Симуляция объяснила «переворот» магнитных полюсов Земли

Симуляция объяснила «переворот» магнитных полюсов Земли

Швейцарские и датские геологи предложили объяснение тому, почему магнитные полюса Земли иногда меняют свое направление. По их мнению, это происходит из-за воздействия динамо-волн внутри ядра нашей планеты. Работа исследователей опубликована в журнале Nature.

Ученым давно известно, что магнитное поле Земли может менять свое направление — такое явление называется инверсией. При инверсии северный магнитный полюс и южный магнитный полюс меняются местами, в то время как географические полюса сохраняют свое положение. Это событие случается довольно редко: согласно исследованиям, последняя длительная инверсия магнитного поля произошла примерно 781 тысячу лет назад. Тем не менее, исследователи не исключают вероятности того, что даже однократное изменение положения магнитных полюсов может нанести вред живым организмам на нашей планете, потому что во время инверсии магнитосфера Земли предположительно ослабевает и поверхность планеты становится уязвимой для космического излучения (однако ученым точно неизвестно,как этот процесс влияет на жизнь на Земле, потому что не установлено сколько длится «переходное» состояние полюсов). Поэтому исследователи стремятся лучше понять причины смены магнитных полюсов Земли.

Инверсия магнитных полюсов, а также само существование геомагнитного поля объясняется эффектом магнитогидродинамического динамо. Согласно современным представлениям ученых, в основе самогенерации магнитного поля лежат процессы, происходящие в недрах нашей планеты. Дело в том, что внутренняя часть ядра Земли твердая, горячая и состоит в основном из железа и никеля, в то время как внешняя его часть наоборот жидкая и, скорее всего, содержит еще и более легкие элементы (среди кандидатов сера, кремний, углерод и другие элементы, но точный состав ядра Земли не известен). Более тяжелые элементы во внешнем ядре склонны «тонуть», в то время как легкие элементы наоборот выталкиваются во внешнюю часть — по мнению ученых, этот процесс, а также перепад температур на границах между внутренним и внешним ядром и ядром и мантией является причиной конвективных движений жидкого вещества во внешнем ядре. На эти движения, в свою очередь, влияют кориолисовы силы вращения Земли и прецессия оси вращения, что вызывает различные «водовороты» в ядре и способствует возникновению электрического тока, который, в свою очередь порождает диполь (северный и южный магнитный полюс).

Несмотря на то, что исследователям известна механика магнитогидродинамического динамо, до сих пор ученым не удавалось создать модель, которая могла бы объяснить инверсию магнитного поля Земли и при этом реалистично воспроизвести все известные нам свойства ее ядра, включая вязкость и теплопроводность. Однако авторы новой работы решили эту проблему, предположив, что в магнитном поле могут возникать динамо-волны. Они рождаются из-за того, что наша планета вращается вокруг своей оси, и создают мощные глобальные возмущения магнитного поля.

Компьютерная симуляция, в которой учитывалось существование динамо-волн, показала, что положение полюсов Земли будет меняться даже когда вязкость и другие свойства ядра будут приближены к реальным значениям. Однако модель исследователей предсказывает, что это должно происходить каждые несколько тысяч лет, в то время как в реальности никакой периодичности в смене полюсов обнаружено не было. Авторы работы подчеркивают, что характеристики ядра Земли, описанные в симуляции, все еще сильно отличаются от наблюдаемых, поэтому модель лишь указывает на то, что динамо-волны могут играть важную роль в инверсии магнитного поля нашей планеты.

Магнитное поле наблюдается не только у планет, но и у звезд, включая наше Солнце. Недавно астрофизики обнаружили расхождения в поведении звезд с общепринятой моделью солнечного динамо. Их работа указывает на то, что отсутствие тахоклина, считавшегося необходимым для работы динамо, не меняет механизма генерации рентгеновского излучения звездами.

