Солнечные бури и изменения направления магнитного поля земли

Влияние магнитных бурь на Землю

Магнитные бури возникают под действием потоков солнечного ветра, интенсивность которых зависит от состояния нашего светила.

Солнце, как и Земля, обладает магнитным полем. На поверхности Солнца средняя величина магнитного поля оценивается в 1— 2 эрстед, т.е. в 2—4 раза выше земного. Напряженность магнитных полей солнечных пятен достигает более высоких значений: обычно 20—30 эрстед, а иногда и 3000 эрстед.

Такая высокая напряженность магнитного поля внутри пятен приводит к снижению их излучатель ной способности. Магнетизм в группе больших пятен противоположен по знаку. Силовые линии выходят из одного такого пятна и замыкаются в другом.

Обратите внимание

С противоположной стороны замыкание силовых линий происходит во внутренних областях Солнца. Сильное магнитное поле под пятнами снижает их температуру с 6000 до 4500 К. Вынос горячих масс плазмы из внутренних недр светила происходит в светлых областях солнечной поверхности.

Появление максимума солнечных пятен связано с 11-летней цикличностью. Последний максимум такого цикла наблюдался в начале 1991 года. Нарастание максимума происходит 4,3 года, а спад — 6,7 года. С периодом 11 лет связана инверсия магнитного поля Солнца.

В итоге полный цикл изменения его намагниченности происходит с полным периодом в 22 года. Изучая глинистые слои, исследователи установили, что и 700 миллионов лет назад проявлялся 11-летний цикл в солнечной деятельности.

С 11-летней цикличностью Солнца связан целый ряд явлений в атмосфере, гидросфере, литосфере и биосфере Земли.

Эта периодичность четко увязывается с чередованием засух и наводнений на планете, отмечается в строении годичных колец деревьев, нарастании слоев целого ряда минералов (кальцитовых сталактитов, целестинов и т.д.), в напластовании песчано-глинистых осадков различных геологических эпох и т.д.

В изменениях солнечной активности обнаруживаются и короткопериодические циклы: 3-, 5- и 7—8-летние, а также длиннопериодные: 90—180-летние и др. Однако физическая природа всех этих циклов весьма слабо изучена.

В солнечную плазму «вморожено» магнитное поле, которое вытягивается из его короны в космическое пространство в виде волокон или струй. Вращение Солнца вокруг своей оси ведет к закручиванию линий в так называемую спираль Архимеда. Возникает 4 магнитных сектора. Направление магнитных полей в секторах взаимопротивоположно — в одном секторе оно направлено к Солнцу, а в другом — от Солнца.

При вращении светила за один оборот (27 суток) тоновый слой 4 раза пересекает Землю, что ведет к изменению полярности внешнего магнитного поля также в 4 раза. Потоки плазмы (солнечного ветра) располагаются вдоль силовых линий Солнца. Наиболее мощные потоки частиц солнечного ветра вырываются из района полюсов светила, т.е. в тех его местах, где не замкнуты его магнитные силовые линии.

Важно

Исследователи, занимающиеся изучением солнечно-земных связей, в течение последних десятилетий на основе изучения статистических данных пришли к заключению, что при пересечении Землей неоднородных участков магнитных полей (на границе между двумя соседними секторами) происходит их воздействие на Землю. Советский геофизик А.И.

Оль впервые отметил, что с этими границами должны быть связаны различные явления на нашей планете. На переход Земли из одного сектора в другой затрачивается двое суток. Магнитосфера Земли при этом испытывает некоторую перестройку, которая ощущается в нижней атмосфере, гидросфере, биосфере и литосфере.

Специалисты указывают, что именно в такие периоды наблюдаются наиболее значительные изменения метеорологических факторов: турбулентность атмосферы, увеличение числа гроз, изменение давлений в атмосфере и т.д. Так, американский исследователь Р. Марксон еще в 1969 году отметил увеличение частоты гроз при пересечении Землей границы двух секторов. В 1974 году Дж.

Уилкокс с коллегами на основе обработки данных искусственных спутников Земли обнаружили уменьшение количества облаков в атмосфере в момент перехода пограничной области между секторами. Это явление в 1977 году подметили также С. Хейнес и И. Халеви.

Они объясняют его тем фактом, что корпускулы солнечного ветра способны в указанные моменты времени проникнуть через ионосферу и воздействовать на кучевые облака, располагающиеся в стратосфере. Воздушные шары-зонды, запускаемые в эти слои в момент солнечных вспышек, обнаружили увеличение электропроводности в 10 раз.

В период спокойного Солнца токовый слой распределяется в виде плоского диска. В период высокой активности Солнца токовый слой переходит из плоского в гофрированный. Земля в процессе своего движения по орбите находится то под токовым слоем, то над ним. Заметим, что ток по поверхности раздела течет в направлении, перпендикулярном магнитным силовым линиям.

Напряженность магнитного поля с удалением от Солнца падает. Величина его на орбитах планет достигает следующих значений (в гаммах): 25 — у Меркурия, 12 — у Венеры, 6 — у Земли, 3 — у Марса и 1,5 — у Юпитера.

В процессе возрастания и спада солнечной активности наблюдаются солнечные вспышки, обусловленные аномальными магнитными полями. Образуются они в местах максимального перепада магнитных полей. Академик А.Б.

Совет

Северный (1913—1987) и его коллеги из Крымской астрофизической обсерватории показали, что в этих областях под действием магнитных полей возникают электрические токи в сотни миллиардов ампер. При вспышках выделяется энергия величиной примерно до 1025 джоулей в виде электромагнитного излучения и заряженных частиц высоких энергий.

Величина вспышки эквивалентна ядерному взрыву в один миллиард мегатонн. Возникающее электромагнитное излучение достигает орбиты Земли за 8 минут 20 секунд, а частицы высокоэнергетической плазмы — за 1—2 суток.

То и другое излучения прежде всего воздействуют на магнитосферу Земли и вызывают различные геофизические явления: магнитные бури, изменения геоэлектрических полей, перепады давления в атмосфере, оживление зон разломов литосферы, поступление через них повышенных количеств радиоактивного газа радона. Указанные явления приводят к оживлению землетрясений и вулканизма.

Магнитные бури возникают как при воздействии излучения вспышки на магнитосферу и ионосферу Земли, так и при пересечении планетой границ магнитных секторов. При возмущении ионосферы нарушается коротковолновая радиосвязь. Интенсивные потоки солнечной плазмы могут вызывать радиационную опасность для космонавтов, выходящих в открытый космос.

Магнитные бури оказывают воздействие и на состояние здоровья человека на Земле. Возрастает число несчастных случаев на производстве, в быту и на транспорте из-за того, что снижается внимание водителей и пешеходов. В день появления сильных магнитных бурь увеличивается число заболеваний сердечно-сосудистой системы и смертельных случаев в 3—5 раз.

