Знание-сила, 2004 № 03 (921)

Мы уже рассказывали читателям («ЗС», 2000, №3), что к счастью, по мнению специалистов, полная утрата магнитного поля нашей планете не грозит. Однако, к большому огорчению, по мнению тех же специалистов, нам вполне реально грозит и, может быть, в самом недалеком будущем (некоторые специалисты говорят даже, что в ближайшие две тысячи лет) временная утрата этого поля. Измерения показывают, что оно из года в год ослабевает, а такое ослабление, как показывает геологическое прошлое нашей планеты, предвещает возможную — и внезапную — переориентацию магнитных полюсов Земли: пройдя через ноль, магнитное поле поменяет направление, то есть северный магнитный полюс поменяется местами с южным. В истории Земли, как показывают исследования древних скал, такие внезапные переориентации уже бывали, они повторяются каждые несколько сот тысяч лет, но специалисты не знают, чем они вызваны, и не берутся предсказать, сколько может продлиться «нулевой период», когда Земля не будет защищена магнитным полем. Может быть, считанные годы, может быть — тысячелетия. Ответ на этот вопрос могут дать только исследования того самого ядра Земли, с которого мы начали эту заметку. Увы, в отличие от героев американского фильма, специалисты- геофизики пока не могут отправиться в недра Земли. Поэтому они делают попытки доставить гору к Магомету, иными словами, воспроизвести условия в земном ядре в своих наземных лабораториях.

Эти попытки уже делались ранее, в лабораториях Риги и Карлсруэ, но созданные там подобия земного ядра — шар из быстро вращающегося и очень горячего жидкого металла — были недостаточно велики, чтобы воспроизвести главные особенности ядра планеты, те, от которых зависят свойства его магнитного поля. Поэтому сейчас сразу в двух американских лабораториях, в Мэриленде и Висконсине, началась подготовка к экспериментам большого масштаба. В одном из них искусственное «ядро Земли» будет иметь диаметр 1 метр, в другом — 3 метра. Трехметровый, раскаленный, жидкий, вращающийся металлический шар — представляете? Это вам не поцелуй в диафрагму...

Естественное ядро Земли, ее гигантская динамомашина, имеет диаметр порядка 7 тысяч километров, из которых наружные две с лишним тысячи представляют собой жидкую часть, где происходят стремительное вихревое вращение и столь же быстрая конвекция: охлажденные потоки жидкого металла стекают вниз, к твердому ядру а разогретые потоки поднимаются наверх. Средняя температура в ядре составляет около 5 тысяч градусов, и это делает понятным, какие трудности должны преодолеть экспериментаторы, чтобы воссоздать хотя бы отдаленное подобие этих условий в своих лабораториях. Искусственное ядро должно быть достаточно большим, чтобы магнитное поле, зародившееся в нем от случайного «пускового» импульса, могло растягиваться, извиваться и расти. В малом объеме все эти явления, предшествующие становлению устойчивого, стабильного поля, происходить не могут, это показали латвийские и немецкие эксперименты.

Исследователи намерены создать огромные, многотонные шары жидкого раскаленного натрия (напомним, что натрий — весьма взрывчатое вещество), погруженные в масло, которое изолирует эти шары от соприкосновения с наружным воздухом и стенками испытательной камеры. Затем они должны будут привести эти шары в быстрое вращение, и чем более быстрое, тем лучше, иначе вообще не будет условий для возникновения поля. После этого они намерены подвергать эти шары воздействию коротких «пусковых» импульсов внешнего магнитного поля, чтобы в ядре возникли зародыши собственных полей, первые «покашливания» запускаемого динамо. Лишь затем, когда эти поля установятся, начнется собственно эксперимент.

Прежде всего надлежит выяснить, какой вид вращения приводит к появлению магнитного поля вокруг нашей планеты. У специалистов есть разные гипотезы на сей счет. Основная часть теоретиков предполагают, что все дело в наличии в земном ядре двух видов движения — вращения, которое «закручивает» магнитные силовые линии вокруг оси вращения планеты, и вихрей, которые приводят к постепенному вытягиванию силовых линий вдоль оси вращения, а затем — к их замыканию и превращению в независимые силовые линии, которые и окружают после этого всю планету. Есть и другие взгляды. Эксперимент призван проверить различные догадки.

Другой важный вопрос связан с влиянием внешних условий. Это тоже трудный орешек. Известно, что Земля и Венера сходны по размерам и внутреннему составу, однако у Земли есть магнитное поле, а у Венеры его нет. Почему? Почему Марс примерно 4 миллиарда лет тому назад потерял свое магнитное поле, которое у него явно существовало прежде? Предстоящий эксперимент может ответить и на все эти вопросы.