Земля осталась без своего защитного барьера. Магнитный щит планеты окружает Землю и укрывает её от естественного натиска космических лучей. Но иногда щит ослабевает и колеблется, позволяя космическим лучам проникать в атмосферу, создавая ливень частиц, которые, по мнению учёных, могут нанести вред биосфере.
Такое происходило много раз в истории нашей планеты, в том числе 41 000 лет назад во время палеомагнитного экскурса Лашамп-Каргаполово.
Космические лучи — это высокоэнергетические частицы, обычно протоны или атомные ядра, которые летят через космос с релятивистскими скоростями. Обычно магнитный щит Земли отклоняют их, после чего они удаляются от планеты, улетая в космос. Но щит — это природное явление, и его сила меняется, как и его ориентация. Иногда из-за этого космические лучи попадают в атмосферу Земли.
В результате образуется поток вторичных частиц, называемых космогенными радионуклидами. Эти изотопы попадают в осадочные породы, ледяные керны и даже в структуру живых существ, например деревьев. Существуют различные типы этих изотопов, в том числе такие, как кальций 41 и углерод 14.
Некоторые изотопы стабильны, а некоторые радиоактивны. Период полураспада радиоактивных изотопов варьируется от 20 минут (углерод 11) до 15,7 миллиона лет (ксенон 129).
Когда щит Земли ослабевает, всё больше этих изотопов достигает поверхности планеты и накапливается в осадочных породах и льду. Изучая эти керны и отложения, учёные могут определить историю магнитного щита. Их наблюдения показывают, что 41 000 лет назад Земля пережила геомагнитный экскурс или разворот магнитного поля. Его назвали Лашамским экскурсом в честь лавовых потоков Лашам во Франции, где геомагнитные аномалии помогли выявить его возникновение.
Каждые несколько сотен тысяч лет магнитные полюса Земли меняются местами. Северный становится южным и наоборот. Между этими крупными событиями происходят более мелкие, называемые экскурсами. Во время экскурсий полюса на некоторое время смещаются, не меняясь местами. Экскурсы ослабляют земной щит и могут длиться от нескольких тысяч до десятков тысяч лет. Когда это происходит, в атмосферу попадает больше космических лучей, создающих больше радионуклидов, которые обрушиваются на Землю.
При палеомагнитных исследованиях учёные часто обращают внимание на один конкретный радиоактивный изотоп. Бериллий-10 имеет относительно долгий период полураспада — 1,36 миллиона лет — и имеет тенденцию накапливаться на поверхности почвы.
Саня Пановска — научный сотрудник GFZ Потсдам, Германия, изучает геомагнетизм. На недавней Генеральной ассамблее 2024 Европейского союза геонаук (EGU) Пановска представила новое исследование Лашамской экскурсии. Она обнаружила, что во время Лашамского экскурса производство Be 10 было в два раза выше, чем обычно.
Чтобы лучше понять Лашамский экскурс, Пановская объединила космогенные радионуклидные и палеомагнитные данные для реконструкции магнитного поля Земли в то время. Она обнаружила, что при уменьшении силы поля оно также уменьшалось. Переход от нормального поля к перевёрнутому занял около 250 лет, а в перевёрнутом состоянии оно оставалось примерно 440 лет. Во время перехода мощность земного щита уменьшилась до 5 % от своей обычной силы. Когда поле было полностью перевёрнуто, его прочность составляла около 25 % от обычной. Это ослабление позволило большему количеству Be 10 и других космогенных радионуклидов достичь поверхности Земли.
![На каждой карте показана интенсивность геомагнитного поля Земли в разные моменты времени в соответствии с реконструкциями Пановской, которые ограничены как палеомагнитными данными, так и записями радионуклидов космогенного бериллия-10. DM означает дипольный момент, который является мерой полярности поля или разделения на положительные и отрицательные. Возраст [ka BP] — возраст, измеряемый в тысячах лет до настоящего времени.](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/568/709/7bc/5687097bc5aa03cf26f6b3db99a690a1.jpg)
Эти радионуклиды не просто накапливаются в отложениях и льду. Некоторые из них радиоактивны. Ослабление щита также привело к ослаблению озонового слоя, что позволило большему количеству ультрафиолетового излучения достигать поверхности Земли. Высотная атмосфера также охладилась, что изменило потоки ветра. Это могло привести к резким изменениям на поверхности Земли.
По этим причинам событие в Лашампе связывают с вымиранием неандертальцев, исчезновением австралийской мегафауны и даже с появлением наскальных рисунков. Эти связи не выдержали научной проверки, но это не значит, что события, подобные Лашамскому, не опасны. Если бы оно произошло сейчас, то вывело бы из строя наши энергосистемы. Экваториальная область Земли озарилась бы аврорами.