Влияние магнитных бурь на атмосферное давление

Солнечная активность оказывает влияние на водоносность рек путем изменения количества осадков, которое, в свою очередь, определяется характером атмосферной циркуляции. Последнее звено связи мы выяснили.

Так как же обстоит дело с зависимостью между конечными звеньями этой цепи, то есть между солнечной активностью и водоносностью рек? Ясно, что для разных регионов эта зависимость будет различной. В одних увеличение солнечной активности приведет к уменьшению водостока рек. Это справедливо для Средней Азии.

В этом случае говорят, что эти величины изменяются в противофазе (сдвиг фаз на 180°), то есть максимум солнечной активности совпадает с минимумом водоносности рек. Такая же зависимость (в противофазе) между солнечной активностью и водостоком рек имеет место и для Зауралья, и Восточной Сибири (река Лена).

Обратите внимание

Более сложная зависимость имеет место на юге Восточной Сибири (р. Ангара, верхний Енисей, о. Байкал), а также в Западной Сибири. Здесь в разные эпохи развития атмосферной циркуляции зависимость разная. Так, в те эпохи, когда преобладает движение теплых воздушных масс с запада (то есть 1928 г.

), водоносность рек в Западной Сибири и на Дальнем Востоке изменялась синфазно с изменением солнечной активности, то есть максимуму одной величины соответствовал максимум другой, а в бассейнах озера Байкал и р. Енисей сдвиг по фазе составил 90°. Объемные исследования связи атмосферной циркуляции с солнечной активностью были выполнены под руководством Э. Р. Мустеля.

Использовались данные многих метеорологических станций. Главным параметром, определяющим характер атмосферной циркуляции, является давление. Именно перепады в давлении заставляют воздух двигаться туда, где давление меньше. Для исследований были выбраны конкретные периоды, когда Землю с ее магнитосферой окутал поток солнечных заряженных частиц.

Магнитосфера Земли под давлением потока заряженных частиц возмущается, происходит магнитосферная буря. Одним из признаков бури в магнитосфере является магнитная буря, то есть возмущение магнитного поля Земли. Именно по степени возмущенности магнитного поля и отбирались периоды, за которые анализировалось изменение атмосферного давления.

Поскольку во время магнитосферных бурь часть энергии заряженных частиц передается в атмосферу, то можно ожидать, что вызванные вносом этой энергии процессы изменят распределение атмосферного давления. Были отобраны 834 периода нахождения Земли в потоках солнечных заряженных частиц (которые имели место с 1890 по 1967 г.).

Анализ проводился дифференцировано, то есть раздельно для разных сезонов и разных метеостанций. Было показано, что спустя некоторое время после начала магнитной бури атмосферное давление действительно меняется: в одних регионах оно увеличивается, а в других — уменьшается.

Правда, величина (амплитуда) колебания давления, которое можно уверенно связать с магнитной бурей, намного меньше того размаха изменения давления, которое сопровождается ураганами и штормами. Были выделены шесть районов, в каждом из которых наблюдались однотипные изменения атмосферного давления.

Это — Восточная часть России, Западная Сибирь, Европа, окрестности Карского моря, Северная Атлантика.

Анализ показал, что на Востоке России, в Северной Атлантике и на Канадском архипелаге после начала магнитной бури атмосферное давление уменьшается. В это же время в Европе, Западной Сибири и в окрестности Карского моря атмосферное давление увеличивается.

Наиболее эффективно и быстро энергия солнечных заряженных частиц вносится в атмосферу в высоких широтах, в овале полярных сияний, на широтах вблизи 70°. Поэтому уже через двое суток в высокоширотных районах меняется атмосферное давление. Чем дальше в сторону экватора от овала полярных сияний, тем больше надо времени, чтобы энергия солнечных потоков заряженных частиц попала в атмосферу и вызвала там изменение атмосферного давления. Так, в Восточной части России атмосферное давление изменяется только спустя четверо суток. При этом с увеличением широты уменьшается амплитуда изменения атмосферного давления.

Солнечная активность и ледники

Важно

Поэтому в начале 20 века повторяемость зональной циркуляции была высокая. В 30-е годы уровень солнечной активности в вековом цикле вырос. Резко упала в это время и повторяемость зональной циркуляции, поэтому стал меняться климат: началось потепление Арктики.

Это произошло потому, что ветры стали преимущественно меридиональными, значит усилился обмен теплом между горячей экваториальной зоной и холодной приполярной областью. Свидетельств потепления Арктики после 1930 г. много. Так, побережье северных морей в начале нашего столетия было сплошь покрыто льдами.

С начала нашего столетия началось потепление Арктики, связанное с усилением солнечной активности в вековом цикле. К 1930 г. льды стали отступать. Показателем изменения ситуации может служить тот факт, что в это время можно было обогнуть Новую Землю со стороны полюса на обычном судне, даже не подготовленном для плавания во льдах. В 1945 г.

потепление Арктики достигло своего максимума. После этого средневековая температура воздуха начала падать. Началось очередное похолодание. Льды Арктики снова сползают все ниже и ниже. Из-за похолодания урожайность трав в Исландии уменьшилась на четверть и продолжает падать.

Продолжительность вегетационного периода в результате похолодания существенно уменьшилась. Так, в Англии по сравнению с 1950 г. она упала на 2 недели и продолжает падать. По данным наблюдений со специальных метеоспутников было установлено, что в северном полушарии территория, покрытая снегом и льдом, увеличилась в 1971 г. на 12%.

Мало того, она продолжает увеличиваться. Круглый год в настоящее время покрыты снегом Баффинова Земля (в Канадской Арктике), которая раньше полностью освобождалась от снега в летнее время. Таким образом, происходит расширение холодной полярной шапки.

Теория Чижевского

А.Л. Чижевский — мыслитель, поэт и художник — является основателем фундаментального направления в естествознании — гелио- и космобиологии. Ученый развивает идеи пульсации Вселенной, Солнца и их влияния на процессы жизни на Земле.

«В этом бесконечном числе разной величины подъемов и падений, — пишет Чижевский, — сказывается биение общемирового пульса, великая динамика природы, различные части которой созвучно резонируют одна с другой». Пульсация Вселенной оказывает значительное воздействие на жизнь на Земле, на людей — их сознание, ритм жизни.

Всем своим существом человек находится под влиянием мощных космических и геофизических факторов.

Совет

В работе «Физические факторы исторического процесса» Чижевский предлагает сопоставить исторические и Солнечные ритмы и объединить их в одной дисциплине — историометрии.

