100 знаменитых загадок природы, стр. 17
Полярные сияния различаются также по структуре. Она бывает однородной, когда отсутствует внутренняя структура свечения, без видимых лучей, волокнистой, состоящей из беспорядочных полосок или волокон, расположенных параллельно нижнему краю, или лучистой, как бы сотканной из массы отдельных, мерцающих лучей. Еще один элемент классификации полярных сияний – степень активности явления. Спокойные формы сияний почти не меняются или меняются, но очень медленно, в то время как активные формы подвержены быстрым изменениям во времени и пространстве, они обычно ярче спокойных.
Существует также несколько локальных особенностей полярных сияний, приводящих к отклонениям явления от общих закономерностей. Так, учеными было обнаружено влияние береговой линии на морфологию этого явления – сияния над морем обладают большой подвижностью, а интенсивность его над островами, мелями и районами опреснения морских вод заметно уменьшается. Помимо этого, береговая линия влияет и на высоту полярного сияния: вблизи берега она минимальна, но повышается как в сторону моря, так и в сторону суши. Ученые еще не до конца изучили эти закономерности, и единственным объяснением «берегового эффекта» на сегодняшний день остается взаимодействие переменного тока в сияниях с токами, наведенными в море. Еще одной локальной особенностью полярных сияний является неравномерность их распределения, постоянная во времени, то есть не зависящая от уровня геомагнитной активности. Области максимальной и минимальной плотности и частоты возникновения полярных сияний были сопоставлены с картами геомагнитного поля, в результате чего области наибольшего сосредоточения сияний совпали с районами магнитных аномалий. Наибольшую активность полярные сияния проявляют в зоне Восточно-Сибирской магнитной аномалии.
Сегодня на вооружении у ученых находится огромное количество современной фото– и видеотехники, лаборатории с новейшим оборудованием, сверхчувствительные радиолокаторы, что дает возможность успешно проводить широкомасштабные исследования полярного сияния по всему миру и отвечать на вопросы, которые в течение многих столетий не давали покоя человечеству. С помощью радиолокации можно проследить движение полярного сияния даже при солнечном свете, точно определить высоту и протяженность этого явления. В 1985 году советскими и французскими учеными был успешно проведен эксперимент по созданию искусственного полярного сияния, получивший название «Араке». Таких экспериментов проводилось еще много, они помогли досконально определить механизм возникновения полярного сияния, дали дополнительные возможности в изучении магнитного поля Земли, солнечного излучения, процессов, происходящих в ионосфере, и влияния этих процессов на погоду вблизи земной поверхности. Последнее десятилетие изучение полярного сияния активно ведется и с искусственных спутников Земли. Однако ученые справились еще не со всеми загадками, которые поставила перед ними природа. Точно предсказать заранее место и время возникновения полярного сияния, его будущие особенности и интенсивность наука пока что не в силах. До сих пор нет объяснения связи этого явления с погодой – остается открытым вопрос о том, почему полярные сияния чаще всего наблюдаются в морозные ночи.
У многих северных народов появление на небе разноцветных мерцающих огней не вызывает чувства восхищения, для них это – дурной знак. Сейчас мы можем с уверенностью сказать, что некоторая доля правды в этом есть. Известно, что это явление напрямую связано с магнитными полюсами Земли и особенно часто возникает во время так называемых «магнитных бурь», которые, в свою очередь, неблагоприятно влияют на человеческий организм. Возможно, за многовековую историю своего существования эти северные народы уловили некоторую закономерность между возникновением полярного сияния и ухудшением самочувствия. Но мы-то знаем, что само по себе это захватывающее явление природы не несет в себе никакого вреда, оно – лишь отражение процессов, происходящих на Солнце, и их взаимосвязи с магнитными полюсами нашей планеты. И вряд ли современный человек, знающий причину возникновения полярных сияний, если ему посчастливится стать свидетелем этого удивительного зрелища, будет в тот момент думать о солнечных частицах и их взаимодействии с земными веществами. Скорее всего, он как завороженный будет наблюдать этот уникальный танец света, цвета и форм, чтобы не забыть его больше никогда. И лишь потом, когда покинут темный небосклон последние отблески этого чуда природы, он, может быть, задумается, откуда взялись в небе столь удивительные и живые краски?
