Магнитное поле Земли

Но сначала я предложил бы читателям обратить свое внимание на невозмущенное магнитное поле Земли, а еще точнее - попытаться ответить на вопрос: а почему Земля вообще имеет магнитное поле?
Люди давно научились использовать магнитное поле Земли для ориентирования на местности. Великое изобретение китайцев - компас - с успехом служит нам и поныне.
Потребности навигации способствовали изучению многих параметров магнитного поля Земли, но до сих пор остается без ответа основной вопрос, касающийся этого поля - почему оно вообще существует? А еще Авиценна писал, что единственный научный вопрос — это вопрос почему?.
Вопросу - почему Земля имеет магнитное поле - не менее 300 лет. За это время выдвинуто много гипотез. Наиболее предпочтительной -из них на сегодня является гипотеза о гидромагнитном динамо. Суть ее в следующем: если жидкое проводящее вещество земного ядра находится в движении, то в нем может генерироваться электрический ток, который и создает вокруг себя магнитное поле. Но и эта гипотеза по многим причинам не устраивает ученых.

Неизвестен, по крайней мере, сам механизм, поддерживающий уже не менее 2 миллиардов лет работу этого земного динамо.
Ниже я изложу свою гипотезу возникновения и длительного существования магнитного поля Земли и всех космических тел (впервые она была опубликована 15 октября 1994 года в Одесском вестнике), которая поможет нам понять и сам механизм воздействия солнечных взрывов на здоровье человека.
Почему я рассматриваю магнитное поле Земли одновременно с магнитными полями других космических тел? Очевидно, только потому, что Земля не является уникальным космическим телом по тому признаку, что лишь одна она имеет магнитное поле, и мы пытаемся как-то объяснить эту ее уникальность. Наоборот, все планеты Солнечной системы и само Солнце имеют магнитные поля. Имеют магнитные поля и все звезды. Поэтому нам следует искать механизм зарождения и последующего поддержания магнитных полей на всех космических телах.

Единый для всех, а не индивидуальный для каждого космического тела.
Другое дело, что все космические тела имеют разные по величине магнитные поля, и эта величина уже зависит только от индивидуальной эволюции каждого из космических тел.
Посмотрим на наше Солнце на самой ранней стадии его развития, когда оно только-только образовалось из холодного водородного облака. Облако было немагнитным (нет никаких предпосылок считать его обладателем магнитного поля) - немагнитным в тот момент было и Солнце.

Облако вращалось - вращение передалось и Солнцу. Постепенно разогреваясь (мы опустим причину разогрева Солнца), Солнце достигло той температуры, при которой вещество превратилось в ионизированный газ с равными концентрациями положительных и отрицательных зарядов. И в целом Солнце было электрически нейтральным.

Но по достижении определенной светимости, допустим, нынешней, с поверхности Солнца стали устремляться в окружающее пространство потоки заряженных частиц — протонов и электронов — так называемый солнечный ветер. А так как электроны по массе значительно уступают протонам, то и в солнечном ветре концентрация электронов превалирует над концентрацией протонов - световому давлению легче сдуть с поверхности Солнца более легкие частицы.

И Солнце постепенно стало приобретать положительный заряд. Заряд этот равномерно распределен по поверхности Солнца.

А так как Солнце вращается, то вместе с ним вращается вокруг солнечной оси и каждый элементарный положительный заряд, находящийся на поверхности Солнца.
. И здесь мы вспомним одно из правил физики, по которому под электрическим током принято понимать направленное движение электрических зарядов, а за направление тока принято считать направление движения положительных зарядов. И тогда вращающиеся вокруг оси Солнца элементарные положительные заряды мы сможем рассматривать как элементарные круговые токи вокруг общей оси - оси вращения Солнца.

А как известно, электрический ток создает вокруг себя магнитное поле, направление магнитных силовых линий которого мы легко можем определить по направлению тока. И тогда северный географический полюс Солнца должен совпадать с северным магнитным полюсом Солнца, что в действительности и наблюдается.

