному анализу сложной системы магнитогидродинамических уравнений, описывающих данную модель. Среди многообразия публикаций на эту тему здесь стоит упомянуть расчеты 3D-модели геодинамо, выполненные Гэри Глацмайером и Полом Робертсом. На суперкомпьютерах ученым удалось пронаблюдать рождение и эволюцию геомагнитного поля в течение «всего лишь» 40 тыс. лет. Тем не менее, в результате решения трехмерных уравнений магнитной гидродинамики они получили не только дипольную структуру геомагнитного поля, но и «увидели» в конце расчетного интервала времени его инверсию.

Группа ученых из университетов Ливерпуля, Ланкастера и Осло под руководством профессора Эндрю Биггина (Andrew J. Biggin) предложила свой взгляд на природу смены магнитных полюсов Земли. Цифровая модель, построенная авторами, показывает, что периодичность магнитных инверсий, колеблющаяся в пределах от 30 тысяч до нескольких десятков миллионов лет, зависит от изменений теплового потока на границе мантии и ядра, что, в свою очередь, напрямую зависит от скорости глобальной субдукции (потока субдукции) − площадь погружающихся в мантию литосферных плит за единицу времени в масштабах планеты. Скорость глобальной субдукции была взята исследователями из глобальных тектонических моделей и скорректирована на основе анализа косвенных геологических данных, таких как возрастное распределение обломочного циркона и изотопные составы стронция в осадочных породах.

Существующие сейсмотомографические модели (геофизические модели, основанные на «просвечивании» Земли с помощью сейсмических волн), предполагают, что субдуцирующей (погружающейся) литосферной плите требуется 150-300 млн. лет, чтобы достичь границы мантии и ядра. Авторы считают, что за 120-130 млн. лет литосферная плита древней океанической коры уже погрузится до глубины, достаточной для того, чтобы нарушить температурное равновесие глубинных оболочек Земли. В качестве обратной реакции, компенсирующей охлаждающий эффект на границе мантии и ядра, возникнет резкое увеличение притока жидкого железа из центральной части ядра к его периферии, в зону внешнего ядра. Согласно существующим воззрениям, именно внешнее ядро − вернее динамо-механизм, связанный с конвекцией жидких металлов в этой зоне, − создает магнитное поле Земли. Поэтому смена направлений потоков жидкого железа внутри внешнего ядра может вызвать инверсию магнитного поля Земли.

Результаты исследования позволяют по-новому взглянуть на динамические связи между процессами, происходящими на поверхности Земли, на границе ядра и мантии и в верхнем ядре, связывают в рамках единой геодинамической модели субдукцию, мантийную конвекцию, тепловую эволюцию нижней мантии и процессы геодинамо в ядре, определяющие полярность магнитного поля Земли [7].

По другой версии, согласно недавно вышедшей в журнале Physical Review Letters статье Simple Mechanism for Reversals of Earth's Magnetic Field французские ученые предложили простую теорию, основанную на модели геодинамо, которая объясняет инверсию магнитного поля Земли, не прибегая к численному анализу чрезвычайно сложных уравнений магнитной гидродинамики. Вообще говоря, магнитное поле Земли можно представить как сумму стабильной дипольной и нестабильных квадрупольной, октупольной и т.д. компонент, или мод. Моды выше чем дипольная рождаются из турбулентных флуктуаций течения электропроводящего железа внутри Земли. Авторы статьи в своей теории аппроксимируют геомагнитное поле суммой дипольной и квадрупольной мод, при этом последняя, согласно их модели, действует как белый шум на основную дипольную компоненту.

Благодаря такому шуму геомагнитные полюса отклоняются от своих устойчивых положений равновесия и переходят в так называемые седловые точки, или точки неустойчивого равновесия. Дальше ситуация может развиваться по двум сценариям (возникает бифуркация системы): полюса могут медленно вернуться в прежнее устойчивое положение − такая несостоявшаяся инверсия называется экскурсом, либо они начнут притягиваться и быстро двигаться к противоположным точкам равновесия − в этом случае происходит инверсия.

По сути, наблюдается бистабильная система, которая под действием шума хаотически может менять свое положение равновесия. Поскольку воздействие шумящей квадрупольной моды на дипольную является слабым, то вероятность смены полюсов низка. А значит неудивительно, что в истории Земли были продолжительные периоды, называемые суперхронами, в течение которых не происходили инверсии магнитных полюсов [8].

Также для объяснения инверсии полюсов предлагается использовать «частоту Шумана» − это квазистатические электромагнитные волны, присутствующие между поверхностью Земли и нижним слоем ионосферы (высота 55 км). Можно сказать, что это «сердцебиение» − ритм Земли со специфической частотой 7,8 Герц. Она была настолько стабильной долгое время, что военные настраивали по ней свои приборы. Однако эта частота начала возрастать: в 1994 году она составила 8,6 Герц, в 1999 году − 11,2 Герц, а в конце 2000 года − около 12 Герц. Предполагается, что когда «частота Шумана» достигнет 13 Герц, произойдет смена полюсов.

