Жердің магниттік аномалиялары

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-16 16:10

Жердің магнит өрісі оның бетін және оның тұрғындарын, соның ішінде нәзік денелері бар барлық адамдарды, сондай-ақ сезімтал электрониканы - өлімге әкелетін ғарыштық сәулелерден және күннен ұшатын зарядталған бөлшектерден қорғайды. Алайда кей жерлерде бұл көзге көрінбейтін сауыт әлсіреп, саңылаулар көбейіп барады. Сондықтан бүкіл әлем ғалымдары планетаның ішектеріндегі магнитогидродинамикалық динамоның механикасын жақсы түсіну, сондай-ақ магнит өрісіндегі өзгерістерді болжау үшін мұндай ауытқуларды өте мұқият зерттейді.

Магниттік аномалия – планета бетіндегі белгілі бір аймақта Жердің магнит өрісінің айтарлықтай әлсіреуі. Аты айтып тұрғандай, Оңтүстік Атлантика (SAA) Атлант теңізінің оңтүстік бөлігінде орналасқан, Оңтүстік Американы ішінара «жабады» және Африканың оңтүстігінде «құйрығымен жабысады».

Бұл формация шамамен 500-600 километр биіктікте ең үлкен өлшемге ие. Теңіз деңгейінде оның «проекциясы» біршама аз және магнит өрісінің шамасында көрінеді - бұл жер бетінің ауытқулары жоқ аймақтарынан шамамен мың шақырым биіктіктегімен тең.

Магниттік өрістің мұндай төмендеуі біздің планетамыздың тұрғындары үшін әлі қауіпті емес, бірақ ғарыш аппараттарын құрастыратын және олардың миссияларын басқаратын инженерлер үшін қазірдің өзінде күрделі мәселелер тудырады. Мысалы, аңызға айналған Хаббл орбиталық телескопы Жерді шамамен 540 шақырым биіктікте дәл айналады - яғни күніне бірнеше рет аномалия арқылы дәл ұшып өтеді. Осы минуттарда радиация деңгейінің жоғарылауына байланысты ғарыш зертханасының жұмысы тоқтатылады.

Мәселе мынада: Жердің магнит өрісі әлсіреген кезде планетаның айналасындағы бүкіл кеңістікті күн желінен және галактикалық сәулелерден қорғау азаяды. Зарядталған бөлшектер жер бетіне ауытқымай дерлік асығу мүмкіндігіне ие болады және, әрине, алдынан келгеннің бәрімен соқтығысады.

Оның үстіне, ғарыш аппараттары үшін Оңтүстік Атлантикалық аномалияға қатысты жағдай радиациялық белдеулердің құрылымымен одан әрі қиындайды. Атлант мұхитының осы аймағында Ван Алленнің ішкі белдеуі планетаның бетіне дерлік түседі.

Ван Аллен радиациялық белдеулері - планетамыздың магнит өрісі сызықтары арасында ұсталған зарядталған бөлшектерден (протондар мен электрондар) түзілген Жердің екі жамылғысы.

Әдетте, спутниктердің көпшілігі ішкі белдеуден төмен орналасқан (апогейде 1000 км-ге дейін орбиталар) және иондаушы сәулеленудің деструктивті әсеріне ұшырамайды. Бірақ Оңтүстік Атлантикалық аномалия әлі де ғарышкерлер мен зымыран және ғарыш өнеркәсібіндегі инженерлердің жүйкесін бұзады.

Ғылыми жұмысты мезгіл-мезгіл тоқтатуға тура келетін Хабблдан басқа, Жерге жақын кеңістікте басқа да көптеген көліктер осы аймақтың құрбандары болып табылады: ХҒС радиациялық қорғанысты жоғарылатады, өйткені ол да осы аномалия арқылы ұшады, мүмкін бірнеше Globalstar спутниктері зақымдалған, ал шаттлдарда олар кәдімгі ноутбуктар өшіп қалды.

Адамдар үшін Жерден 400 шақырым биіктіктегі аномалия арқылы ұшу да назардан тыс қалмайды - фосфендердің көпшілігін (жоғары энергиялы элементар бөлшектерді тудыратын жабық көздердің артындағы жыпылықтаулар) Атлант мұхитының үстіндегі астронавтар мен ғарышкерлер бақылайды.

Магниттік өрістің бұл жағымсыз әрекетіне не себеп болды - мәселе толығымен жабылған жоқ. Жалпы қабылданған және жақсы дәлелденген теорияға сәйкес, Жердің сұйық металл ядросы айналуы және конвекциялық токтардың тұрақты араласуы кезінде динамо сияқты жұмыс істейді.

Бірақ оның құрылымы гетерогенді болғандықтан, заттардың әртүрлі массалары планетаның ішектерінде сәл басқаша жылдамдықпен қозғалады. Бұл ауытқулар магнит осінің планетаның айналу осімен сәйкес келмеуіне байланысты және Атлант мұхитының оңтүстігіндегі магнит өрісінің әлсіреуі «нәтижесінде».

Заманауи зерттеулер көрсеткендей, Оңтүстік Атлантикалық аномалия кем дегенде 8 миллион жыл бойы азды-көпті тұрақты болды және жылына шамамен 0,3 градус жылдамдықпен батысқа қарай тегіс жылжиды.

Бұл жер беті мен планета ядросының сыртқы қабаттарының айналу жылдамдығының айырмашылығына сәйкес келеді. Бірақ ең қызығы, UAA пішінін өзгертіп, бірте-бірте екі бөлікке бөлінеді. Бұл процесс ұзақ уақыт бойы жалғасып келеді және бірқатар дереккөздерде бастапқыда екі бөлек аномалия қарастырылады - бразилиялық және Кейптаун.

Планетаның жалпы денсаулығына мұндай өзгерістер, бағалауға болатындай, айтарлықтай әсер етпейді. Мәселелер адам жер бетінен жоғары көтерілгенде ғана пайда болады - орбитада спутниктер көбірек және олардың дизайны барған сайын коммерциялық қолжетімді компоненттерді пайдаланады.

Күшті күн дауылы кезінде немесе одан кейін аномалияға ұшыраған құрылғыларға радиацияның жоғарылауының әсері қаншалықты ауыр болатынын тек уақыт көрсете алады.