Совпадает и ось вращения Солнца с осью магнитного поля Солнца (в отличие от нашей Земли, где магнитная ось наклонена к оси вращения Земли, да и магнитные полюса находятся не на соответствующих их названиям полушариях Земли: северный магнитный полюс находится в южном полушарии, а южный - в северном, об этих особенностях магнитного поля Земли более подробно будет сказано чуть ниже).
Итак, магнитное поле Солнца - это явление, приобретенное Солнцем в процессе эволюции этой звезды. И чем больше звезда теряла электронов, тем большим становился ее положительный заряд и тем большим становилось ее магнитное поле при неизменности ее угловой скорости вращения. А при вспышке новых и особенно сверхновых звезд, когда интенсивность светового давления возрастает настолько, что оно срывает почти все электроны с поверхности звезды, положительный заряд такой звезды становится колоссально большим.

А если еще учесть, что после вспышки новые и сверхновые звезды начинают быстро уменьшаться в размерах, что приводит к возрастанию их угловой скорости, то мы становимся свидетелями рождения фантастических магнитных полей во Вселенной. Так, некоторые пульсары имеют сверхсильные магнитные поля величиной до 1012 Гаусс!
Пульсары - это быстро вращающиеся нейтронные звезды. Нейтронная звезда - это маленький сверхплотный шар, который остается после взрыва сверхновой звезды. Считается, что такой шар состоит исключительно из нейтронов, поэтому и звезду такую называют нейтронной. Но чисто нейтронная звезда не могла бы иметь такого фантастического магнитного поля, какое она фактически имеет. Это поле обеспечивается только протонами, находящимися на такой звезде, и ее быстрым вращением.

И поэтому, учитывая такой важный физический признак звезды, образующейся после взрыва сверхновой/как ее сверхсильное магнитное поле, следовало бы такую звезду называть не просто нейтронной, а хотя бы нейтронно-протонной.
А теперь посмотрим, как могло образоваться магнитное поле Земли. Земля тоже вращается и тоже, как и Солнце, могла бы генерировать магнитное поле при соответствующих условиях. Например, при наличии заряда на ее поверхности.

И такой заряд Земля имеет. Мы знаем, что Земля имеет отрицательный заряд, знаем и величину этого заряда.
Отрицательный заряд - это избыток электронов. Откуда же он взялся у Земли? Естественно, что от Солнца. Мы уже знаем, что под воздействием светового давления и при взрывах, происходящих на Солнце, от него в окружающее пространство устремляются потоки заряженных частиц.

Эти частицы и оседают на поверхности Земли и на поверхности других планет Солнечной системы. И поскольку электронов оседает больше, чем протонов, то Земля приобретает отрицательный электрический заряд. Этот заряд и вращение Земли вокруг своей оси и создают некоторое магнитное поле, по расчетам значительно уступающее реальному магнитному полю Земли.

И здесь перед нами выступает еще один фактор, влияющий на величину магнитного поля Земли. Такого фактора не было ни у Солнца, ни у звезд, но он есть у Земли и у некоторых планет Солнечной системы. Это наличие на Земле в нераскаленном виде таких металлов как железо, кобальт и никель, именуемых ферромагнетиками, которые могут значительно усиливать генерируемое Землей магнитное поле.

Магнитные поля ферромагнетиков, находящихся в земной коре до глубины 50 км, ориентируются в направлении магнитных силовых линий магнитного поля Земли, и таким образом создается более сильное суммарное магнитное поле, которое мы и называем собственным магнитным полем Земли.
Как видим, магнитное поле Земли прямо зависит от поверхностного заряда Земли, от угловой скорости вращения ее вокруг своей оси и от магнитной проницаемости земной коры.
И магнитная ось должна была бы совпадать с осью вращения Земли, а полюса - магнитные и географические - должны быть диаметрально противоположны в отличие от Солнца, так как при одинаковом направлении вращения вокруг своих осей у Земли вращаются не положительные заряды на поверхности, а отрицательные. И в действительности мы это и наблюдаем, но с некоторыми особенностями. Так, не совпадают оси вращения Земли и ее магнитного поля (на 11°). Не совпадают Северный географический и Южный магнитный полюсы, а отстоят друг от друга на значительном расстоянии. Точно так же расположены на большом расстоянии друг от друга Южный географический и Северный магнитный полюсы.

И объяснение этих несовпадений следует искать уже в самом облике Земли.
Земля имеет магнитное поле около 2 миллиардов лет, то есть значительную часть своей жизни она не имела магнитного поля. И это обстоятельство легко объясняется всем вышеизложенным: очень медленно Земля набирала свой заряд, да еще и продолжительное время была разогрета до высокой температуры и поэтому ее ферромагнетики не могли усиливать ее поле (магнитными ферромагнетики могут быть только до точки Кюри, для железа это 769°С).

Содержание раздела