В рамках последней он формулирует свой «основной морфологический закон»: «Течение всемирно-исторического процесса составляется из непрерывного ряда циклов, занимающих промежуток времени, равный, в среднем арифметическом, 11 годам и синхроничных в степени своей активности периодической пятнообразовательной активности солнца». Исторические циклы он разбивает на четыре периода: период минимальной возбуди-умости, равный трем годам, вмещает до 5% исторических событий; период нарастания возбудимости, длящийся два года, включает 20% событий истории; период максимальной возбудимости длиною в три года охватывает около 60% исторических событий; период падения возбудимости, равный трем годам, содержит 15% всех исторических событий. Обращая внимание на существенную зависимость всплесков социально-психической активности от солнечных циклов, Чижевский вместе с тем считает, что человечество способно познать эту зависимость и повергнуть ее себе во благо (используя дополнительную космическую энергию на созидание, творчество), не дожидаясь проявления разрушительной силы стихии.

А.Л. Чижевский считает необходимым обратить внимание на изучение влияния колебаний среды обитания на настроение, поведение человека. Он также убежден, что увеличение электромагнитной и радиоактивной деятельности Солнца влечет за собой увеличение заболеваний и смертей на планете Земля.

Жизнь во Вселенной имеет свой пульс, свои периоды и ритмы. Задача науки будущего — выявить, где зарождаются, откуда исходят эти ритмы, познать биение общемирового пульса, великой динамики природы.

Исследование внеземных радиации, считает Чижевский, способно в значительной степени повлиять на развитие эпидемиологии, которой следует связать данные явления с эпидемическими заболеваниями, человеческой патологией и смертностью. Литература: Филиппов Е.М. О развитии Земли и биосферы. — М., 1990. Чижевский А.

Л. Земное эхо огненных бурь. — М., 1973. Чижевский А.Л. Физические факторы исторического процесса // Химия и жизнь. — 1990. — № 1.



Откуда берутся магнитные бури и как они воздействуют на Землю?

Астроном Владимир Кузнецов о выбросах энергии Солнца, полярном сиянии, возможностях прогнозирования магнитных бурь и их влиянии на здоровье людей. Земля имеет магнитное поле, которое защищает ее от радиации Солнца и дальнего космоса. Это магнитное поле называют магнитным щитом.

Щит обеспечивает существование биосферы и жизни на Земле. Те планеты, где нет магнитного поля, считаются мертвыми по сравнению с Землей, несмотря на то что там могут присутствовать признаки жизни. Время от времени на Солнце происходят активные явления: выбросы массы, вспышки, ударные волны.

Эти явления приводят к возникновению энергетических частиц, которые разлетаются от Солнца во все стороны, в том числе в направлении Земли, и попадают в магнитосферу.

Обратите внимание

Когда ударная волна, которая возникает перед выбросом массы, сталкивается с магнитосферой, магнитное поле Земли начинает возмущаться, колебаться, дрожать. Этот процесс и называется магнитной бурей.

Магнитные бури носят планетарный характер и оказывают глобальное воздействие на Землю и околоземное пространство. Во время магнитной бури возмущается все магнитное поле Земли. Эти возмущения приводят к разным явлениям. Все слои земной атмосферы, ионосфера, плазмосфера, магнитосфера подвергаются изменениям. Возникают потоки энергичных частиц и токи.

Индукционный эффект магнитной бури отражается и на поверхности Земли, затрагивает протяженные проводящие системы: линии электропередач, трубопроводы и прочее. Это может приводить к катастрофам.

Одна из таких катастроф произошла в марте 1989 года, когда в канадской провинции Квебек, включая столицу Оттаву, из-за наведенных магнитной бурей электрических токов в энергосистеме провинции перегорели трансформаторы. Атмосфера Земли нагрелась, разбухла, поднялась вверх. Низколетящие спутники изменили орбиты, некоторые из них были потеряны.

Впоследствии их пришлось искать и восстанавливать группировку. Магнитная буря обычно длится от нескольких часов до суток. В случае с Квебеком буря продлилась 9 часов.

Другие явления, которые возникают из-за магнитных бурь, — это полярные сияния. На полюсах магнитное поле входит в Землю в виде открытых силовых линий.

Магнитный щит Земли не пропускает энергетические частицы и защищает Землю, запрещая частицам перемещаться поперек поля. Но энергетические частицы могут проникать на магнитных полюсах.

Вторгаясь в атмосферу, они взаимодействуют с атомами атмосферы и создают красочное свечение, которое мы называем полярным сиянием.

Активность Солнца испытывает 11-летний цикл. Это значит, что от минимума до минимума, от максимума до максимума активности проходит примерно 11 лет. Максимумы активности бывают низкими и высокими. Если максимум цикла высокий, то на Солнце происходят вспышки и выбросы массы.

Важно

В конце ноября 2003 года на Солнце возникла мощная активная область, которая проходила по диску Солнца в течение двух недель. Она дала серию мощных вспышек и выбросов массы, которые привели к мощным магнитным бурям на Земле и повышенной геомагнитной активности в течение целой недели.

Такие экстремальные события случаются редко, примерно раз в 50 лет, и они могут приводить к катастрофам, подобным той, что возникла в Квебеке.

Значение магнитных бурь увеличивается с годами, потому что техносфера Земли разрастается. Раньше человечество наблюдало только полярные сияния, самое мощное из которых зарегистрировано в 1859 году.

Английский астроном Ричард Кэррингтон наблюдал на Солнце мощнейшую за всю историю наблюдений вспышку, с которой были связаны полярные сияния практически на всей территории Земли, в том числе и на экваторе. В 1859 году у Земли не было такой обширной техносферы, спутников, линий электропередач, поэтому эти явления не ощущались так ясно.

Обратите внимание

Но в 1989 году, когда человечество уже запустило спутники, разработало протяженные линии электропередач и трубопроводы, магнитная буря стала очень значимой и сильно отразилась на энергосистеме Квебека.

Техносфера Земли расширяется. Практически все современные технологии — GPS, ГЛОНАСС и прочие — являются спутниковыми, а спутники сильно подвержены воздействию активности Солнца.

Электроника может выходить из строя за счет воздействия энергичных частиц. И чем больше мы внедряем спутниковые технологии и чем протяжённее мы делаем линии электропередач, тем более ощутимы для Земли магнитные бури.

Индукционный эффект бури зависит от размера этих систем.

Это говорит о том, что при разработке, создании спутниковых систем и расширении техносферы нужно учитывать факторы, которые раньше не принимались во внимание. С другой стороны, нужно наблюдать активность Солнца и связанную с ним геомагнитную возмущенность на Земле.

Совет

Другой аспект влияния магнитных бурь связан с тем, что во время магнитной бури изменяется среда, нагревается атмосфера, и это может приводить к изменению давления в атмосфере Земли. Эти изменения, как считают медики, могут влиять на состояние здоровья людей, у которых ослаблена адаптация.

