Озонные дыры и гибель человечества

Но магнитосфера Земли окружена не вакуумом, она обдувается солнечным ветром. Давление его на магнитосферы зависит от скорости и от плотности частиц, переносимых им. Достигая магнитосферы Земли, солнечный ветер давит на нее, но проникнуть внутрь высокопроводящей магнитосферы не может. Магнитосфера с дневной стороны поджимается до тех пор, пока сила ее давления не уравновесится силой давления солнечного ветра. Поскольку плотности и скорости частиц, выбрасываемых Солнцем, не одинаковы во времени, то и давление их на магнитосферу Земли в разное время различно. Это значит, что граница магнитосферы не остается на одном и том же месте, а меняет свое положение в соответствии с динамическим равновесием всей системы «солнечный ветер — магнитосфера Земли».

Полуденная часть магнитосферы (в районе подсолнечного меридиана) является, по-видимому, наиболее сложной. Внешние силовые линии магнитного поля Земли, прохождение через этот меридиан пронизывают ионосферу на геомагнитной широте около 80^о. Более высокоширотные силовые линии, которые проходили бы также в этом полуденном меридиане при отсутствии солнечного ветра, выворачиваются им на ночную сторону. Значит, если в случае идеального магнитного диполя, находящегося в вакууме, силовые линии образуют две воронки точно на геомагнитных полюсах, то при наличии солнечного ветра эти воронки образуются на дневном меридиане на геомагнитных широтах 80^о севера и юга. При этом полярные шапки закрыты дневными силовыми линиями, вывернутыми солнечным ветром на ночную сторону. Форма этих воронок (они были названы каспами, в переводе с английского — мешками) такая, что поперечное их сечение представляет собой сильно вытянутый эллипс. Воронка как будто сплющена в одном направлении и вытянута по геомагнитной долготе (вдоль дневной части овала полярных сияний).

То, что такие каспы должны образовываться в дневной магнитосфере под действием солнечного ветра, было предсказано теоретически. Измерения на спутниках не только подтвердили их существование, но и позволили установить зависимость их положения и формы от характера солнечной активности. При усилении солнечного ветра после хромосферных вспышек, когда магнитосфера прижимается им к Земле, положение каспов меняется. Они смещаются дальше от полюсов, чем в условиях спокойного Солнца. Это происходит потому, что большая часть дневных силовых линий выворачивается солнечным ветром на ночную сторону.

Кардинальным во всей проблеме взаимодействия Солнца и Земли является вопрос передачи энергии. И именно через воронки в магнитосфере Земли энергия Солнца, переносимая солнечными корпускулярными потоками, поступает непосредственно в земную атмосферу. Еще одними воротами из космоса является ночная часть магнитосферы (ее хвост), через которую солнечная плазма входит внутрь магнитосферы, а затем из хвоста направляется вдоль силовых линий магнитного поля в высокоширотные области и вторгается там в атмосферу Земли.

Солнечная буря вызывает в магнитосфере целый комплекс процессов, которые тоже носят взрывной (штормовой) характер. Он называется магнитосферной бурей. Буря проявляется в изменении магнитного поля Земли, в высыпании заряженных частиц в атмосферу высоких широт, в полярных сияниях и в увеличении концентрации электронов в ионосфере. Магнитосферная буря длится 1–1,5 суток и скорее напоминает целый ряд маленьких бурь (подбурь или суббурь), каждая из которых длится около 1 часа. Эти элементарные бури имеют очень много общего. Если они следуют друг за другом почти непрерывно (4–5 в течение одной ночи), то образуется мировая магнитосферная буря.

Процессы в околоземном пространстве рассматриваются нами в книгах: «Ионосфера Земли» (Наука, 1989), «Полярные сияния» (Наука, 1987), «Волны в космосе» (Наука, 1987), «Космос и биосфера» (Знание, 1990), «Процессы в геосфере» (Знание, 1989), «Наше здоровье и магнитные бури» (Знание, 1993), «Космос и здоровье» (Вече, 1997) и др.

Солнечная плазма, выброшенная из поверхности Солнца после хромосферной вспышки, приближается к орбите Земли примерно через 40–50 часов. Магнитное поле солнечного корпускулярного потока, то есть межпланетное магнитное поле, соединяется в магнитным полем Земли.

ЧАСТЬ ЧЕТВЕРТАЯ ОЗОН В АТМОСФЕРЕ

ВВЕДЕНИЕ