Введение. В некоторых геофизических и космических параметрах в последние десятилетия наблюдаются существенные изменения

Магнитное поле Земли является неотъемлемой физической характеристикой нашей планеты, отражающей сложные энергетические процессы во внутреннем и внешнем ядре. Считается, что основной причиной образования магнитного поля Земли, является течение огромных масс жидкого железа, составляющих внешнее ядро Земли, вокруг внутреннего твердого ядра.

Впервые предположение о наличии магнитного поля Земли было выдвинуто английским врачом и натурфилософом Уильямом Гильбертом (William Gilbert) в 1600 году в своей книге «De Magnete». Наблюдения английского астронома Генри Геллибранда (Henry Gellibrand) показали, что геомагнитное поле не постоянно, а медленно изменяется. Карл Гаусс (Carl Friedrich Gauß) выдвинул теорию о

происхождении магнитного поля Земли и в 1839 году доказал, что основная его часть выходит из Земли, а причину небольших, коротких отклонений его значений необходимо искать во внешней среде. Коротко рассмотрим структуру магнитосферы Земли. На расстоянии от Земли, порядка трех радиусов, магнитные силовые линии имеют диполе подобное расположение. Эту область называют плазмосферой.

Рис. 39. Структура магнитосферы Земли
http://en.wikipedia.org/wiki/Earth%27s_magnetic_field

При удалении от поверхности Земли воздействие солнечного ветра усиливается: гео­маг­нитное поле со стороны Солнца сжимается, а с противоположной стороны вы­тя­гивается в длинный шлейф. Токи в ионосфере оказывают существенное влия­ние на магнитное поле на поверхности Земли. Верхняя область атмосферы (плазмосфера), порядка 100 км и выше, содержит большое количество ионов.

Рис.40. Магнитное поле Земли http://www.ast.obs-mip.fr

Плазма удерживается магнитным полем Земли, но ее состояние формируется взаи­мо­дей­ст­вием магнитного поля Земли с солнечным ветром, чем и объяс­няет­ся связь земных магнитных бурь с солнечными вспышками (Белов К.П., Бочкарев Н.Г., 1983 г.).

Средняя напряженность магнитного поля на по­верх­ности Земли сильно зависит от гео­гра­фи­ческого положения и равна, около 0,5 э (50 мкТл). На­пряженность магнитного поля на магнитном эк­ва­торе составляет около 0,34 э (Эрстед). У маг­нит­ных полюсов около 0,66 э.

В районах магнитных аномалий напряженность рез­ко возрастает и, например, в зоне Курской ано­ма­лии достигает 2 э. Магнитное поле Земли пе­рио­ди­чески испытывает возмущения, на­зы­вае­мые маг­нитными пульсациями, воз­ни­каю­щи­ми вслед­ствие возбуждения гидромагнитных волн в маг­нитосфере Земли. Частотный диапазон пуль­саций варьирует от миллигерц до одного килогерца (Троицкая В.А., Гульельми А.В., 1969 г.).

Геомагнитное поле не так уж постоянно и оно время от времени меняется. Так, 2500 лет назад величина магнитного поля была в полтора раза выше, чем сейчас. В ис­то­рии Земли неоднократно наблюдались, так называемые, инверсии геомагнитного поля или переполюсовка, когда менялись местами северный и южный магнитные по­люса. Наряду с инверсией геомагнитных полюсов существуют и менее ра­ди­каль­ные смещения геомагнитного поля, так называемые «экскурсы», когда гео­маг­нит­ные полюса начинают интенсивно смещаться на достаточно значительные рас­стоя­ния, но при этом переполюсовки не происходит. Так, в истории Земли неоднократно про­исходили «экскурсы» геомагнитных полюсов, когда северный геомагнитный по­люс двигался к экватору, но затем, доходя до него, менял направление движения на противоположное и возвращался в свое прежнее положение.

Роль геомагнитного поля для существования и развития жизни на Земле трудно пе­ре­оценить, ибо силовые линии магнитного поля Земли, создают вокруг планеты свое­образный магнитный экран, защищающий поверхность Земли от губительных, для всего живого, космических лучей и потока заряженных частиц высоких энергий.