Статистика показывает, что во время магнитных бурь количество вызовов скорой помощи по поводу ухудшения самочувствия у людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями увеличивается примерно на 20%. При этом сами возмущения магнитного поля, которые происходят на Земле, ничтожны относительно самого поля. Чаще всего они составляют примерно 1/300–1/1000 часть от самого поля.

Но эффект носит планетарный характер. В мозге человека есть резонансы, которые совпадают с резонансами ионосферы — примерно 10 Гц. В человеческом сердце также есть резонансы, совпадающие с резонансами магнитосферы — примерно 1 Гц.

Если резонансные области ионосферы и магнитосферы возбуждены и в них повышается плотность электромагнитного излучения, то это может оказывать влияние на состояние здоровья больных людей. Эти взаимосвязи сейчас активно исследуются медиками и биофизиками.

Важно

На современном этапе астрономы изучают возможности прогнозирования космической погоды и всей совокупности явлений, которые происходят в системе Солнце — Земля.

Для прогнозирования погоды надо иметь информацию о Солнце, его активных областях, их магнитной конфигурации и возможности возникновения вспышек и выбросов. Если выброс уже произошел, то он летит до Земли от двух до трех суток в зависимости от скорости.

За это время можно понять, какой это выброс, в какой части Солнца он произошел, и предсказать его эффект. Как правило, наиболее геоэффективной является правая часть Солнца.

Магнитная ось Земли наклонена по отношению к оси вращения. Во многом эффект магнитных бурь зависит от мощности и скорости выброса массы, а также от ориентации этой оси по отношению к направлению выброса в момент столкновения Земли с плазменным облаком.

Обратите внимание

Магнитная ось наклонена к оси вращения примерно на 11 градусов. Она может быть обращена к Солнцу или в противоположную сторону от Солнца при столкновении плазменного облака с магнитосферой Земли.

Космические явления не бывают одинаковыми, выбросы массы из Солнца происходят случайно, у них разная амплитуда и скорость. Поэтому явления космической погоды редко совпадают, их трудно предсказать с большой вероятностью. Тем не менее некоторые прогнозы вполне осуществимы.

Ими сейчас активно пользуются при запусках космических аппаратов и управлении космическими полетами.

Солнечные бури очень сильно влияют на организм человека

Известно, что магнитные бури, вызванные солнечными вспышками, могут нарушать работу спутников и сотовых телефонов. Однако значительно меньше говорят о том, как солнечная активность влияет на психическое и физическое состояние людей. А неспокойное Солнце делает неспокойным человека, — утверждают ученые.

Современные СМИ, кроме обычного прогноза погоды, часто сообщают информацию об активности Солнца. Это связано с тем, что частички, попадающие на Землю с солнечным ветром, могут вызвать магнитную бурю, которая может повлиять на функционирование спутников, сотовых телефонов и электрической сети.

Считается, что если бы сегодня повторилась солнечная буря 1859 года, называемая «событием Кэррингтона» или «солнечным суперштормом», массовая авария трансформаторов могла бы погрузить развитые страны в хаос в связи с длительным отсутствием энергообеспечения. Однако мало кто знает, что неспокойное Солнце влияет не только на электронику, но также на человеческий организм, причем в значительной степени.

Когда Солнце сходит с ума

Солнце это не только источник тепла и света, непрерывно работающий более 4,5 млрд лет термоядерный реактор, питающий земную жизнь. Это также ключевой фактор во многих процессах, происходящих в нашем организме.

Витамин D3 образуется в коже человека путем биосинтеза под влиянием солнечных лучей, недостаток которых грозит серьезными последствиями для здоровья, ведь может привести к рахиту у детей и дегенерации костей у взрослых.

Но ограниченное получение солнечного света может иметь и другие последствия.

Учитывая это, Рольфдиетер Краузе из Свободного университета Берлина разработал специальную «гелиотерапию», благодаря которой ему удалось снизить артериальное давление у пациентов, используя регулярные облучения.

В свою очередь, из исследований Вильяма Гранта следует, что солнечные лучи (естественно, в соответствующей дозе) помогают в лечении ревматоидного артрита, астмы или туберкулеза. Читайте подробнее о пользе солнца для здоровья.

Существует также другая сторона влияния Солнца на людей. Оказывается, облучение организма солнечным светом влияет на уровень серотонина – гормона счастья, который ночью превращается в мелатонин, отвечающий за управление нашими биологическими часами и суточным ритмом.

Солнце это также главный «временной ориентир», управляющий нашими биологическими часами. Влияние звезды на поведение человека, хотя и для большинства незаметное, становится заметным у людей со слабоумием и болезнью Альцгеймера в виде т.н. синдрома заката Солнца. Люди, страдающие им, вместе с заходом светила становятся возбудимыми, раздражительными или теряют силы.

Раз наша звезда так сильно влияет на человеческое здоровье и самочувствие, то чувствуют ли как-то наши организмы солнечные «чихи» в виде вспышек, выстреливающих в пространство потоки плазмы? Хотя эту тему редко затрагивают, оказывается, что солнечная непогода может влиять не только на наши смартфоны, но также на тело и психику.

Важно

Одним из ученых, занявшихся вопросом, был доктор Джеймс Клоуз – психиатр и гематолог, который проанализировал доступную литературу в области гелиобиологии (солнечной биологии), считающей, что тот же фактор, который вызывает полярное сияние, нарушая геомагнитное поле, может вызывать у людей проблемы со здоровьем и психикой. Особый механизм этого явления Клоуз описал в своей статье, опубликованной в журнале «Proceedings of the Royal Society».

Из исследований видно, что во время магнитных бурь люди могут чувствовать ряд неприятных симптомов, таких как:

• нервозность,
• беспокойство,
• возбудимость,
• раздражительность,
• сонливость,
• истощение,
• нарушения памяти,
• учащенное сердцебиение,
• тошнота,
• головные боли.

Бури также «одурманивают» животных, располагающих способностью к определению направления магнитного поля Земли, которая позволяет им ориентироваться в пространстве (это т.н. магниторецепция).

К этой группе относятся в т.ч.: перелетные птицы, крупный рогатый скот, овцы, олени.

Что интересно, «магнитное чувство» в рудиментарной форме есть также у человека, хотя до конца не известно, как влияет на нас космическая непогода.

Солнце отупляет

Исследования российских ученых открыли много других сфер влияния геомагнитных бурь на здоровье и поведение человека.

Одно из наиболее необычных открытий говорит о повышенном количестве смертей в годы особо интенсивной активности Солнца.

Беспокойные периоды нашей звезды и солнечные ветры нужно также связывать с ремиссиями психических заболеваний, повышенным количеством сердечных приступов и ростом уровня агрессии у людей.

«Имеется общее согласие в том, что солнечная активность влияет на все чувствительные и больные организмы. Однако мы показали, что в соответствующих условиях и в стрессе (например, на работе) она может влиять еще интенсивнее на здоровых людей», — добавили ученые Захаров и Жирнов, исследовавшие воздействие магнитных бурь на нервную систему человека.