ЧЕМ ГРОЗИТ НАМ СМЕНА ПОЛЮСОВ ЗЕМЛИ
Ученые обнаружили, что в магнитном поле Земли образуются мощные прорехи, свидетельствующие о том, что магнитные полюса планеты в скором времени поменяются местами. Звучат мнения, что в связи с этим можно ожидать новых природных катаклизмов мирового масштаба наподобие Всемирного потопа и Страшного суда.
К такому выводу пришли специалисты из датского Центра планетарных исследований. Эти выводы поддержали их коллеги из университета Лидса (Великобритания) и французского Института физики Земли, а также американские ученые из Флоридского международного университета в Майами.
По мнению исследователей, за последние столетия плотность магнитного поля Земли значительно снизилась. Воздействие этого в 1989 году ощутили на себе жители востока Канады. Солнечные ветры прорвались через слабый магнитный щит и вызвали тяжелые поломки в электрических сетях, оставив Квебек без света на девять часов.
Считается, что магнитное поле нашей планеты генерируется потоками расплавленного железа, окружающего ядро Земли. Датский космический спутник обнаружил в этих потоках завихрения (в районах Арктики и южной Атлантики), которые могут заставить их поменять направление своего движения. Но многие специалисты считают, что в ближайшее время этого, к счастью, не произойдет.
И все же, если прогнозы сбудутся, последствия могут оказаться катастрофическими. Мощные потоки солнечной радиации, которые из-за магнитного поля сейчас не могут достичь атмосферы, нагреют ее верхние слои и вызовут глобальные изменения климата. Сейчас внешний «магнитный щит» планеты защищает все живое от солнечной радиации. Без него солнечный ветер и плазма от солнечных вспышек будут достигать верхних слоев атмосферы, нагревая ее и вызывая катастрофические изменения климата. Другими словами, в момент смены полюсов произойдет резкое ослабление магнитного поля: это приведет к скачкообразному повышению уровня солнечной радиации. Космические лучи убьют все живое или вызовут мутации. Из строя выйдут все электрические, навигационные и коммуникационные приборы и спутники, находящиеся на земной орбите. Мигрирующие животные, птицы и насекомые потеряют способность к ориентации. При этом заранее рассчитать, где окажется суша, а где море, невозможно.
Правда, когда в марте 2001 года менялись магнитные полюса на Солнце, исчезновений магнитного поля не зафиксировали. Солнце меняет свои магнитные полюса раз в 22 года. На Земле такие стрессы происходят значительно реже, но все же происходят. Возможно, что катаклизмы в биосфере планеты, когда исчезали от 50 до 90 % ее фауны, связаны как раз с перемещением полюсов. Ученые отмечают, что именно исчезновение магнитного поля привело к испарению атмосферы на Марсе.
Происхождение магнитного поля Земли и по сей день остается загадкой, хотя существует много гипотез для объяснения этого феномена. То магнитное поле, которое существует на земной поверхности, является суммарным полем. Оно образуется за счет ряда источников: токов, пересекающих поверхность Земли, так называемого вихревого поля; внешних, космических источников, не связанных с Землей, и, наконец, магнитного поля, обусловленного причинами внутренней динамики Земли.
По геомагнитным данным, полюса совершали рокировку в среднем каждые 500 тысяч лет. Согласно другой гипотезе, последний раз это случалось примерно 780 тыс. лет назад. При этом сначала дипольное магнитное поле Земли исчезало и вместо него наблюдалась гораздо более сложная картина множества полюсов, разбросанных по планете. Затем дипольное поле восстанавливалось, но Северный и Южный полюса при этом поменялись местами.