Северный геомагнитный полюс теперь расположен в Канадской Арктике и про­дол­жает двигаться в северо-западном направлении, в то время, как южный гео­маг­нит­ный полюс расположен недалеко от берегов Антарктиды, к югу от Австралии.

Mandea и Dormy(2003) суммируя наземные наблюдения и обсуждая движение север­ного геомагнитного полюса, скорость которого “более чем удвоилась за прошлые
30 лет, достигнув огромного значения – приблизительно 40 километров в год в 2001 году”. Последующая модель изменения во времени магнитного поля Земли (Olsen и др., 2006) показала, что ускорение движения северного магнитного полюса еще более возросло, достигнув 50 километров в год в 2000 году и 60 ки­ло­мет­ров в год в 2003-м. Однако с 2003 года северный магнитный полюс незначительно за­медлил свое движение и, в настоящее время, его перемещения происходят со ско­ростью, несколько превышающей 50 километров в год. Между тем, во время того же са­мого отрезка времени, южный геомагнитный полюс перемещается с постоянной ско­ростью около 5-10 километров в год. Местоположения северного и южного гео­маг­нитных полюсов показаны в обновленной версии модели ХАОСА (Olsen и др. 2006), которая включает более свежие спутниковые данные вместе с наземными на­блюдениями (Newitt et al., 2002).

В соответствии с прогнозомN. Olsen и M. Mandea (2007) северный геомагнитный пол­­юс будет наиболее близок к Северному географическому полюсу (на расстоянии 400 километров) в 2018 году, продолжая двигаться по направлению к Сибири.

Изучение геомагнитных инверсий и колебаний уровня океана в фанерозое, поз­во­лило ряду исследователей прийти к выводу о существовании между этими про­цес­сами определенной корреляции (Милановский Е.Е., Гамбурцев А.Г., 1998 г.). На­пря­женность магнитного поля Земли в прошлом, также подвергалась существенным ко­ле­баниям. Так, исследования Петровой Г.Н. и Гамбурцева А.Г. позволили установить на­личие ритмов в палеонапряженности геомагнитного поля, с преобладанием рит­мов с периодами 20-25 тыс. лет, 70 тыс. лет, 160-170 тыс. лет и с другими менее выражен­ными периодами (Петрова Г.Н., Гамбурцев А.Г., 1998 г.).

Рис. 41. График скорости движения северного геомагнитного полюса
(N. Olsen and M. Mandea, 2007)
(http://geo-change.org/Pdf/Will_the_Magnetic_North_Pole.pdf)

На рис.41 показан график отражающий движение северного геомагнитного полюса. Как видно из графика, к концу 90-х годов скорость дрейфа северного геомагнитного полюса увеличилась почти в пять раз, по сравнению с 1980-м годом. Этот факт может свидетельствовать о существенных изменениях в энергетических процессах в ядре Земли, формирующих геомагнитное поле нашей планеты. Безусловно, наблюдаемое явление может отражать начало очередного цикла резкой активизации эндогенной активности Земли.

К каким еще последствиям может привести, продолжающееся с огромным ускорением, смещение северного магнитного полюса? Учитывая, что данный процесс сопровождается снижением напряженности магнитного поля Земли, можно предположить, что это должно повлиять на глобальные климатические изменения. В области полярных шапок существуют так называемые «каспы» – полярные щели, которые увеличились в последние годы. Через эти каспы в атмосферу и к поверхности Земли попадает радиационный материал солнечного ветра и межпланетного пространства, т.е. в полярные области попадает огромное количество дополнительного вещества и энергии, что приводит к “разогреву” полярных шапок. Естественно, изменение положения геомагнитных полюсов при­водит и к смещению каспов и, как следствие, смещению областей повышенного потока солнечной энергии в атмосферу и на поверхность Земли. Этот процесс должен вызвать перераспределение системы циклонов и антициклонов на нашей планете, что приводит к серьезным глобальным климатическим изменениям (В.Е. Хаин, Э.Н. Халилов, 2008, 2009 гг.).