Автором необычной теории на тему влияния солнечной погоды на Homo sapiens, был российский биофизик Александр Чижевский (умер в 1964 году) – коллега ведущих ученых своей эпохи, в т.ч. Константина Циолковского и Сванте Аррхениуса.

Проще говоря, ученый утверждал, что неспокойное Солнце сеет неразбериху в умах людей, склоняя их к агрессии и риску. Чижевский доказал, что это Солнце управляло французской революцией, освободительными восстаниями в XIX веке, революциями в России и даже приходом к власти таких личностей как Магомет, Кромвель или Ленин.

Но влияние активности нашей звезды на поведение масс заметили не только россияне.

В 2003 году Федеральный резервный банк в Атланте опубликовал статью «Шалости на поле: геомагнитные бури и биржа», где появился шокирующий вывод о влиянии солнечной активности на финансовый рынок.

Опираясь на мнение таких исследователей как Михаэль Персингер, подчеркивающих связь между колебаниями настроений людей и солнечными бурями, авторы работы узнали, что Солнце однозначно воздействует на самочувствие и решения инвесторов.

Совет

Хотя теория Чижевского, что Солнце управляет мыслями людей и вызывает войны, не нашла много сторонников, современная наука доказывает, что ближайшая к нам звезда влияет на нас неслабо. Почему же об этом так редко говорят? Неужели причина в опасениях, что кроме метеопатов, резко появятся гелиометеопаты?

♦  Рубрика: Непознанное.

Откуда берутся магнитные бури и как они влияют на нас

В последнее время мы все чаще и чаще слышим о магнитных бурях, геомагнитной обстановке, благоприятных и неблагоприятных днях в смысле геомагнитной активности. Знаем ли мы истинную природу зарождения магнитных бурь? Скорее всего, нет.

Представляем ли мы насколько сильно или слабо действуют на нас магнитные бури? Я сомневаюсь, что вы знаете ответы на эти вопросы. Давайте разберемся в этом и узнаем что на самом деле представляют из себя магнитные бури и как они влияют на человека.

Земля имеет магнитное поле, которое защищает ее от радиации Солнца и дальнего космоса. Это магнитное поле называют магнитным щитом. Щит обеспечивает существование биосферы и жизни на Земле. Те планеты, где нет магнитного поля, считаются мертвыми по сравнению с Землей, несмотря на то что там могут присутствовать признаки жизни.

Время от времени на Солнце происходят активные явления: выбросы массы, вспышки, ударные волны. Эти явления приводят к возникновению энергетических частиц, которые разлетаются от Солнца во все стороны, в том числе в направлении Земли, и попадают в магнитосферу.

Обратите внимание

Когда ударная волна, которая возникает перед выбросом массы, сталкивается с магнитосферой, магнитное поле Земли начинает возмущаться, колебаться, дрожать. Этот процесс и называется магнитной бурей.

По современным представлениям, основанным на исследованиях межпланетного пространства с помощью различных инструментов, магнитные бури происходят в результате взаимодействия высокоскоростных потоков намагниченной солнечной плазмы (протонов и электронов) с магнитосферой Земли.

Поскольку температура верхних слоев атмосферы Солнца (корона) около миллиона градусов, атомы водорода и гелия (основные ее составляющие) приобретают такие громадные скорости, что при столкновениях выбивают друг у друга электроны и оказываются буквально «голыми».

Благодаря этой так называемой «столкновительной ионизации» в короне Солнца остаются только «голые» ядра атомов — протоны и выбитые из атомов электроны. Эта смесь частиц и есть плазма.

В результате многочисленных столкновений некоторые частицы развивают такие большие скорости, что им удается преодолеть притяжение Солнца и навсегда уйти в окружающее космическое пространство. Происходит как бы «испарение» протонов и электронов.

Обратите внимание

Эти потоки плазмы, берущие свое начало в короне Солнца и двигающиеся в обычных условиях со скоростью около 300 км/с, и получили название «солнечный ветер». Солнечный ветер сравнительно недавно был обнаружен космическими аппаратами даже у самых границ Солнечной системы.

Когда плазма солнечного ветра встречает на своем пути магнитное поле Земли (как известно, оно напоминает поле плоского магнита), она, повинуясь законам физики, сначала сжимает магнитные силовые линии, а затем начинает обтекать Землю, как поток воды обтекает твердое препятствие.

На обращенной к Солнцу стороне Земли граница обтекания устанавливается на расстоянии 10—12 радиусов Земли (примерно 70 тыс. км). На ночной стороне магнитное поле вытягивается в виде шлейфа, похожего на хвост кометы, до расстояний около 1000 радиусов Земли (примерно 6 млн. км).

Вся эта область, в которой заключено магнитное поле и околоземная плазма, называется магнитосферой Земли.

Пока «дует» регулярный солнечный ветер со скоростью около 300 км/с, никаких возмущений в магнитосфере Земли не происходит, это так называемый геомагнитный «штиль».

Но вот на Солнце появилась большая группа пятен, представляющая собой всплывшее из недр Солнца сильно намагниченное вещество (магнитное поле пятен в тысячи раз сильнее магнитного поля Земли).

При случайном сближении пятен с различной магнитной полярностью происходит нечто похожее на гигантское «короткое замыкание» с выделением поистине космического количества энергии. Оно сравнимо с извержением 10 млн вулканов или взрывом нескольких десятков водородных бомб. Астрономы называют это явление солнечной вспышкой.

В это время также происходит выброс высокоскоростных потоков заряженных частиц — электронов и протонов. Когда этот возмущенный солнечный ветер, несущий с собой магнитное поле, встречает на своем пути магнитосферу Земли, в месте контакта начинают происходить беспорядочные и порой очень сильные изменения напряженности магнитного поля Земли, что и составляет суть магнитной бури.

Важно

Поскольку скорость такого возмущенного солнечного ветра от вспышек колеблется в диапазоне от 500 до 1000 км/с, магнитная буря обычно начинается через сутки — двое после вспышки на Солнце. Именно столько времени требуется плазме, чтобы пройти 150 млн км от Солнца до Земли.

Магнитные бури носят планетарный характер и оказывают глобальное воздействие на Землю и околоземное пространство. Во время магнитной бури возмущается все магнитное поле Земли. Эти возмущения приводят к разным явлениям. Все слои земной атмосферы, ионосфера, плазмосфера, магнитосфера подвергаются изменениям. Возникают потоки энергичных частиц и токи.

Воздействие магнитных бурь на технические объекты, иногда катастрофические, вызвано индукционным электрическим полем, возникающим при быстром

Рис. 1. Зарисовка Кэррингтона солнечной вспышки 1 сентября 1859 года

изменении напряженности магнитного поля на Земле. Впервые ощутимые эффекты этого рода отмечались во время сильной магнитной бури 1 сентября 1859 года, которую заслуженно связывают с именем английского астронома Кэррингтона, который изучал солнечные пятна. Он проектировал картинки пятен с телескопа на экран и зарисовывал их.