Своеобразную гипотезу для объяснения механизма инверсии магнитных полюсов предложил профессор Дюдкин Д.А. В основу его гипотезы ставится геоэлектричество − наличие свободных электрических зарядов, их накопление, образование высоких электрических полей в недрах Земли и ее поверхностном слое. Внутрипланетная токовая система с квазиэкваториальным стратегическим направлением создает, по законам электродинамики, магнитное поле в виде магнитного диполя, которое мы и наблюдаем.

Вращение Земли поддерживается электрическим полем ионосферы, которое определяет флуктуации в скорости вращения планеты. Солнечная активность непрерывно меняется (процесс циклический). В случае роста солнечной активности (в результате воздействия усиленного корпускулярного и коротковолнового излучения на атмосферу Земли, ионизация последней растет) увеличивается напряженность электрического поля ионосферы планеты. Земля получает дополнительное ускорение, сила возбуждаемых в поверхностных слоях планеты токов возрастет, это приведет к повышению геотектонической активности Земли (повышенная сейсмическая активность, активизация вулканов и т.п.).

В случае снижения солнечной активности скорость вращения Земли замедляется, снижается интенсивность внутрипланетных индукционных токов, напряженность геомагнитного поля падает. При синхронном вращении Земли и ионосферы (в настоящее время Земля вращается быстрее ионосферы, что ведет к возбуждению мощных электрических токов в поверхностных слоях Земли) мощный электрический ток перестанет существовать, а, следовательно, и дипольная часть Магнитного поля Земли. Полярность магнитных полюсов планеты определяется направленностью индукционного тока. Таким образом, смена магнитных полюсов Земли зависит от солнечной активности!

То есть гипотез достаточно, поэтому все чаще начали появляться публикации о биосферных катастрофах разных порядков. О глобальных катастрофах ученые впервые заговорили еще 250 лет назад после того, как началось системное изучение остатков древней жизни. При этом исследователи столкнулись с многочисленными фактами, свидетельствующими о существовании резких необъяснимых перемен обстановок литогенеза и синхронных с ними смен ископаемых форм организмов, неоднократно происходивших на Земле в прошлом. Первым подобные факты попытался объяснить французский естествоиспытатель Жорж Кювье. Опираясь на собранные геологические и палеонтологические факты, Кювье сформулировал гипотезу о периодически повторявшихся в истории Земли катастрофах. Он считал, что в истории Земли были сравнительно длительные периоды покоя, нарушаемые глобальными катастрофами, во время которых происходила существенная перестройка лика Земли, сопровождаемая массовыми вымираниями многих представителей органического мира. После катастроф на обновленной земной поверхности появляются новые виды и роды животных и растений, не имеющие связи с вымершими формами, которые остаются неизменными до следующей катастрофы. Подобные идеи катастрофизма поддерживали и развивали многие, в том числе крупные исследователи. С некоторых пор при обсуждении причин подобных катастроф заговорили о возможности периодических переворотов планеты Земля.

Анализируя вышеприведенные факты, можно утверждать, что, скорее всего, здесь мы имеем дело с пока малоизученной областью квантовой физики – квантовой физики макрообъектов. О существовании такой области физики свидетельствуют результаты проводившихся на протяжении ряда лет физических экспериментов с вращающимися телами. Суть этого состоит в следующем: на все тела, достигшие некоторых определенных частот вращения (такие критические частоты есть во всем диапазоне скоростей вращения) действуют внешние силы, которые стремятся вывести вращающиеся тела из состояния равновесия. Природа этих внешних сил наукой пока не установлена. Однако все тела, движущиеся в космосе с вращением, периодически совершают перевороты. То есть периодически переворачивается не только Земля, но также все планеты Солнечной системы, как и само Солнце [4].

Подтверждением этого является так называемый эффект Джанибекова [3]. В 1985 году на станции «Салют-7», занимаясь разгрузкой транспортного корабля, космонавт Владимир Джанибеков раскрутил пальцем крепежный барашек, которыми прикручивались ленты держащие контейнеры для укладки вещей отправляемых в космос. Барашек сошел со шпильки, и к немалому изумлению космонавта, пролетев примерно 30 сантиметров, перевернулся на 180 градусов, вращаясь в ту же сторону, но уже другим полюсом, а еще примерно через 30 сантиметров барашек вновь совершил «кувырок». Это явление настолько заинтересовало космонавта, что он закрепил гайку в пластилиновый шар и повторил эксперимент c аналогичным результатом!

То, что явление «кувырка» планеты периодично, ясно из эффекта Джанибекова, и понятно, что, чем меньше размеры, скорость и масса тела, тем с большей вероятностью оно произойдет!

Как показано выше, все в мире вращается. Это хорошо видно на примерах как микромира (элементарные частицы), так и мегамира (планеты, галактики, Вселенная). В видимом нам мире тоже все вращается, но на тонком плане внутри всех объектов макромира: вращается поток энергии, идущий вдоль позвоночника, вращается наша ДНК. Без этого вращения жизнь была бы невозможна. Что же заставляет наш мир вращаться? Это невидимый нам процесс развития, который заложен в каждом живом объекте.

формате PDF (1103Кб)