Солнечные бури и изменения направления магнитного поля земли

Если бы Солнце было активней в конце последнего ледникового периода (а именно на такую мысль наводят древние мифы и результаты исследований лунных пород), мы были бы вправе рассчитывать на то, что обнаружим исторические свидетельства этого в записях напряженности и направления магнитного поля Земли. Оно, как показывают данные, полученные в результате изучения современных солнечных бурь, является чутким индикатором вспышечной активности на Солнце. Так, например, когда выброшенная при солнечной вспышке корональная масса достигает нашей планеты, она сдавливает окружающую Землю оболочку магнитного поля и вызывает временное повышение напряженности геомагнитного поля, так называемое внезапное начало. За этим всегда следует его длительное падение, именуемое уменьшением главной фазы, происходя шее тогда, когда геомагнитное поле улавливает ударные космические частицы, и они начинают заполнять радиационные пояса нашей планеты. Захваченные частицы вращаются по спирали вокруг силовых линий магнитного поля, расположенных между Северным и Южным полюсами, и постоянно перемещаются между этими полюсами. Двигаясь в направлении с севера на юг, они также медленно смещаются в сторону экватора, образуя мощный экваториальный электрический ток. Этот так называемый кольцевой ток создает сильное магнитное поле, направление которого противоположно направлению магнитного поля Земли и которое частично нейтрализует его, в результате чего можно наблюдать заметное уменьшение главной фазы.

В минувшие десятилетия величина этих уменьшений доходила до 1 процента напряженности земного поля. Впрочем, в донных отложениях океанов и озер сохранились записи еще гораздо более значительных магнитных возмущений. Судя по ним, в период между примерно 14 500 годом до наст. вр. и концом ледниковой эпохи (-11 550 лет тому назад), напряженность и склонение магнитного поля Земли претерпели ряд значительных изменений — в соответствии с 11-летним циклом пятнообразовательной деятельности на Солнце. Амплитуда этих циклов по сравнению с современными геомагнитными солнечными циклами была в сотни раз больше. И это позволяет предположить, что вспышечная активность на Солнце была тогда в сотни раз интенсивней, приближаясь к уровням, обычно наблюдаемым на звездах Т Tauri.

Один образец отложений из Готенбурга, Швеция, хранит доказательства об изменении на 180 градусов склонения геомагнитного полюса на границе аллереда и молодого дриаса53. Не исключено, что данное событие имеет какое-то отношение к пожару, охватившему нашу планету 12 700 лет назад. Большие возмущения были также зарегистрированы перед самым началом глобального потепления. Так, например, около 11 650 лет тому назад геомагнитный полюс вдруг переместился на 20 градусов в западном направлении, а спустя 20 лет вернулся на прежнее место. Потом, еще через 100 лет, примерно 11 550 лет назад, напряженность магнитного поля нашей планеты выросла более чем в 5 раз54.

Напряженность и направление магнитного поля Земли также нерегулярно менялись в период примерно 15 800—14 100 лет назад. Особенно сильное отклонение произошло около 14 100 лет назад. Тогда северный магнитный полюс нашей планеты внезапно переместился на юг до точки в центре экватора на Тихом океане и находился в там в течение приблизительно 10—50 лет55. Несмотря на то что свидетельства данного события были обнаружены в нескольких местах по всему миру, широкую известность оно приобрело как Готенбургское магнитное отклонение, названное так в честь шведского города, где оно было впервые выявлен, Оно произошло тогда, когда температуры на Земле и уровень спуска талых вод были почти самыми высокими в период последней ледниковой эпохи (рис 6.12). Тогда же своего пика достигла и интенсивность галактических космических лучей (рис 3.8).

Готенбургское отклонение было значительным геомагнитным возмущением. Ничего подобного по степени величины после уже повторялось, Для получения кольцевого тока, способного преодолеть магнитное поле Земли и сдвинуть ее магнитный полюс к экватору, мощность той солнечной вспышки должна была превосходить самую мощную современную вспышку в сотни раз. Необычайно жаркий климат Земли того времени можно было объяснить невероятно высокой, как на звездах Т Таип, солнечной активностью .

Возможно, тогда же, когда кольцевой ток был достаточно сильным, произошло полное изменение направления магнитного поля Земли. Во время лабораторных экспериментов, когда в поле сильного дипольного магнита «впрыскивали» большие количества заряженных частиц, его направление полностью менялось. Магнитное поле кольцевого тока, порожденное захваченными в определенной точке частицами, становилось таким мощным, что меняло полярность поля магнита. Вероятно, таким же образом достаточно мощное и длительно существовавшее в радиационном поясе поле кольцевого тока могло изменить полярность магнитного генератора в земном ядре, приведя к временному — от нескольких сот до нескольких тысяч лет — изменению магнитного поля на поверхности нашей планеты. Доказательства подобных изменений полярности магнитного поля, хотя и не столь распространенных, не раз встречаются в архиве магнитного поля Земли. Например, полярность поля менялась во время Лашамского события (30 ООО—20 ООО лет назад) и блейка (100 ООО—90 ООО лет назад). Глядя еще дальше в глубь времен, мы видим, что полярность поля Земли была обратной почти на протяжении всего интервала 2,4 млн — 730 000 лет назад, периода, завершившегося событием Брюнеса — Матуяма. После него наша планета вновь вернулась к современной ориентации на север. Впрочем, даже этот промежуток отмечен наличием нескольких периодов нормальной полярности, как эпизоды Джарамилло, Глиса и Олдуьей. Если же мы заглянем еще глубже, то окажется, что и там направление магнитного поля Земли неоднократно менялось. Поэтому невольно закрадывается мысль, что наша планета на протяжении своей истории не раз оказывалась, на пути космических частиц сверхволны.