]]>
]]>
  • Новости
  • Темы
    • Экономика
    • Здоровье
    • Авто
    • Наука и техника
    • Недвижимость
    • Туризм
    • Спорт
    • Кино
    • Музыка
    • Стиль
  • Спецпроекты
  • Телевидение
  • Знания
    • Энциклопедия
    • Библия
    • Коран
    • История
    • Книги
    • Наука
    • Детям
    • КМ школа
    • Школьный клуб
    • Рефераты
    • Праздники
    • Гороскопы
    • Рецепты
  • Сервисы
    • Погода
    • Курсы валют
    • ТВ-программа
    • Перевод единиц
    • Таблица Менделеева
    • Разница во времени
Ограничение по возрасту 12
KM.RU
Новости
Главная → → Наука
Версия для печати
  • Новости
  • В России
  • В мире
  • Экономика
  • Наука и техника
  • Недвижимость
  • Авто
  • Туризм
  • Здоровье
  • Спорт
  • Музыка
  • Кино
  • Стиль
  • Телевидение
  • Спецпроекты
  • Книги
  • Telegram-канал

Магнитное поле Земли скоро исчезнет?

16:56 29.08.2001
Магнитное поле Земли скоро исчезнет?
Магнитное поле Земли скоро исчезнет?

Если Вы не можете совершить путешествие к центру Земли, то почему бы не принести клокочущую сердцевину нашей планеты прямо в лабораторию? Это адский труд, однако Адриан Чо полагает, что это поможет нам понять, почем мы до сих пор живы. Для этого нужно совсем немного: возьмите 14 тонн металла, расплавьте его в большом сосуде и энергично перемешайте...

Если Вы не можете совершить путешествие к центру Земли, то почему бы не принести клокочущую сердцевину нашей планеты прямо в лабораторию? Это адский труд, однако Адриан Чо полагает, что это поможет нам понять, почем мы до сих пор живы. Для этого нужно совсем немного: возьмите 14 тонн металла, расплавьте его в большом сосуде и энергично перемешайте. А затем отойдите. Бесстрашные исследователи из университета Мэриленда собираются воспользоваться этим рецептом для того, чтобы разгадать давнюю загадку - как Земля создает свое магнитное поле.



• Схема магнитного поля Земли

Возможно, это даже вопрос нашей с вами жизни и смерти. Ведь магнитное поле Земли является одним из величайших даров природы: оно избавляет нас от смертельной космической радиации, а возможно, и препятствует сдуванию нашей атмосферы солнечным ветром. Если бы магнитного поля не было, Земля была бы столь же безжизненной и бесплодной, как Марс.

Наш защитный щит вряд ли может разрушиться навсегда, но его временное исчезновение произойдет обязательно - и случиться это может не позднее, чем через 2 тысячи лет. Измерения магнитного поля Земли показывают, что оно ослабевает. Возможно даже, что Земле предстоит инверсия магнитного поля, в результате которой южный и северный полюса поменяются местами. В процессе инверсии есть момент, когда поле практически исчезает, чтобы потом появиться вновь. Это "нулевой период" может занять от нескольких лет до тысячелетий, и чтобы знать это наверняка, необходимо создать точную модель ядра Земли.

Ядро нашей планеты представляет собой шар из железа диаметром 6960 километров, разогретый 5 тысяч градусов Цельсия. Внешние 2260 километров представляют собой жидкость, а внутренняя часть сжата до твердого состояния. В результате конвекции внешняя часть ядра - как более прохладная и плотная - небольшими потоками проникает вглубь под действием гравитации, в то время как более горячая и менее плотная жидкость выдавливается наружу.

Как же может циркулирующий расплавленный металл создать магнитное поле? В ядре Земли, как считают ученые, магнитные свойства возникают под действием ближайшей звезды, что в совокупности с движением бурлящего металла порождает электрические токи. А электричество, в свою очередь, подпитывает магнитное поле. При наличии необходимых условий для "магнитного динамо", магнитное поле может расширяться, искривляться и расти при том, что расплавленный металл движется. В конце концов поле станет достаточно сильным для того, чтобы влиять на движение в жидкости, эффективно контролируя свой собственный рост. С этого момента магнитное динамо может создавать стабильное самоподдерживающееся поле.

