Чтение онлайн

Магнитное поле не только колеблется по интенсивности; периодически происходят еще и так называемые переполюсовки (смены полярности магнитных полюсов Земли).-Впервые обратная намагниченность горных пород была обнаружена в 1906 году во Франции. Общая картина этого явления такова. Когда напряженность магнитного поля уменьшается примерно в 3,5 раза, начинаются "выбросы" — изменения направления геомагнитного поля большой амплитуды. При достижении семикратного снижения напряженности магнитные полюса перемещаются в низкие широты. Затем полярность изменяется, и поле постепенно восстанавливается, правда медленнее, чем разрушалось [179, с. 69—70]. В настоящее время дипольная составляющая земного магнитного поля уменьшается, причем с такими темпами, что через 2000 лет это магнитное поле может попросту исчезнуть [110, с. 81].

Совсем недавно журнал "Science" опубликовал гипотезу американских геофизиков Рональда Кохена и Ларса Штихруде. По их данным, ядро Земли, имея температуру около 4000°С и диаметр 2500 км, представляет собой цельный железный (железоникелевый) кристалл с гексагональной структурой (рис. 95) [311]. Данная гипотеза основывается на наблюдаемом, но труднообъяснимом явлении скоростной анизотропии сейсмических волн в теле Земли. Оно, кстати, дает основания предполагать, что основную роль в генерации магнитного поля играют не сами ферромагнетики, а циркуляция токопроводящих масс [110, 87-88].

Вопрос о происхождении магнитного поля планет до конца не понят. В общем виде он был рассмотрен Лармором (1919) через идею самовозбуждающегося динамо, а в конце 1940-х развит Э. Бул-лардом [162, с. 92]. С. Брагинский в качестве источника энергии геодинамо выдвинул три причины. Это суммарная прецессия земной оси, вызывающая силы инерции и течение расплавов (внешняя); тепловая конвекция в жидком теле Земли (внутренняя) и концентрационная конвекция (внутренняя) [50, с. 40—43]. Безусловно, для создания магнитного поля большое значение должно иметь наличие во внешнем ядре ферромагнетиков, ориентировка спинов атомов и вихревые (магнитодинамические и, возможно, эфиродинамические) эффекты.

Вообще в идеале магнитное поле Земли можно было бы представить симметричным шаровым полем диполя. Но на поверхности в нем имеются четыре крупные аномалии (в Сибири, Северной Америке, Антарктиде и Южной Америке). Центры указанных аномалий находятся на пересечении параллелей 60° с. ш. и 60° ю. ш. и меридианов 120° в. д. и 120° з. д. Такая структура поля позволила Дж. Блоксхаму и Д. Габбинзу выдвинуть в 1990 году модель магнитного поля и течения жидкого вещества внутри Земли в зоне от внешнего до внутреннего ядра. Согласно С. Брагинскому, для "включения" геодинамо (МГД-генератора) необходима циркуляция токопроводящего расплава во внешней оболочке и возбуждение в нем электрического тока, порождающего магнитное поле. В качестве регуляторов потока расплава выступают силы Кориолиса и Архимеда и такие параметры как вязкость, гидростатическое давление и ряд других.

Сумма таких факторов, как нарушение конвекции расплавленного вещества в теле Земли и нарушение работы земного динамо, изменение наклона оси планеты и периодическое проявление парникового эффекта, может приводить к масштабным и драматичным природным явлениям. Из вышесказанного можно сделать вывод: колебания климата и магнитного поля Земли в определенной степени взаимосвязаны, происходят с некоторой периодичностью и вполне могли фиксироваться в памяти наших предков и дойти до нас в виде преданий об ужасающих катастрофах и бедствиях.

Датирование лунных пород, исследованных русскими и американскими учеными, варьируется в пределах 3,2—4,6 миллиарда лет Получается, что Луна старше Земли... Это сразу вызывает много других вопросов. И прежде всего: как она образовалась?

Исходя из идеи о протопланетном облаке, окружавшем Солнце, принято считать, что любая планета формирует свои спутники из своего же вещества по "остаточному принципу". Однако сопоставление относительных размеров Земли и Луны (а также Плутона и Харона) в сравнении с другими спутниковыми системами почему-то дает резкий "сбой" на один-два порядка (табл. 5).

Таблица 5

Поэтому, по мнению многих ученых, нашу систему правильнее было бы называть двойной планетой. Но родственные ли это планеты?

Одна из первых гипотез о происхождении Луны была предложена в 1879 году английским астрономом Джорджем Дарвином (вторым сыном Чарльза Дарвина), использовавшим математические расчеты и геофизическую теорию. Специализировался он в изучении приливов, поэтому и возникновение Луны в его понимании подчинялось механизму отделения от первичного земно-лунного тела "капли", которая, остыв, и стала Луной.

В разных вариантах эта теория была трижды воскрешена в XX веке. В своих изысканиях ученые пытались выявить и объяснить причину разделения исходного более крупного протопланетного объекта. Одна из гипотез, в частности, приписывала ему слишком большой угловой момент вращения и получила известность как гипотеза отделения и коагуляции. Но все эти гипотезы и теории оказались несостоятельными в смысле объяснения существующего расстояния системы "Земля—Луна" и пределов, устанавливаемых зоной Роша [63] , а также необычайно большого углового момента этой системы. Получалось, что в прошлом прото-Земля должна была иметь в 4 раза больший угловой момент, чем имеет его в настоящее время вся система Земля—Луна. Период обращения такой системы должен был составлять всего 4 часа. В 1930 году X. Джеффриз высказал очень серьезные физические аргументы против этой модели, и ее сочли крайне маловероятной.

Программы "Аполлон" и "Луноход" также "сработали." против гипотезы отделения и коагуляции. Средняя плотность Луны (3,34 г/см3) близка к плотности земной мантии, составляющей 3,0— 3,3 г/см3. Но при внешне кажущемся сходстве Земли и Луны их никак нельзя назвать "близнецами". Если бы Луна образовалась из мантийно-корового вещества прото-Земли, элементный состав обеих планет был бы почти идентичен. Однако лунная кора, сложенная преимущественно анортозитом [64] , необычайно бедна сидерофильными элементами (фосфор, кобальт, молибден, никель и вольфрам). И напротив, она очень богата так называемыми "огнеупорами" (тугоплавкими элементами и соединениями: окислами алюминия, кальция, магния, титана и др.).