Инверсия магнитных полюсов Земли: ученые ИФЗ РАН в фильме на телеканале «Наука»

По сообщениям СМИ, в начале XXI века среди глобальных угроз появилась еще одна: в обществе стали чаще говорить о смене положения геомагнитных полюсов. Корреспонденты телеканала «Наука» выяснили у ученых ИФЗ РАН, насколько эта ситуация критична для человечества.

В съемках приняли участие: директор ИФЗ РАН, член-корреспондент РАН, доктор физико-математических наук Сергей Андреевич Тихоцкий; заместитель директора ИФЗ РАН по научной работе, заведующий лабораторией  трекового анализа и изотопной геохронологии ИФЗ РАН, профессор РАН, доктор геолого-минералогических наук Роман Витальевич Веселовский; старший научный сотрудник лаборатории главного геомагнитного поля и петромагнетизма, кандидат геолого-минералогических наук Александр Пасенко и научный сотрудник лаборатории трекового анализа и изотопной геохронологии Иван Федюкин.

«Последние несколько лет мы фиксируем аномально быстрое смещение геомагнитного полюса. Точка, где наклонение силовых линий равняется 90, аномально быстро перемещается по поверхности земного шара», – рассказал Александр Пасенко.

Южный магнитный полюс Земли тоже не стоит на месте. В середине XX века он находился в районе знаменитой советской антарктической станции «Восток». А теперь стабильно движется в сторону экватора со скоростью порядка 10 км в год. Это косвенное свидетельство того, что идёт инверсия южного и северного магнитных полюсов. Скорее всего, они готовятся поменяться местами.

«Мы знаем, что перед переполюсовкой существуют, так называемые, прекурсы. Это ситуация, при которой поле осуществляет некоторые миграции от полюса к экватору. Оно может уйти к экватору, потом вернуться обратно, несколько раз сходить туда-сюда, а потом в какой-то момент «перепрыгнуть» уже на южный полюс», – добавил ученый.

Магнитное поле – щит нашей планеты. Оно отражает смертоносный поток радиации, идущий от Солнца и из дальнего космоса. Возможно, именно благодаря ему на Земле существует такое невероятное биологическое разнообразие.

«Есть такая гипотеза, что примерно 540 миллионов лет тому назад, когда произошёл Кембрийский взрыв (когда жизнь на Земле стала стремительно эволюционировать, развиваться, приобрела совсем другие формы, близкие к тем, которые мы имеем сейчас), это произошло за счёт того, что магнитное поле Земли резко увеличило свою величину, силу, напряжённость где-то на порядок. То есть до этого поле было слабее, и губительное космическое излучение проникало к поверхности Земли в большем количестве и не давало развиваться биосфере. Как только поле стало защищать нашу планету более серьёзно, жизнь стала развиваться более активно», – отметил Роман Витальевич Веселовский.

Когда происходят подземные толчки, многочисленные станции фиксируют движение сейсмических волн, выполняют соответствующие математические вычисления. По этим данным мы многое узнаем о внутреннем строении Земли, в том числе и о физических свойствах её ядра. Оно составляет всего 15% объёма планеты. Радиус сферы – 3,5 тысячи километров. Ядро преимущественно состоит из железа и никеля и делится на две части: внутреннюю (твёрдую) и внешнюю (жидкую).

«Внешнее ядро Земли, то есть диапазон глубин от 2900 до примерно 5120 километров, находится в жидком агрегатном состоянии. Металл находится в расплавленном состоянии, соответственно, он имеет возможность течь. Эти течения расплавленного металла во внешнем ядре Земли ответственны за то, что в планете существует магнитное поле Земли, так называемое, геомагнитное динамо», – рассказал Сергей Андреевич Тихоцкий.

Конвекцию, то есть течение в жидком внешнем ядре, создаёт скрытое тепло, выделяющееся при затвердевании внутреннего ядра. На коротком промежутке времени этот процесс выглядит вполне стабильным, но на длинной дистанции во внешнем ядре планеты происходят большие перемены.

«В результате того, что Земля очень быстро вращается, возникают конвективные ячейки, струи восходящего расплавленного металла. Эти струи чем-то похожи на катушки с током, и они крутятся в разные стороны. Кто-то по часовой стрелке, а другие против часовой. Суммарное магнитное поле, которое создаётся этими катушками с током во внешнем ядре, является суммой полей этих катушек. И вот какие катушки (направо закрученные или налево закрученные) победят, в такой направленности и будет суммарное магнитное поле Земли», – добавил Роман Витальевич Веселовский.

Борьба этих противоположностей и рождает переполюсовки. Причём, происходят они довольно часто. Об этом мы знаем благодаря некоторым древним горным породам. Последняя инверсия магнитного поля была 780 тысяч лет назад. Обычно за такой срок происходит несколько инверсий.

«Скорее всего, поле у нас будет с немного сложной конфигурацией. В какой-то момент мы будем ходить с компасом, и компас будет показывать в разные стороны. Север не будет соответствовать магнитному северу. Более проявлены будут локальные аномалии. В этот момент у нас будут возникать несколько магнитных северов и магнитных югов», – рассказал Иван Федюкин.

Ученые солидарны в том, что единственные серьезные проблемы, которые могут возникнуть на Земле в связи с переполюсовкой, – технические, связанные, например, с системами электроснабжения. Однако и сейчас подобные проблемы периодически возникают в связи с сильными магнитными бурями, и успешно решаются. Кроме того, ученые считают, что исходя из исследований, новая инверсия, видимо, случится через тысячи лет, когда человечество будет обладать уже таким уровнем развития науки и техники, при котором никакие капризы магнитного поля окажутся не страшны.