Земля — это «темный ящик»
Итак, звучит угрожающе: северный магнитный полюс сдвигается. Сразу представляется какой-то хаос, смена юга и севера. А между тем полный реверс (переворот магнитного поля на 180 градусов) уже случался в истории нашей планеты, и не раз. Об этом свидетельствуют палеомагнитные исследования образцов, поднятых со значительной глубины, на которых обычно сохраняются величина и направление намагниченности, соответствующие древнему магнитному полю. И происходили такие перевороты с промежутками от десятков тысяч до миллиона лет, причем последний реверс состоялся примерно 780 тысяч лет назад.
Эту тему недавно подняла международная группа ученых из России, Канады и Америки, которые уже не первый год фиксируют не просто движение, а ускоренное смещение северного магнитного полюса. Еще в XIX веке он находился на территории Северной Америки, а теперь уже — в центре Северного Ледовитого океана. С 1984-го по 1994 год он передвинулся на 150 (!) километров, с 10 километров в год ускорился до 60 км в год. Пока смещение полюса идет прямолинейно, и если так будет продолжаться дальше, то, по прогнозу Канадской геомагнитной службы, к российским берегам северный магнитный полюс «приплывет» уже к 2050 году.
— Таковы наши предположения, — уточняет Андрей Ляхов. — Однако может оказаться, что поле сменит направление и решит вернуться назад. Такие неожиданные повороты уже фиксировались исследователями, они есть в архивных материалах.
По словам ученого, механизма генерации магнитного поля никто до сих пор не разгадал. Есть только теории: С.И.Брагинского из Института физики земли, В.В.Аксенова из новосибирского Института вычислительной математики и математической геофизики, большое количество американских работ. Некоторые из них — взаимоисключающие по деталям. Общим же для всех научных теорий является то, что течения в жидком ядре Земли ответственны за генерацию магнитного поля. Они медленные, в какие-то периоды могут меняться, что скорее всего и приводит к смене полярности магнитного поля Земли.
— Узнать, как именно текут токи, особенно в переломные моменты, такие, как наблюдаются сейчас, не получается, потому что у ученых нет априорной информации, — поясняет Ляхов. — Если я возьму пустой ящик, помещу в него множество проводов с током, то снаружи появится магнитное поле. Постарайтесь по нему определить конфигурацию проводов в этом ящике! Вы ее не узнаете, эта задача имеет бесконечное множество решений. Разные конфигурации токов могут давать одно и то же магнитное поле снаружи. Нашу Землю можно как раз сравнить с таким вот «темным ящиком».
По мнению специалистов, для того чтобы расшифровать наш «темный ящик», нужно сделать ему «томографию». И способ уже известен — при помощи нейтрино — космических частиц, прошивающих Землю насквозь. Поток нейтрино идет постоянно, его уже изучают. Что нужно еще? Только время! Чтобы набрать нужную информацию, ученым надо накопить данные за 10–20 лет, и тогда мы точно сможем узнать, что же на самом деле творится в жидком ядре Земли.
Москва-2050 — полярные сияния в полной темноте?
— Ну а нам, простым смертным, какая разница, где этот магнитный полюс? На нашу жизнь он как-то влияет? — интересуюсь я.
— Древние люди, наверное, никак на себе не ощущали разницы в результате подвижки магнитного поля, — говорит Андрей Николаевич. — На величину радиации это не влияет, потому что Землю от потоков из космоса защищает не столько магнитное поле, сколько атмосфера. Сама же атмосфера от магнитного поля не зависит, она удерживается гравитацией. Так что ни погодные катаклизмы, ни повышенная радиация нам в результате смены полюсов магнитного поля не грозят. Непосредственно от смещения магнитного поля могут сбиться с правильного курса разве что только птицы.
Единственное, что делает нас, современных людей, уязвимыми от вариаций магнитного поля, — наша связь с техносферой. Есть такое понятие — овал полярных сияний, который движется вместе с магнитным полюсом. Это та зона, где из магнитосферы высыпаются заряженные частицы высоких энергий. Полярные сияния — не только красивая картинка, но и очень большие проблемы для радиосвязи, для спутниковой навигации и энергетических систем.