"Понимание этих экстремальных событий важно для их возникновения в будущем, прогнозирования космического климата и оценки последствий для окружающей среды и системы Земли", — говорит Пановска.
Учёные узнают о том, что магнитный щит не статичен. Он подвержен аномалиям. Одна из них — Южно-Атлантическая аномалия, регион, где магнитное поле наиболее слабое вблизи Земли. Когда спутники проходят над этим регионом, они подвергаются повышенному уровню ионизирующего излучения. Причиной аномалии, скорее всего, является пласт плотной породы внутри Земли, что наглядно демонстрирует, насколько сложен магнитный щит.
Учёные не уверены в том, какое влияние оказывают космические лучи на жизнь, когда магнитный щит слаб. Заманчиво соотнести вымирания с такими событиями, как Лашамский экскурс, когда они совпадают по времени. Но полюса много раз сдвигались, ослабевали и менялись местами, а жизнь всё ещё здесь и всё ещё процветает.
Если человечество просуществует достаточно долго, мы пройдём через один из таких разворотов. Тогда мы всё и узнаем.
Комментарии (50)
AlexM2001
17.05.2024 19:13Вячеслав, спасибо за интересную публикацию!
iqp
17.05.2024 19:13Вячеслав, спасибо за интересную публикацию!
Присоединяюсь, однако нахожу ее не столько интересной, сколько немного пугающей. Картинка "Южноатлантическая аномалия" где-то настораживает: аномалия вытянута с востока на запад, что как-бы намекает, механика ее не в глубинных динамах, а в дифференциальном вращении слоев, и не где-то там в глубине на тысячи км, а прямо тут в сотнях км снизу - просто обратите внимание на радиус закругления западного края аномалии - пара сотен км или что-то вроде того, с расстояния в тысячи км динамка мало-радиусное закругление аномалии не даст.
Теперь, текущий контекст - геомагнитная буря, а вдруг пресловутые пятна не на 100% ее причина? А причина пусть частичная - изменения в диференциальном вращении упомянутых слоев, тех слоев, которые отвечают за землетрясения. То есть товарищ как бы намекает, что есть вероятность, что мы опять стоим на пороге грандиозного шухера где-то непонятно где примерно 24 мая плюс минус, если не долбанет раньше и не разрядит напряжение.
isden
17.05.2024 19:13+5Там рядом аномалия плотности вещества. Возможно из-за этого.
Вот картинка
Есть мнение, что это остатки крупного тела, столкнувшегося с Землей очень давно.
agat000
17.05.2024 19:13Еще одна обратная аномалия (две) - повышеная плотность над Сибирью и южнее Австрали. как раз на противоположной стороне. Вытянуты наоборот по вертикали. Интересно, как объясняется?
DeggerZed
17.05.2024 19:13+1Человек разумный как вид существует уже 300000 лет так что как минимум одно такое событие мы пережили, а вот о причинах Ю.А.аномалии было бы интересней узнать
gummybeer
17.05.2024 19:13Хватает ли современной генерации электроэнергии для создания искусственного магнитного поля земли?
blik13
17.05.2024 19:13Сомнительно. Нашел расчеты что электромагнит с потреблением в 400 кВт внутри даёт поле на пять порядков выше поля земли, но на расстоянии пары сотен метров вообще ноль. Замостить такими магнитами всю Землю уже задача со звёздочкой, а кушать они будут просто неприлично много.
SalazarMAX
17.05.2024 19:13Так электромагнит нам не нужен, у нас уже есть магнит — сама планета. Осталось только сделать намотку по экватору.
BugM
17.05.2024 19:13+6Не хватит на много порядков. Да в общем ничего страшного и не случится. Ну станут люди умирать лет в 30-40 от рака и все. Цивилизации ничего не угрожает.
Popadanec
17.05.2024 19:13И то не факт что долго. Ведь это подстегнёт эволюцию. У природы есть несколько механизмов борьбы с раком, есть радиорезистентные организмы, живущие при смертельном для большинства уровне радиации.
victor_1212
17.05.2024 19:13для начала люди со светлой кожей конечно, вопрос только от чего - рака кожи, или голода, радиорезистентным типа тараканов скорей всего без разницы, для остальных типа естественный отбор, + можно на ночной образ жизни перейти
Alexey2005
17.05.2024 19:13+5радиорезистентным типа тараканов скорей всего без разницы
Тараканы не радиорезистентны - они могут её какое-то время выдерживать, но не способны проходить полный цикл развития (от яйца до яйца).
