Этой осенью с октября 2025 года над всем северо-востоком Евразии установилась аномально холодная температура воздуха. Глобальное потепление зимой здесь не ощущается от слова совсем. С середины октября стоят морозы -30 гр и ниже.
А что будет в январе? Считается, что такие морозные и затяжные зимы приводят к тому, что здесь до сих пор территории с вечной мерзлотой.
На западе Евразии климат мягче по причине того, что теплый воздух забрасывается с Атлантики и из Средней Азии. Но этих потоков хватает лишь до долготы и широты Красноярска или Иркутска. Восточнее и севернее – резкоконтинентальный климат и затяжные морозы на всю зиму. Жители Якутска подтвредят. Может ли этому климатическому явленияю быть иное объяснение?
Знаете, что самое странное в вечной мерзлоте на этой территории? Это ее глубина залегания. Породы проморожены до глубины до 600-800 м. Но в науке известно, что с глубиной температура лишь увеличивается. В среднем температура растёт на 2,5–3°C на каждые 100 м. И на глубине 500 м никакой вечной мерзлоты не должно быть.
Ее не должно быть еще и по той причине, что многие породы (особенно рыхлые, с малой плотностью) – являются хорошим теплоизолятором от холода с поверхности. Грунт в такие холодные зимы должен промерзнуть на 2-3 метра от поверхности и все. А путем теплопередачи тепло из глубины должно растопить вечную мерзлоту, замороженный грунт.
Версии с альтернативными моделями образования вечной мерзлоты рассматривались здесь:
Основной причиной образования вечной мерзлоты я считал процесс растворения солей в воде при их выходе на поверхность, когда вода растворяла соляные слои в грунте. Это эндотермическая реакция с сильным поглощением тепла.
Но хорошо, вода замерзла, смешавшись с солью, обводненный грунт промерз. Но ведь потом это все должно постепенно оттаивать. И вечной мерзлоты не должно остаться на таких глубинах. Что же продолжает поддерживать низкие температуры на большой глубине? На этот вопрос никак не находился ответ и не было даже приблизительного объяснения через физическое явление или эффект.
Благодаря комментарию одного читателя, найден ответ, за счет какого явления может поддерживаться «холодильник» вечной мерзлоты и появляться аномально низкие температуры зимой.
В основе явления заморозки может лежать электрокалорический эффект (ЭКЭ) - физическое явление, при котором определенный материал обратимо меняет свою температуру, когда на него воздействует или снимается внешнее электрическое поле.
Для понимания механизма ЭКЭ наука сообщает следующее: все материалы состоят из атомов, которые образуют диполи - это электрически нейтральные системы, где положительные и отрицательные заряды линейно смещены друг относительно друга.
Процесс нагрева или охлаждения происходит так:
1. Нагрев (упорядочивание): Когда на материал подается электрическое поле, его диполи выстраиваются вдоль линий этого поля. Такое упорядочивание снижает внутреннюю энтропию (меру хаоса). Материал вынужден отдать избыток энергии в виде тепла во внешнюю среду.
2. Охлаждение (хаотизация): Когда поле снимается, диполи возвращаются в свое естественное, хаотичное состояние. Для этого процесса им нужна энергия, которую они поглощают из окружающей среды, что вызывает охлаждение материала.
Но это лишь модели. Сам процесс нагрева или охлаждения может зависеть не от ориентации диполей, а от другого механизма в квантовом мире. Что в нашем случае не так важно.
ЭКЭ часто рассматривается как физически обратный пироэлектрическому эффекту (возникновение электрического поля при изменении температуры). Важно не путать электрокалорический эффект с термоэлектрическим эффектом (эффектом Пельтье или Зеебека), в котором температурный градиент возникает при прохождении электрического тока через контакт (спайку) двух разнородных проводников.
А откуда возникло электрическое поле в зоне вечной мерзлоты, его напряженность и хватит ли этой напряженности для охлаждения породы в недрах Земли?
Известно, что в атмосфере Земли существует разность потенциалов – примерно 100 В на каждый метр. Верхние слои атмосферы и поверхность Земли – это как бы обкладки конденсатора.
Но кто сказал, что эта разность потенциалов не может продолжаться и с глубиной, в недрах? Каменные породы – это не идеальные проводники. Они, скорее всего ближе к кристаллическим сегнетоэлектрикам.
