Как устроено магнитное поле Земли, действительно ли оно защищает нас от космической радиации и почему естественная солнечная радиация не представляет опасности для жителей планеты — об этом рассказывает профессор кафедры физики Казанского федерального университета Рушана Еремина.
Магнитосфера — это область пространства вокруг Земли, где доминирует ее магнитное поле.
Это главный щит нашей планеты, который отклоняет потоки опасных заряженных частиц из глубин космоса (космические лучи) и от Солнца (солнечный ветер).
Истоки
В 1600 году английский физик и медик, придворный врач Елизаветы I и Якова I — Гильберт Уильям — в трактате «О магните, магнитных телах и о большом магните — Земле» впервые научно обосновал, что Земля сама является большим магнитом. Его работа заложила фундамент для изучения геомагнетизма.
«Источник магнитного поля Земли — жидкое внешнее ядро из железа и никеля. Движение этого расплава, вызванное теплом из недр и вращением Земли, генерирует электрические токи, которые и создают глобальное магнитное поле (теория геодинамо)», — рассказывает Рушана Еремина.
Возникает путаница: магнитные полюса не совпадают с географическими. Положение первых зависит от движения масс в ядре и постоянно смещается. Однако из-за влияния вращения Земли на ядро магнитные полюса обычно находятся недалеко от географических.
Где какой полюс?
Расположение Северного магнитного полюса не совпадает с географическим Северным полюсом. Это приводит к тому, что стрелка компаса показывает на север приблизительно.
Примерно с начала XVII века полюс располагался под паковыми льдами в границах нынешней канадской Арктики.
Южный магнитный полюс расположен у побережья Антарктиды, в районе Земли Адели.
Солнечный ветер
Это непрерывный поток ионизированных частиц (плазмы) из солнечной короны, движущийся со скоростью 300–1200 км/с. Постоянное воздействие солнечного ветра могло бы привести к постепенной утрате части атмосферы Земли, особенно лёгких газов, таких как водород и гелий.
Но вместо катастрофы — красота
Сияние — прямое доказательство работы магнитного поля. Частицы солнечного ветра, захваченные полем, направляются к полюсам, сталкиваются с атомами атмосферы и вызывают свечение.
К слову, полярное сияние — не только северное. Существует и южное полярное сияние (Aurora Australis).
Галактические космические лучи — еще одна опасность. Это поток высокоэнергетичных частиц из глубокого космоса, в основном от взрывов сверхновых. Космические лучи на 92% состоят из протонов, на 6% — из ядер гелия и около 1% — из электронов, обладают высокой проникающей способностью.
Перелетные птицы способны «видеть» магнитное поле Земли благодаря особым рецепторам в сетчатке глаз, которые преобразуют его в зрительные образы.
Дополнительную информацию о магнитном поле птицы получают через тройничный нерв, чувствительные окончания которого находятся в надклювье и передают данные в мозг. Это позволяет им с высокой точностью совершать перелеты на тысячи километров.