Секрет их относительной устойчивости к радиации в том, что между линьками у них практически отсутствуют делящиеся клетки. Интенсивное деление происходит лишь в момент линьки и сразу после неё - и вот тогда тараканы очень даже уязвимы. Как чрезвычайно уязвимы к радиации и их кладки.
victor_1212
17.05.2024 19:13+1действительно интересно, возможно только к ядерным испытаниям, раз уж такое дело - кто именно радиорезистентны?
Wesha
17.05.2024 19:13+1Ну станут люди умирать лет в 30-40 от рака и все.
Тоже мне проблема. Просто парасоли снова войдут в моду — и всего делов.
Popadanec
17.05.2024 19:13Воины света (фильм). Ночной образ жизни, плюс спец транспорт для дневных поездок.
Gutt
17.05.2024 19:13Да в общем ничего страшного и не случится. Ну станут люди умирать лет в 30-40 от рака и все. Цивилизации ничего не угрожает.
То ли мой детектор сарказма не откалиброван, то ли сбой ориентации кучи мигрирующих животных каким-то образом не отразится на цепочке питания человека, что очень сомнительно. Опять же, ионы будут весело улетать из атмосферы, пока вся имеющаяся там вода не улетучится (это будут миллионы лет, я думаю, так что это наименьшая проблема).
BugM
17.05.2024 19:13Человек разумный уже очень много лет не зависит от миграции животных. Да и вообще от диких животных не зависит. Пусть делают что хотят. Если решат вымереть, то в зоопарках все интересное сохраним.
Вода не улетучится. Там сроки этого возможного улетучивания на порядки больше чем возможное время смены полюсов.
Gutt
17.05.2024 19:13+1Человек разумный уже очень много лет не зависит от миграции животных.
Нет, он охренеть как от диких животных зависит. Он жрёт зерновые в огромных количествах, которые опыляются насекомыми, которые (сюрприз!) иногда используют магнитное поле для навигации. Если пчёлы перестанут массово возвращаться в ульи, то современным высоким урожаям кирдык. Про фруктовые культуры вообще молчу, там самоопыление редкость. Это первое, что приходит в голову. Наверняка есть ещё тысячи неблагоприятных сценариев, резко снижающих эффективность сельского хозяйства при пропадании магнитного поля Земли.
BugM
17.05.2024 19:13Промышленные зерновые самоопыляются. Никто пчел не разводит в стратегических количествах для пшеницы, риса и подобного. Ничего их урожаям не грозит.
Фрукты по разному. Но в целом глобально проблем не будет. От того что часть фруктов подорожает даже в 10-100 раз ничего не изменится. Они в еде заменяемы на всякое.
Badybed
17.05.2024 19:13Если рассматривать эту статью и исследование термоядерной реакции с положительным КПД, то эти исследования дают большое поле для размышления, живём ли мы в какой-нибудь фрактальной вселенной, но да, это может звучать как познание из рязряда, как в мемах с космической перспективой от мозга к вселенной "Expanding Brain" или "Expanding Mind".
victor_1212
ув. Вячеслав, Alan Buis из JPL пишет об этом так:
" Finally, there are “geomagnetic excursions:” shorter-lived but significant changes to the intensity of the magnetic field that last from a few centuries to a few tens of thousands of years. Excursions happen about 10 times as frequently as pole reversals.
An excursion can re-orient Earth’s magnetic poles as much as 45 degrees from their previous position, and reduce the strength of the field by up to 20 percent.
Excursion events are generally regional, rather than global. There have been three significant excursions in the past 70,000 years: the Norwegian-Greenland Sea event about 64,500 years ago, the Laschamps event between 42,000 and 41,000 years ago, and the Mono Lake event about 34,500 years ago"
см.
https://science.nasa.gov/science-research/earth-science/earths-magnetosphere-protecting-our-planet-from-harmful-space-energy/
как Вы думаете, кто из них прав - Alan Buis или Evan Gough ?
dyadyaSerezha
Интересно другое - какой толщины должны быть дома, машины и прочие шляпы с футболками, чтобы защитить человека от постоянной солнечной радиации, до 20 раз превышающей обычную (если верить статье о 5%)?
fpga500
Магнитное поле защищает от протонов и электронов. Так что одного миллиметра металла точно хватит, может даже и тоньше. Скорей всего фольга должна защитить.
lexab
Шапочка из фольги перестает быть шуткой :)
Но если серьезно - разрушение озонового слоя и связанный с этим повышенный уровень ультрафиолета у поверхности планеты - более опасное явление
fpga500
Так озон ведь образуется в верхних слоях атмосферы под воздействием УФ-излучения. Магнитное поле не должно никак влиять на озоновый слой.