А ЭКЭ как раз наблюдается в ряде сегнетоэлектрических материалов. Одними из наиболее популярных среди исследований являются материалы со структурой перовскита - минерала титанат кальция класса оксидов (CaTiO3). Да, и любая соль – это тоже сегнетоэлектрик (материал, обладающий спонтанной поляризацией, ориентацию которой можно изменить с помощью внешнего электрического поля).
Допустим, что такие сегнетоэлектрики наиболее представлены в недрах в породах северо-востока Евразии и на Аляске. А на сколько может измениться их температура под воздействие электрического поля?
В одном из наиболее перспективных материалов величина изменения температуры доходила до 0,48 градусов на вольт приложенного напряжения. Допустим, электрическое поле распространяется на глубину до 500 м. И теоретически, от поверхности до этой глубины разность потенциалов будет составлять до 500 В. В теории в однородном сегнетоэлектрике температурный градиент может составить 200 гр.
Но т.к. электрическое поле в породах ослабевает, оно неоднородно и неоднородна плотность пород, то температурный градиент составит 50-100 гр., чего вполне достаточно для заморозки. Но при условии, что напряженность электрического поля уменьшается.
Еще интересный факт. При определенных условиях ученые могут создать разные кристаллические структуры льда. Их насчитывают 19 модификаций. Так вот, лёд №XI – сегнетоэлектрик, он поляризуется. И теоретически, в природе тоже может образовываться какое-то количество этого льда или образовалось когда-то во времена ледникового периода и этот сегнетоэлектрический лед до сих охлаждает недра при снижении уровня электрического поля.
Возможно, именно поэтому над территориями с ледяными покровами Гренландии и Антарктиды всегда так холодно. Лед участвует в процессе «холодогенерации».
В этой гипотезе есть одна сложность. Сначала электрическое поле должно возрасти и нагреть сегнетоэлектрик (породы или лед вечной мерзлоты). Да, но этот процесс может происходить медленно, с очень низким градиентом нагрева. А охлаждение – при более быстром изменении поля.
Это изменение электрического поля в атмосфере и в недрах может регулировать солнечное излучение.
От Солнца зависит напряженность электрического поля Земли. Резонансы частот Шумана точно зависят. Тогда получается, что важно не само световое излучение, а то, на сколько светило влияет на изменение электрического поля в атмосфере и в недрах.
Этот электрокалорический эффект в масштабах Земли можно сравнить с эффектом теплых полов. Земля нагревается – тепло передается воздуху. Поверхность Земли остывает – холодный воздух из верхних слоев атмосферы опускается и добавляет холода.
Электрическое поле так же отвечает и за конденсацию влаги в атмосфере, появлению облачности и дожди. Возможно, из-за определенных параметров этого поля над песчаными пустынями и нет дождей.
Размышляя над этой моделью пришла еще одна мысль. Если в какой-то области земной коры происходит сильное повышение электрического поля, то это может приводить даже к расплавлению пород и вулканизму. Ведь геология не может объяснить, как пластичные массы в мантии становятся жидкими и поднимаются к поверхности в виде мантийных плюмов. Что, если в этом процессе задействован нагрев от электрического поля?
Существует ли хоть какое-то доказательство этой гипотезы? Считаю, что косвенно ее может подтверждать Сибирская и Канадская магнитные аномалии, где магнитное поле сильно повышено, чем в других местах Земли.
Какие-то процессы в «динамо-машине» в недрах приводят к усилению магнитного поля в этих регионах. А магнетизм тесно связан с электрическим полем. Хотя, наука их объединяет в одно – электромагнетизм. Данных по напряженности электрического поля и по его изменению нет. Почему-то ученые озадачены лишь магнетизмом.
Скорее всего в доледниковую эпоху на северо-востоке Евразии был теплый климат не по причине иных воздушных потоков или иного расположения материка по широте, а по причине электрического поля Земли с иными характеристиками (напряженности и колебаниями), которое незначительно подогревало сегнетоэлектрики в недрах и не позволяло территориям замерзать. Но в один миг что-то в этом механизме сломалось и погибли мамонты, шерстистые носороги, здесь все быстро замерзло. А вот что может ломаться в механизме генерации электрического поля Земли – вопрос к науке.