Однажды в группе пятен Кэррингтон увидел два ярких белых пятнышка, которые уже через несколько минут начали затухать и погасли (рис. 1). Белые пятнышки видели и раньше, но как-то не обращали на них внимание.

А на этот раз через сутки после того, как Кэррингтон наблюдал хромосферную вспышку, разразилась магнитная буря, которая, по оценкам специалистов, была самой мощной за прошедшие с того времени полтора столетия.

В те дни на Земле было еще не так много электрических приборов, но разрушения оказались заметными: мощные токи вывели из строя телеграфные линии, сгорел трансформатор на электростанции… C тех пор количество технических аварий, коррелирующих с космофизическими показателями, существенно выросло.

Магнитная буря 24 марта 1940 года вызвала нарушения в электроснабжении в Новой Англии, Нью-Йорке, Пенсильвании, Миннесоте, Квебеке и Онтарио. Перегрузка в 2600 вольт была зарегистрирована в Атлантическом кабеле между Шотландией и Ньюфаундлендом.

13 марта 1989 года мощная буря позволила миллионам людей любоваться полярными сияниями не только на Аляске или в Скандинавии, но и на побережье Средиземного моря и в Японии. Но эта же «буря года» разрушила трансформатор на атомной станции в Салеме (Нью-Джерси, США).

Совет

Она же блокировала работу высоковольтной сети в Квебеке и на 9 часов оставила 6 млн человек без электричества. После аварии в Салеме выяснилось, что даже небольшое увеличение силы постоянного тока может вывести из строя трансформатор, предназначенный для преобразования переменного тока.

Эта добавка вводит его в режим работы с избыточным магнитным насыщением сердечника, что приводит к перегреву обмоток и в конце концов к аварии всей системы.

Максимальной интенсивности геомагнитная буря достигла 13 марта, когда планетарный индекс Ap достиг значения 246, третьего за всё время наблюдений с 1932 года:272, а Dst-индекс геомагнитной активности (англ. Disturbance Storm Time Index) между 1:00 и 2:00 по всемирному времени 14 марта достиг значения -589 нТл (или даже -640 нТл по другим данным), рекордного с 1957 года.

В СССР во время этой геомагнитной бури была нарушена радиосвязь с пунктами на высоких широтах, а полярное сияние наблюдалось даже в Симферополе

Воздействие вызывается электродвижущей силой, индуцируемой короткопериодическими вариациями геомагнитного поля.

Наводимая разность потенциалов невелика и составляет примерно несколько вольт на километр (максимальное значение было зарегистрировано в 1940 году в Норвегии и составило около 50 В/км), но в протяженных проводниках с низким сопротивлением — линиях связи и электропередач, трубопроводах, рельсах железных дорог — полная сила индуцированных токов может достигать десятков и сотен ампер. Наибольшее воздействие испытывают электрические линии, протянутые с востока на запад в полярных районах. Американский совет по энергетической надежности отнес магнитные бури марта 1989 года и октября 1991 года к тому же классу нанесенного экономике урона, что и ураган Хьюго и землетрясение в Сан-Франциско.

Значение магнитных бурь увеличивается с годами, потому что техносфера Земли разрастается. Раньше человечество наблюдало только полярные сияния, самое мощное из которых зарегистрировано в 1859 году.

Английский астроном Ричард Кэррингтон наблюдал на Солнце мощнейшую за всю историю наблюдений вспышку, с которой были связаны полярные сияния практически на всей территории Земли, в том числе и на экваторе. В 1859 году у Земли не было такой обширной техносферы, спутников, линий электропередач, поэтому эти явления не ощущались так ясно.

Обратите внимание

Но в 1989 году, когда человечество уже запустило спутники, разработало протяженные линии электропередач и трубопроводы, магнитная буря стала очень значимой и сильно отразилась на энергосистеме Квебека.

Техносфера Земли расширяется. Практически все современные технологии — GPS, ГЛОНАСС и прочие — являются спутниковыми, а спутники сильно подвержены воздействию активности Солнца.

Электроника может выходить из строя за счет воздействия энергичных частиц. И чем больше мы внедряем спутниковые технологии и чем протяжённее мы делаем линии электропередач, тем более ощутимы для Земли магнитные бури.

Индукционный эффект бури зависит от размера этих систем.

Это говорит о том, что при разработке, создании спутниковых систем и расширении техносферы нужно учитывать факторы, которые раньше не принимались во внимание. С другой стороны, нужно наблюдать активность Солнца и связанную с ним геомагнитную возмущенность на Земле.

Совет

Другой аспект влияния магнитных бурь связан с тем, что во время магнитной бури изменяется среда, нагревается атмосфера, и это может приводить к изменению давления в атмосфере Земли. Эти изменения, как считают медики, могут влиять на состояние здоровья людей, у которых ослаблена адаптация.

Статистика показывает, что во время магнитных бурь количество вызовов скорой помощи по поводу ухудшения самочувствия у людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями увеличивается примерно на 20%. При этом сами возмущения магнитного поля, которые происходят на Земле, ничтожны относительно самого поля. Чаще всего они составляют примерно 1/300–1/1000 часть от самого поля.

Но эффект носит планетарный характер. В мозге человека есть резонансы, которые совпадают с резонансами ионосферы — примерно 10 Гц. В человеческом сердце также есть резонансы, совпадающие с резонансами магнитосферы — примерно 1 Гц.

Если резонансные области ионосферы и магнитосферы возбуждены и в них повышается плотность электромагнитного излучения, то это может оказывать влияние на состояние здоровья больных людей. Эти взаимосвязи сейчас активно исследуются медиками и биофизиками.

Важно

На современном этапе астрономы изучают возможности прогнозирования космической погоды и всей совокупности явлений, которые происходят в системе Солнце — Земля.

Для прогнозирования погоды надо иметь информацию о Солнце, его активных областях, их магнитной конфигурации и возможности возникновения вспышек и выбросов. Если выброс уже произошел, то он летит до Земли от двух до трех суток в зависимости от скорости.

За это время можно понять, какой это выброс, в какой части Солнца он произошел, и предсказать его эффект. Как правило, наиболее геоэффективной является правая часть Солнца.

Магнитная ось Земли наклонена по отношению к оси вращения. Во многом эффект магнитных бурь зависит от мощности и скорости выброса массы, а также от ориентации этой оси по отношению к направлению выброса в момент столкновения Земли с плазменным облаком.

Обратите внимание

Магнитная ось наклонена к оси вращения примерно на 11 градусов. Она может быть обращена к Солнцу или в противоположную сторону от Солнца при столкновении плазменного облака с магнитосферой Земли.

