Магнитное поле Земли

В недавней истории Земли было два геомагнитных сдвига, о которых нам сегодня стало больше известно благодаря работам французских специалистов из Научного центра климата и окружающей среды (LSCE). Хотя с точностью ничего утверждать нельзя, полученные результаты указывают на вероятность грядущей инверсии магнитного поля нашей планеты. Если судить по темпам наблюдаемого уже более века ослабления магнитного поля, изменение полярности может произойти уже через 1 500 лет.

Об инверсиях магнитного поля нам стало известно более 100 лет назад благодаря работам геофизика Бернара Брюна (Bernard Brunhes). Тем не менее только в 1960-х годах ученые в полной мере оценили масштабы этого открытия, которое привело к смене всей парадигмы наук о Земле: теории тектонических плит. С тех пор изучение палеомагнетизма идет полным ходом, потому что оно позволяет заглянуть в архивы истории Земли и расшифровать их совместно с другими науками вроде седиментологии, палеогеографии и палеоклиматологии.

Нам становится известно все больше о причинах инверсии магнитного поля. Кроме того, нам даже удается воспроизвести это явление в лабораторных условиях. Специалисты также пытаются определить его воздействие на биосферу. Дело в том, что магнитное поле Земли защищает нас от космических лучей. Перед изменением полярности поле становится слабее, что означает усиление этого излучения на поверхности планеты. В таком случае не исключено увеличение числа генетических мутаций. Гораздо более точную оценку можно дать последствиям ослабления поля в том, что касается сохранности озонового слоя. В обычных условиях он защищает большую часть биосферы от ультрафиолетового излучения. Но если магнитосфера ослабнет, в верхние слои атмосферы будет попадать больше космических лучей (и в частности солнечных фотонов). Эти частицы вызовут настоящий каскад химических реакций, которые приведут к формированию губительного для озонового слоя оксида азота.

Лава — летопись магнитного поля Земли

Группа французских ученых из LSCE недавно опубликовала статью о новой возможной интерпретации наблюдаемого с 1840 года процесса ослабления магнитного поля Земли. Начатые в XIX веке наблюдения показали, что его интенсивность спадает в среднем на 5% за столетие. Таким образом, через 1 500 лет дипольная составляющая магнитосферы станет равной нулю, а у поверхности Земли будут наблюдаться лишь остаточные явления магнитного поля.

Тем не менее экстраполировать это изменение геомагнитного поля не так-то и просто. Дело в том, что нынешний показатель дипольной составляющей — самый высокий за последние 50 000 лет, и на настоящий момент нет доказательств того, что эта тенденция к снижению не может резко измениться. Чтобы окончательно убедиться в этом, ученые провели новый анализ подтеков лавы в Центральном массиве. Это позволило им более точно установить даты двух прекрасно известных специалистам геомагнитных сдвигов, которые были определены по образцам из французского вулкана Пюи-де-Дом и озера Моно в Калифорнии (его возраст, по разным оценкам, составляет 700 000 лет, а вода отличается большей соленостью, чем в море). По новым данным, эти сдвиги произошли соответственно 41 300 (± 600) лет тому назад и 34 200 (± 1 200) лет тому назад. В тот момент интенсивность магнитного поля Земли составляла всего 10% от нынешней.

Геомагнитный сдвиг говорит всего лишь о быстром изменении магнитного поля. Оно слабеет очень быстрыми темпами в геологических масштабах (единицей измерения тут служит миллион лет), но затем этот процесс обращается, и все возвращается к изначальным значениям. Такого рода нестабильность рассматривается как сдвиг в том случае, если она наблюдается в нескольких точках земного шара, что подтверждают образцы из Центрального массива и озера Моно.

Кроме того, новые данные можно соотнести с результатами анализа морских отложений и полярных льдов. Так, например, во льду наблюдаются колебания таких изотопов как бериллий-10 и хлор-36. Их содержание напрямую связано с силой воздействия космических лучей на верхние слои атмосферы и, следовательно, с интенсивностью всего геомагнитного поля. Ученые сформировали логичную схему, из которой следует, что в период между двумя сдвигами магнитное поле быстро восстанавливалось и обладало практически нормальной интенсивностью.

Главный вывод из материала в Earth and Planetary Science Letters касается скорости ослабления магнитного поля во время предыдущего сдвига. Она оказалась заметно более высокой, чем во время аналогичного процесса, который протекал 65 000 лет тому назад, но инверсии магнитного поля не произошло. Утверждать что-то конкретное пока, конечно нельзя, но, по всей видимости, через 1 500 лет нас ждет новый магнитный сдвиг.

Оригинал публикации здесь