Последний факт, впрочем, пока принимается физиками на веру - они могут формулировать уравнения, описывающие движение жидкости и эволюцию магнитного поля, но они не в состоянии объяснить, как именно оно достигает стабильного состояния. Это в основном, связано с тем, что потоки жидкого металла в глубине Земли турбулентны, изобилуют изгибами и маленькими водоворотами. У ученых попросту нет достаточно мощных компьютеров для симулирования этих водоворотов, поэтому при моделировании они вынуждены опираться на упрощения и приближенные значения.

Для уточнения моделей им требуется само ядро - или его уменьшенный вариант. И уже сейчас несколько исследовательских групп пытаются создать нечто подобное. Чтобы воспроизвести эффект турбулентности, им необходимо оборудование, позволяющее металлу свободно перемещаться в потоках. Исследователи из Кадараша (Франция) построили небольшое приспособление, которое будет наполнено 330 литрами расплавленного металла, а группа из университета Висконсина скоро закончит сооружение сферической имитации ядра Земли диаметром в 1 метр.

Но самые амбициозные планы - у Дэниела Лэтропа, Дэниеля Сисан и Вудро Шью из университета Мэриленда. Сейчас они работают с парой маленьких устройств, но надеются создать шар трех метров в диаметре, который будет содержать 14 тонн натрия. Он будет нагрет до температуры более 110 градусов Цельсия, а пропеллеры вызовут движение жидкости, чтобы симулировать конвекционные потоки в ядре. Шар будет крутиться со скоростью 7 оборотов в секунду, чтобы имитировать вращение Земли. Поскольку натрий - химически очень активное вещество, все устройство будет заключено в металлический чехол.

Несмотря на весь возможный риск, сфера должна быть как можно больше. Размер имеет такое значение, поскольку магнитному полю необходимо пространство, чтобы распространяться, искривляться и расти. Если линии поля заключены в маленьком пространстве, они, как правило, сопротивляются деформации. И наоборот, чем больше объем расплавленного металла, тем больше поле будет искривляться - вплоть до достижения стабильного состояния. До сих пор никому не удавалось добиться возникновения магнитного поля в такой свободно бурлящей жидкости, но возможно, получится, если размер сферы составит 3 метра.

Исследователи должны выяснить, как бурлящий расплавленный металл реагирует на изначальный магнитный импульс, который должен подстегнуть возникновение самоподдерживающегося магнитного поля. При низкой скорости потоков поле в металлической жидкости пропадает, как только выключается внешнее магнитное поле. Но скорость разрушения поля снижается по мере увеличения скорости потоков. В конце концов, оно совсем перестанет исчезать. Также исследователи попытаются пронаблюдать "насыщение" - когда бурлящая жидкость будет не только создавать магнитное поле, но и поле будет контролировать движение жидкости - то, что позволяет полю поддерживать свое существование. Однако для этого необходимо, чтобы потоки носили четко определенный характер, иначе искомый эффект попросту не будет достигнут. Создав неправильные потоки можно прийти в результате симулирования к созданию ядра другой планеты. Так, Земля и Венера сходны по размеру и химическому составу, однако на Земле магнитное поле есть, а на Венере - нет. Причиной тому могут быть как раз различия в характеристиках потоков.

Точный рецепт достижения успеха ученым неизвестен, однако теоретики полагают, что существует два основных "ингредиента". Первое - это дифференциальный ротор, который будет вытягивать и отклонять линии магнитного поля вновь и вновь вокруг оси - подобно тому как ребенок вновь и вновь наматывает жвачку на палец. Второй - потоки должны быть параллельны оси вращения, создавая петли магнитного поля, выбивающиеся из навитых спиралью линий вокруг оси. По мере того, как жидкость продолжает вращаться, эти петли могут скручиваться так, чтобы сформировать независимые линии поля. Лэтроп полагает, что требуемые качества, возможно, возникают из взаимодействия турбулентности и устойчивого вращения: "Вращение организует бурные потоки". В отличие от Земли, кора Венеры не разделена на тектонические плиты, что снижает эффективность конвекционного охлаждающего контура планеты и подавляет всякую турбулентность. Возможно также, что Венера вращается слишком медленно, чтобы организовать какую бы то ни было турбулентность, когда она появляется. Хотя непонятно, что именно, но что-то в потоках определенно мешает возникновению в ядре Венеры магнитного поля.