— Когда начинаются полярные сияния, в ионосфере возникают мелкомасштабные неоднородности, — поясняет Ляхов. — Она как бы вскипает. И в этой среде сигнал со спутника испытывает болтанку, сцинтилляции. Они приводят к тому, что на Аляске, к примеру, системы GPS корректно видят только половину спутников из тех, что они должны видеть. С остальными они работать не могут. Сигнал проходит, но битый, искаженный, и система бракует «испорченную посылку». Для эскимосов на нартах, для автомобилистов это не фатально. А вот если без навигации вдруг останется гражданский или военный самолет, это уже серьезно. Корабль, пройдя полчаса вслепую, тоже легко может поцарапать брюхо о какие-нибудь рифы. Ну а если магнитные бури и возникшие при этом токи в ионосфере затронут энергосистему, это и вовсе может обернуться катастрофой. Канадцы, к примеру, после одной сильнейшей магнитной бури, вырубившей электричество на 50% территории страны на два дня, долго не могли прийти в себя. Потом собрались, вложили огромные деньги в прогноз магнитных бурь и переоборудовали свои энергосистемы. Если мы так же не укрепим свои подстанции, то в один прекрасный день, когда овал полярных сияний подойдет к нашим берегам, тоже можем столкнуться с энергетическим коллапсом.
Если скорость и направление движения северного магнитного полюса сохранятся, то, по данным ученых из Национального центра атмосферных исследований в Боулдере (США), овал полярных сияний к 2050 году будет захватывать Москву, Санкт-Петербург, Екатеринбург, Новосибирск, Иркутск. С ним к нам пожалуют все неприятности полярной ионосферы: с ее влиянием на коротковолновую радиосвязь, аэронавигацию, спутниковую связь и навигацию — GPS, ГЛОНАСС... Учитывая коррозию трубопроводов, состояние наших электростанций, построенных в 60-х годах прошлого века, страшно представить, чем могут обернуться для нас прекрасные на вид полярные сияния.
Без магнитного поля нам плохо
— А как выходят американцы и канадцы из сложного положения с нарушением радиосвязи? — спрашиваю я ученого.
— Они поступают очень просто — бросают на лед УКВ-ретрансляторы с аккумулятором и в своем секторе Арктики летают, пользуясь УКВ связью на прямой видимости, без космического канала. Могут себе это позволить... У нас в таком «слепом» месте мы вынуждены в основном для связи с самолетами пользоваться коротковолновой радиосвязью. Этот вид связи очень сильно зависит от состояния ионосферы и в условиях магнитных бурь чрезвычайно затруднен.
Кстати, американцам и канадцам радоваться уходу магнитного полюса рано, — добавляет Ляхов. — Если от их континента «уедет» северный магнитный полюс, то подтянется своя аномальная зона — экваториальная ионосфера, и ретрансляторы могут им еще понадобиться.
— Вот вы говорите, что напрямую на человека движение полюсов не оказывает действия, только через технику. А как же метеочувствительность?
— Есть много исследований, которые доказывают, что человек страдает от магнитных бурь, но почти все они, увы, основываются только на статистике.
— Что с силой нашего природного магнитного поля? Слышала, что она затухает.
— Она снижается, правда, очень незначительно, — за последний век поле потеряло силу на 7 процентов. Но даже если предположить, что произойдет чудо и магнитное поле на Земле исчезнет вообще, то с точки зрения современной геофизики ничего страшного произойти не должно. Если сейчас поток плазмы солнечного ветра в магнитосфере путешествует, растекается и находит выход в виде высыпаний в северных и южных полярных зонах, то в случае ослабевания поля весь поток энергетических частиц будет попадать на освещенную сторону Земли. У нас исчезнет понятие «полярная ионосфера», а будет просто — дневная и ночная.
Впрочем, с Ляховым не совсем согласны биологи. Как сообщили нам в Институте медико-биологических проблем РАН, гипомагнитная среда — среда с ослабленным магнитным полем очень вредна для живых существ. Об этом свидетельствуют опыты, которые проводились у нас и за рубежом в связи с подготовкой дальних космических полетов, во время которых сила земного магнитного поля будет ослабевать. Нервная система мышей и крыс, которых помещали в специальные камеры с гипомагнитной средой, давала сбой, животные становились либо слишком агрессивными, либо страдали сильными депрессиями.
Надеемся, что на Земле до таких крайних последствий все же дело не дойдет. Однако в своих реалистичных прогнозах, касающихся изменений верхней атмосферы на ближайшие 30 лет, ученые Института динамики геосфер РАН уверены. Они знают, что надо делать для того, чтобы защитить россиян от неприятных последствий: прежде всего создать обширную сеть магнитовариационных станций в Арктике. В идеале если все будет сделано вовремя, то усиленные энергосистемы смогут выдержать любую магнитную бурю. Что же касается авиапутешественников, прогностические модели должны быть такими, чтобы оперативно присылать им сообщение: «Уважаемые товарищи, завтра с 12.00 до 18.00 ожидается резкая деградация систем спутниковой навигации в результате сильного возбуждения ионосферы». Это жизненно необходимо. Ну а в дополнение к этому пора, наверное, возрождать школу штурманов, которые могут вести самолет без всяких навигаторов. Сейчас таких единицы, они остались только на транспортных самолетах. Но, похоже, спрос на них скоро возрастет.