Космические явления не бывают одинаковыми, выбросы массы из Солнца происходят случайно, у них разная амплитуда и скорость. Поэтому явления космической погоды редко совпадают, их трудно предсказать с большой вероятностью. Тем не менее некоторые прогнозы вполне осуществимы.

Ими сейчас активно пользуются при запусках космических аппаратов и управлении космическими полетами.

Учёные занимаются магнитными бурями уже достаточно долго. В частности, влияние магнитных бурь на организм человека, и особенно на больных сердечно-сосудистыми заболеваниями, было выявлено французскими медиками в 1915-1919 гг. Они установили, что во время таких бурь больных охватывают продолжительные приступы болей, длящиеся 2-3 дня.

Почти полжизни посвятил изучению этого явления великий русский учёный А.Л. Чижевский. В 1931 году он написал книгу «Земля в объятьях солнца». В ней впервые было прослежено влияние солнечной активности — «космической погоды» — на биологические и социальные явления: изменение численность животных, возникновение эпидемий и даже начало войн и революций.

В течение жизни человек испытывает на себе влияние 2000-2500 магнитных бурь – каждая со своей продолжительностью (1-4 дня) и интенсивностью. Четкого графика у магнитных бурь нет – они могут «накрыть» днем или ночью, в летнюю жару и зимой, а их влияние сказывается абсолютно на всех и всем. Более 50 процентов жителей планеты ощущают на себе последствия магнитных бурь.

Совет

Магнитные бури нередко сопровождаются головными болями, мигренями, учащённым сердцебиением, бессонницей, плохим самочувствием, снижением жизненного тонуса, резким изменением давления. Что же происходит? Во время магнитных бурь у человека густеет кровь (у здорового человека это меньше проявляется).

Из-за такого сгущения крови ухудшается кислородный обмен, и первыми реагируют на нехватку кислорода мозг и нервные окончания. Нет никого, кто был бы свободен от воздействия геомагнитного поля. Мужчины более подвержены воздействию магнитных бурь, чем женщины.

В магнитоактивные дни число инфарктов увеличивается более чем в три, инсультов – в два, приступов стенокардии – в полтора раза.

Из всех заболеваний, которые подвержены воздействию магнитосферных бурь, сердечно-сосудистые были выделены, прежде всего, поскольку их связь с солнечной и магнитной активностью была наиболее очевидной.

Исследования сердечного ритма показали, что слабые возмущения магнитного поля Земли не вызывали увеличения числа нарушений сердечного ритма. Но в дни с умеренными и сильными геомагнитными бурями нарушения ритма сердца происходят чаще, чем при отсутствии магнитных бурь. Это относится как к наблюдениям в состоянии покоя, так и при физических нагрузках.

Наблюдения за больными гипертонической болезнью показали, что часть больных реагировала за сутки до наступления магнитной бури. Другие чувствовали ухудшение самочувствия в начале, середине или по окончании геомагнитной бури. Только на вторые сутки после бури артериальное давление у больных стабилизировалось.

Проведённые исследования показали, что наиболее пагубно на больных действует буря в её начальный период.

Анализ многочисленных медицинских данных вывел также сезонный ход ухудшения здоровья во время магнитных бурь; он характеризуется наибольшим ухудшением в весеннее равноденствие (23 марта), когда увеличивается число и тяжесть сосудистых катастроф (в частности, инфарктов миокарда).

Проводя мониторинг вызовов скорой помощи, был сделан вывод, что в магнитоактивные дни вызовов скорой помощи больше (намного), чем в магнитоспокойные дни.

Как именно магнитные бури влияют на человеческий организм?

• В соответствии с солнечной активностью происходят изменения в количестве лейкоцитов: их концентрация снижается при высокой активности солнца и повышается при низкой.
• Высокая магнитная активность «удлиняет» менструальный цикл, а интенсивность изменений возмущенности геомагнитного поля непосредственно влияет на начало и окончание родов. Установленный факт – преждевременные роды нередко провоцируются магнитными бурями.
• Воздействию магнитных бурь подвергается весь организм. И чем больше хронических заболеваний – тем сильнее действие бурь.
• Повышается риск образования тромбов.
• Изменяется скорость оседания в крови эритроцитов, замедляется свертываемость крови.
• Нарушается «доставка» кислорода к тканям и органам, густеет кровь.
• Появляются мигрени, головные боли, боли в суставах, головокружение.
• Учащается сердцебиение и снижается общий жизненный тонус.
• Отмечается бессонница, скачки давления.
• Происходит прогрессирование хронических болезней, особенно касающихся нервной системы.
• Возрастает число инфарктов миокарда и инсультов.
• Повышается концентрация фибриногена и выделение гормонов стресса.

Изменения магнитного поля Земли

Если взять магнитную стрелку, помещенную на острие, и наблюдать за ее концами, то окажется, что эти концы никогда не находятся в покое. Они медленно движутся в ту или другую сторону, — как говорят, они совершают колебания около положения равновесия.

Очень наглядными становятся эти колебания, если магнитную стрелку подвесить на тонкой шелковинке и в центре подвеса прикрепить маленькое зеркальце.

Крутильные магнитные весы; внизу — вид весов сверху; вверху, в круге, — способ подвески облатки или пробирки.

Обратите внимание

Стрелку на подвесе мы помещаем в небольшой ящик и (чтобы колебания воздуха не приводили ее в движение) закрываем переднюю стенку стеклом или плексигласом.

Через стеклянную стенку на зеркальце мы направляем луч света от осветителя, сделанного из трубки, в которую с одной стороны вставлена лампочка от карманного фонаря, а с другой — помещены на расстоянии 10-15 см два кружочка из черного картона с отверстиями диаметром в 5 мм (две диафрагмы).

«Зайчик» от зеркала можно направить на лист белой бумаги, на котором наклеена сантиметровая линейка, и поместить этот лист на расстоянии 2-3 м от прибора.

Когда горит лампочка осветителя, зайчик на листе бумаги не остается в покое; он дрожит и медленно перемещается в ту или другую сторону. Колебание зайчика объясняется тем, что дрожит подставка, а вместе с ней и ящик, в котором укреплена стрелка.

Поэтому для такого рода наблюдений ящик надо ставить на подставку, которая находится прямо на грунте.

Если этого сделать нельзя, то можно поместить ящик вместе с осветителем в каменном здании на подоконнике, на печке или на полке, укрепленной на капитальной стене.

Если сравнить положения зайчика в полдень и в полночь, то, как правило, они не будут совпадать. Зайчик очень немного (на несколько миллиметров) сдвинется в течение суток, колеблясь около некоторого среднего положения. Комната для наблюдения перемещений зайчика должна быть затемненной.

