На Землю постоянно воздействуют различные смертоносные космические излучения, единственной защитой от которых является магнитное поле нашей планеты. Однако, над южной Америкой и частью Атлантического океана учеными было обнаружено слабое место поля, что получило название Бразильской Магнитной Аномалии (БМА).
Излучения частиц в этой области способно вывести из строя бортовые компьютеры спутников и мешать передаче данных. Помимо этого, отслеживание изменений в магнитном поле является ключом к пониманию внутренних процессов ядра планеты.
В настоящее время, БМА не оказывает видимого воздействия на повседневную жизнь человека. Однако, ученые прогнозируют продолжение ослабления региона и его расширение на запад. Помимо этого, ранее магнитная аномалия была примерно однородной, но в последнее время начался процесс ее разделения на две доли, что создает дополнительные преграды для спутниковых миссий.
Возникновение Бразильской Магнитной Аномалии
Фактически, наша планеты похожа на обычный магнитной диполь.
Северный и южный полюса представляют противоположные полярности, которые генерируют невидимые силовые линию окружающие планету. Однако, в отличие от используемых магнитов в повседневных целях, у Земли поле не идеально выровнено и бывает нестабильным.
В первую очередь это связано с природой его происхождения — магнитное поле генерируется за счет движения масс металлов в ядре планеты на глубине около 3 тысяч километров под поверхностью.
Фактически, эта система действует как генератор называемый геодинамо. Перемещающиеся металлы создают электрическое напряжение, которое и результирует в магнитное поле.
С течением времени, геодинамические условия внутри ядра приводят к его структурным изменениям и на границе с твердой мантией из-за чего происходят сдвиги в поле. Помимо уже вышеупомянутой БМА, есть вероятность возникновения наклонов или даже дрейфов магнитных полюсов и прочих аномалий.
Анализируя эти особенности в земном поле, ученые подходят ближе к разгадке конвекции металлов и динамики ядра.
От чего защищает магнитное поле?
Солнце постоянно испускает поток заряженных частиц, плазму и различные излучения. Когда все эти коронарные выбросы и солнечный ветер достигает Земли, они остаются в магнитосфере, не достигая непосредственно поверхности. Удерживаются частицы в так называемых поясах Ван Аллена.
Тем не менее, во время солнечных бурь происходят выбросы особой мощности, которые способны проникнуть сквозь магнитное поле и достичь атмосферы.
Влияние изменений в магнитном поле за пределами Земли
Хотя подавляющее большинство аномалий в магнитосфере появляется исключительно по вине внутренних процессов, эффекты от изменений могут выходить далеко за пределы планеты.
В случае с БМА, регион опасен для спутников на околоземной орбите. Если заряженные протоны попадают в электронику, то может произойти короткое замыкание и сбои в работе как следствие. Из-за этого приходится отключать ключевые компоненты оборудования при прохождении через опасные участки.
Помимо нагрузки на центры слежения, необходимо постоянно обновлять карты аномалий и следить за ними.
Международная космическая станция при прохождении через БМА тоже испытывает на себе влияние заряженных частиц. Несмотря на то, что участникам миссии они не грозят, но вот дорогостоящее оборудование постоянно приходится менять. Например, детекторы миссии исследующей глобальную динамику экосистем или GEDI регистрируют «всплески» и выходят из строя ежемесячно. В целом, вреда от этого не много, но все равно лишняя нагрузка.
Моделирование будущего магнитосферы
Ученые считают критически важным быть подготовленными к будущим трудностям связанным с магнитными полями, в том числе разработать более надежные спутники и инструменты.
Команда ученых во главе с Вэйцзя Квангом, занимается анализом данных различных космических агентств, дабы иметь возможность прогнозировать изменения в геомагнитном поле планеты. В том числе, ученые моделируют физические процессы внутри ядра планеты, но в отличие от других исследовательских групп, делают это на очень больших временных отрезках.
По словам исследователей, важность их работы состоит и в том, что помимо географического местоположения аномалий, может изменяться и их морфология, вследствие чего меняются и эффекты. В частности, продолжительное наблюдение за БМА помогло ученым создать несколько возможных моделей ее поведения в будущем.
Ученые уверены, что в перспективе их исследования помогут детально изучить процессы в ядре планеты, что станет ключом к пониманию магнитных аномалий и предотвращению их пагубного влияния.