Точно! Надо заказать себе таких пока не поздно))
Ramzez
пока цена на минимуме)) а то как с масками будет
Gutt
Должно--не должно, но некоторые модели показывают, что влияет.
"With weakened magnetic field and solar wind, GCRs may penetrate the Earth’s atmosphere all the way to the surface. Besides the direct impact on the biota, GCRs smash the air molecules, leading to enhanced atmospheric NOx production, which impacts the ozone layer."
victor_1212
что касается солнечного ветра магнитное поле направляет заряженные частицы к южному магнитному полюсу, поэтому там разрушен слой озона, без магнитного поля озоновый слой может быть полностью разрушен, при нормальных условиях 97-99% UV поглощается в озоновом слое, если нет защиты от UV вся экосистема может погибнуть или серьезно измениться, начиная с растений и планктона
fpga500
А вот с поглощением УФ - это интересный вопрос. Скорей всего большую часть поглощает именно кислород. Ведь слой озона относительно 'тонкий' и расположен на больших высотах, где низкое давление и соответственно малая концентрация этого газа. Причем озон - это как раз и есть следствие поглощения кислородом ультрафиолета.
victor_1212
это нетривиальный процесс, в грубом приближении спектр поглощения озона (UV-B) является более эффективным, а так конечно много чего происходит одновременно,
например см. https://ozone.unep.org/ozone-and-you
kasiopei
Вот не понимаю этого. От жесткого УФ образуется озон. Почему при увеличении облучения озоновый слой разрушится?
dyadyaSerezha
Щит исчез (с) - это понятно?
DustCn
Да просто кремик от солнца будет не 50SPF а 500 и продаваться будет в 5 литровых канистрах :)
vesper-bot
Забыл где, память дает ассоциацию с Fallout 2 - видел "рекламу" крема от загара с SPF то ли 3000 то ли 5000, был он синий и в ролике вся синяя дама элегантно выходила на открытый солнечный свет и ложилась на шезлонг. Там ещё было упоминание "даже с нашим кремом не рекомендуется оставаться на солнце больше 5 минут". И да, дама мазалась из большой такой банки этим кремом :)
Astrei
Это во втором Робокопе было (1990), там в целом вся реклама в фильме стёбная была.
beliy1
"С нашим кремом можно оставаться на солнце часами". Но при частом применении все равно вызывает рак кожи.
Источник: https://youtu.be/8oJzfmWO3CU?si=9Eu2w7wf10r8wLmi
Radisto
Учитывая, что поток частиц вблизи полюсов входит в атмосферу, толщины иглу или яранги достаточно))) проверено тысячелетним опытом
Popadanec
Но Солнце то на полюсах не висит над головой, максимум, едва над горизонтом поднимается. Всё равно что ветер дующий перпендикулярно расположенной трубе. Что то конечно попадает, но по большей части тормозится самой атмосферой.
victor_1212
наблюдается как северное сияние над полярными областями (оба полюса)
Popadanec
Ну вот того что в "трубу задуло" и хватает только на северное сияние.
Ветер тоже когда мимо трубы сильно дует, она резонировать начинает.
SelenIT3
Не думаю, что какая-либо шляпа что-то существенно добавит к эквиваленту 80 см свинца в лице атмосферы:) У нас шикарная атмосфера, а роль магнитного поля в защите от радиации сильно преувеличена. Недавняя магнитная буря это как раз наглядно показала — солнечные частицы с эффектным сиянием падали на всех вплоть до Намибии, но не помню, чтобы у кого-то при этом зашкаливал дозиметр..:)
Wesha
Сколько знал намибийских негров — ни у одного не было дозиметра.
Соотвественно, он и не зашкаливал.
FreeNickname
Думаю, тут путаница из-за того, что в статье событие 41 тысячу лет назад называется экскурсом, а в следующем абзаце написано, что экскурсы – это более мелкие события, а 41 тысячу лет назад было крупное – разворот магнитного поля.
Не знаю, какая терминология правильна, но полагаю, что просто возникла путаница. Alan Buis, похоже, пишет про то, что в статье называют более мелкими экскурсами. В этом случае противоречия нет.
SelenIT3
Там ссылка на википедию, из которой видно, что речь именно об экскурсе. Инверсия магнитного поля, если верить той же Википедии (и куче других источников), последний раз была 780 тыс. лет назад.