Отчего же перемещается зайчик? Оттого, что магнитная стрелка, к которой прикреплено зеркальце, также в течение суток немного перемещается; происходит это потому, что магнитное поле Земли изменяет свое направление в течение суток.

Если наблюдать положение магнитной стрелки длительное время, например в течение года, то можно обнаружить, что эти суточные колебания магнитной стрелки больше летом и меньше зимой.

Важно

Чем же объясняются колебания магнитного поля Земли? В настоящее время твердо установлено, что причиной этих колебаний является световое излучение Солнца. Оно, как известно, сильнее в полдень, особенно летом, и, естественно, прекращается ночью, а зимой делается слабее.

Магнитное поле Земли изменяется в течение суток; магнитная стрелка с зеркалом, подвешенная в закрытом ящике, при помощи отраженного от нее «зайчика» позволяет наблюдать суточные изменения магнитного поля Земли.

Световое излучение Солнца, в особенности ультрафиолетовое, сильно действует на разреженные слои земной атмосферы, находящиеся на высоте нескольких сот километров над поверхностью Земли. Ультрафиолетовое излучение Солнца разбивает молекулы и атомы газа земной атмосферы на две противоположно заряженные электрические частицы.

Вследствие этого в высоких слоях атмосферы частицы воздуха несут на себе электрические заряды. Чем сильнее ультрафиолетовое излучение Солнца, тем больше электрических зарядов оказывается в высоких слоях атмосферы. Когда эти заряды движутся, то они представляют собой нечто иное, как электрический ток.

Такого рода токи электрически заряженных частиц образуют вокруг себя магнитное иоле, подобно токам, которые текут в металлических проволоках.

Сделайте следующий опыт: возьмите батарейку карманного фонаря, маленький компас и моток изолированной проволоки. Когда вы присоедините концы изолированной проволоки к батарейке, по проволоке пойдет электрический ток. Поднесите моток проволоки к стрелке компаса. Она сейчас же повернется, стремясь стать поперек витков проволоки.

Поднося к стрелке мотки проволоки и удаляя их от нее, вы увидите, что стрелка компаса совершает небольшие колебания. Примерно то же происходит и с суточными колебаниями магнитной стрелки. В высоких слоях атмосферы к полудню увеличиваются атмосферные токи, и они действуют на компасную стрелку, отклоняя ее от положения равновесия.

К ночи количество зарядов в атмосфере уменьшается; атмосферные токи ослабевают, и стрелка возвращается в положение равновесия.

Магнитные бури. Полярные сияния

Иногда можно наблюдать неправильные колебания магнитной стрелки, значительно большие, чем суточные колебания. Стрелка вдруг начинает дрожать и все больше и больше отходит от положения равновесия, уклоняясь на несколько градусов, а затем медленно возвращается в положение равновесия. Такие явления наблюдаются иногда в продолжение нескольких часов и даже суток.

Они вызваны магнитными бурями. Мы можем записывать изменения положения стрелки при помощи светового зайчика, отраженного от стрелки и падающего на движущуюся фотоленту. На этой фотоленте, после ее проявления, будут записаны все изменения положения магнитной стрелки, по которым мы можем судить о состоянии магнитного поля Земли. На нашем рисунке (см.

ниже) показаны две записи — во время магнитной бури и в спокойный период. Магнитные бури объясняются солнечным излучением, только не световым, а излучением отдельных мельчайших частиц, несущихся с Солнца с огромными скоростями. Эти частицы вторгаются в атмосферу Земли и сразу увеличивают в ней количество электрических зарядов.

Совет

Вследствие этого возникают сильные электрические токи, которые и действуют на магнитную стрелку.

Опыт, поясняющий, как могут происходить изменения в направлении магнитной стрелки под действием магнитного поля замкнутых электрических токов.

Часто на севере по ночам наблюдаются возникающие вдруг на небе световые явления, которые называются полярными сияниями. Нередко сияния имеют форму лучей, причем их направление совпадает в общем с направлением силовых линий магнитного поля Земли. Полярные сияния появляются на высотах от 80 до 350 км; чаще всего они возникают на высоте приблизительно 100 км.

Полярные сияния относятся к тем световым явлениям, которые имеют место в газосветных лампах.

Если в лампах дневного света возбуждение газовых частиц и их свечение происходит за счет энергии сетевого электрического тока, то в атмосфере свечение возбужденных газовых частиц происходит за счет электрически заряженных частиц, летящих и нам от Солнца.

Наблюдениями установлено, что полярные сияния и магнитные бури часто возникают одновременно (или с небольшим запозданием) с явлениями на Солнце: появлением солнечных пятен, вспышек факелов, извержений и т. д.

Особенно сильно проявляются магнитные бури в так называемой зоне полярных сияний, которая расположена на широте 66-67°. Очень часто, когда наступает полярное сияние, возникает и магнитная буря. По-видимому, и полярное сияние и магнитные бури имеют общую причину, а именно вторжение в земную атмосферу множества мельчайших частиц солнечной материи.

Автоматические приборы ведут запись изменений магнитного поля. На рисунке показана часть ленты от самопишущего прибора. Верхняя извилистая линия указывает, что над Землей «бушует» магнитная буря.

Обратите внимание

Магнитные бури оказывают очень большое влияние на телеграф, телефон и радио. В период сильных магнитных бурь телеграф из-за множества помех не действует. Нормальное распространение радиоволн нарушается. Зная причины магнитных бурь, люди научились при помощи приборов в некоторых случаях предсказывать это явление и предупреждать о нем учреждения связи.

Государственная служба земного магнетизма опирается на работу магнитных обсерваторий, расположенных во всех важных пунктах нашей страны. Особенно много их на севере. На магнитных обсерваториях находятся приборы-самописцы, которые записывают на фотобумаге при помощи светового зайчика изменения магнитного поля Земли.

Работа магнитных обсерваторий дает возможность непрерывно следить за изменениями магнитного поля Земли и предсказывать наступление тех магнитных явлений, которые имеют большое значение для народного хозяйства.

Происхождение магнитного поля Земли

Было высказано много предположений о том, как возник земной магнетизм, но ни одно из них еще не может считаться вполне достоверным.

В самое последнее время ученые установили, что главное земное магнитное поле, по-видимому, образуется в глубоких недрах — в ядре Земли, где вещество в отношении электропроводности находится в состоянии, подобном металлам: известно, что в металлах легко распространяется электрический ток. Кроме того, если в металлическом теле имеются места с различной температурой, то между ними возникают электрические токи. В ядре Земли возможны, во-первых, перемещения вещества, несущего электрические заряды, и, во-вторых, образование так называемых термоэлектрических токов. Вот эти два вероятных явления и могут быть, по-видимому, причиной того, что в недрах Земли возникают более или менее постоянные электрические токи.

На поверхности Земли и в атмосфере эти электрические токи образуют магнитное поле Земли.