Но есть и еще один важный вопрос, требующий немедленного ответа. Если в результате экспериментов Лэтропа будут получены только вспышки магнитного поля, а не его устойчивое состояние, значит ли это, что мы живем во время именно такой вспышки, и что магнитное поле может упасть до нулевого значения? Это очень важный вопрос, поскольку поле Земли отражает высокоэнергетические частицы, попадающие из космоса, которые могут убить все живое на планете. Поле также "отражает" солнечный ветер - поток ионизированного газа, исходящий от Солнца. Не исключено, что именно этот ветер сдул большую часть атмосферы Марса после того, как красная планета потеряла свое магнитное поле примерно 4 миллиарда лет назад.

Как полагает Глазтмайер, земное динамо функционирует в настоящий момент в после фазе взрывного перехода к включенному состоянию. Если он прав, то магнитное поле не исчезнет полностью, по крайней, мере до того, как планета достаточно остынет, что может произойти не раньше, чем через несколько миллиардов лет. Однако без более тщательного изучения вопроса невозможно утверждать что-либо однозначно - ведь хорошо известно, что магнитное поле Земли имеет хорошо известную склонность к периодической инверсии полюсов. А его измерения показывают, что в настоящий момент его сила падает. И вмешаться в этот процесс очень сложно, считает Стэн Оденвальд, сотрудник проекта IMAGE НАСА, в рамках которого он изучает магнитосферу Земли. Если мы переживаем начало инверсии поля, то через какое-то время Земля будет получать гораздо больше радиации, чем сейчас. "Нам предстоит период времени - возможно, измеряемый жизнью нескольких поколений - когда необходимо будет каким-то образом справляться со всеми этими излишками энергии", - говорит Джеймс Грин, работающий в том же проекте НАСА. "И пока никто не знает, что именно может произойти".

Если все пойдет по плану, Лэтроп надеется начать эксперименты с гигантской установкой не позднее, чем через два года. Аналогичные эксперименты в университете Висконсина со сферой диаметром в 1 метр должны начаться тогда же. Результаты экспериментов должны дать физикам данные для их дальнейшего апробирования в компьютерных моделирующих программах.

Темы: Газеты и журналы в России
Расскажите об этом:
0

Подписаться на KM.RU в Telegram

Сообщить об ошибке на km.ru_new@mail.ru

Комментарии читателей Оставить комментарий

]]>
]]>
Выбор читателей
Зангезурский коридор: США прощупывают почву, чтобы оттяпать у Армении лакомый кусок ее земли
Из-за убытков фермеры в России начали массово уничтожать кур-несушек
Мединский: Путин разбирается в истории лучше многих специалистов
Капитализм ХХI век. Эффективность для меньшинства, катастрофа для большинства.
]]>
Агрегатор 24СМИ
]]>
Избранное
Александр Ширвиндт — о русской кухне
Владимир Кузьмин «Десять новых песен о любви»
«Гран-КуражЪ», 4 декабря, «Известия Hall»
Откройте историю заново: Мультимедийный музей Новой хронологии в Ярославле
Посев (Егор Летов) «Всякие картинки»
Подача заявления в ЗАГС на регистрацию брака
«Легион» отметил юбилей «Стихии огня»
Владимир Селиванов («Черная Ленточка»), 26 февраля, «Алиби»
«Из "партнеров" американцы официально превратились в "противников"»
Е2 Знакомы «Я не исключаю» (интернет-релиз)
Лучший друг Высоцкого так и не пережил его гибели (ФОТО)
официальный сайт © ООО «КМ онлайн», 1999-2025 О проекте ·Все проекты ·Выходные данные ·Контакты ·Реклама
]]>
]]>
Сетевое издание KM.RU. Свидетельство о регистрации Эл № ФС 77 – 41842.
Мнения авторов опубликованных материалов могут не совпадать с позицией редакции.

Мультипортал KM.RU: актуальные новости, авторские материалы, блоги и комментарии, фото- и видеорепортажи, почта, энциклопедии, погода, доллар, евро, рефераты, телепрограмма, развлечения.

Карта сайта


Подписывайтесь на наш Telegram-канал и будьте в курсе последних событий.


Организации, запрещенные на территории Российской Федерации
Telegram Logo

Используя наш cайт, Вы даете согласие на обработку файлов cookie. Если Вы не хотите, чтобы Ваши данные обрабатывались, необходимо установить специальные настройки в браузере или покинуть сайт.