Кристина Уласович

N+1

Похожие новости:
Найдена причина разворота магнитного поля Земли
Геофизики из Рочестерского университета Джон Тардуно и Винсент Хар назвали местоположение аномалии, с которой связан намечающийся переворот магнитного поля Земли. Свои выводы американские ученые изложили в колонке издания The Conversation.По их мнению, магнитное поле Земли ослабевает в течение ..
2017-02-09 7214 0 Разное, интересное
0
Потепление сдвинуло географические полюса
Геологами из Университета Техаса было установлено, что наблюдающийся в течение года дрейф географических полюсов вызван стремительным таянием ледников. В частности, речь идет о Гренландском леднике. Краткое описание исследования, опубликованного в журнале Geophysical Research Letters, представлено на страницах ..
2013-05-17 1588 0 Разное, интересное
0
Как хромосомы помогают клетке делиться
Белки на разбегающихся хромосомах помогают перестроить цитоскелетные укрепления, чтобы клетке было проще делиться. Картинки с делящейся клеткой мы все помним из учебника биологии: ядерная оболочка исчезает, хромосомы выстраиваются на экваторе клетки, а потом разбегаются по противоположным полюсам - остаётся только ..
2015-07-15 5673 0 Разное, интересное
1
Астрономы уверены, что Солнце не устроит "конец света" 21 декабря
Астрономы уверены, что 21 декабря 2012 года – день, в который особо мнительные люди ждут конца света — разочарует своей обыденностью. "По крайней мере, Солнце, от которого зависит вся жизнь на Земле, будет вести себя заурядно. Даже ..
2012-11-27 2196 0 Разное, интересное
0
Фрагмент метеорита Челябинскподняли из озера
Фрагмент Челябинского метеорита, упавшего в феврале этого года, подняли со дна озера Чебаркуль. Об этом в среду сообщили российские ученые. [Андрей Кочеров, Центр проектного управления инновациями ЧелГУ]:«Основные характерные особенности – это наличие ударного расплава, структуры метеорита, характерные ..
2013-09-26 1799 0 Разное, интересное
0
Представлены модернизированные четвероногие роботы
Поклонники причудливого на вид робота уже знакомы с четвероногим «Legged Squad Support System», или «LS3», а также известным, как «Big Dog» и с его изобретателем «Boston Dynamics». Вчера, были продемонстрированы два прототипа улучшенной версии «LS3», поэтому для своих поклонников «DARPA» опубликовала свежее ..
2012-09-12 1513 0 Разное, интересное
0
Физика объяснила уникальность человеческого разума
Китайские ученые выяснили, что длина волны биофотонов (сверхслабого света, который излучают клетки) животных короче, чем у человека. Вероятно, именно это свойство, связанное с передачей и обработкой нейронных сигналов, и объясняет высокие интеллектуальные способности Homo sapiens. Об открытии сообщается ..
2016-07-20 2203 0 Разное, интересное
0
Сколково планирует сотрудничество с Китаем
Фонд «Сколково» заинтересован в привлечении крупных китайских компаний в качестве своих ключевых партнеров, заявила российским журналистам в Пекине вице-президент фонда, руководитель департамента по международным отношениям и связям с общественностью Седа Пумпянская. В ходе государственного визита в Китай президента ..
2012-06-9 2160 0 Разное, интересное
5
МЧС: в России глобальное потепление наступает в 2 раза быстрее
Особенно это касается Сибири и субарктических регионов. По данным центра МЧС «Антистихия», созданного для мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций, за последние сто лет темпы глобального потепления в России в полтора-два раза превысили общемировые показатели. Центр «Антистихия» также подготовил прогноз на будущее. Согласно этим ..
2013-03-15 2090 0 Разное, интересное
0
Сестра создателя Facebook оказалась в центре скандала
Семейная фотография гендиректора Facebook Марка Цукерберга стала достоянием общественности из-за запутанных настроек приватности социальной сети. История началась с того, что Рэнди — сестра Цукерберга — разместила в своей ленте снимок, открыв к нему доступ ..
2012-12-27 1578 0 Разное, интересное
0
Фотоснимок Земли одним кадром
Российский спутник «Электро-Л» сделал фотоснимок Земли, который состоит из одного-единствеиного кадра гигантского разрешения, сообщает «The_Anonymous». В отличие от абсолютного большинства спутниковых фотографий нашей планеты, представляющих собой коллаж из сотен, а то и тысяч элементов, «файлы», которые присылает ..
2012-06-14 1888 0 Разное, интересное
0
Ученые услышали «пение» волн в плазмосфере Земли
Исследователи из NASA записали «звуки» плазменных волн с помощью устройств для измерения параметров электрических и магнитных полей EMFISIS, установленных на двух зондах Ван Аллена — космических аппаратах, предназначенных для изучения радиационных поясов Земли. Датчики EMFISIS фиксировали изменения окружающих зонды электрических и магнитных ..
2017-08-02 17045 0 Разное, интересное
0
Роботы способны изучать языки?
Благодаря новым результатам исследователей из Университета Хартфордшира (University of Hertfordshire), опубликованным в «PLoS ONE» стало известно, что в процессе взаимодействия с человеком роботы могут развить основные языковые познания, сообщает «PC-News.info». Доктор Каролин Лион, профессор из «Chrystopher Nehaniv» и доктор ..
2012-06-16 1795 0 Разное, интересное
0
Ученые: ледниковый период должен начаться в 2040 году
Забудьте о глобальном потеплении. По словам некоторых ученых, грядет 250-летний ледниковый период. Российские эксперты по климату считают, что раз в 200 лет солнечная активность временно ослабевает, а Солнце излучает меньше тепла. Исследователи говорят, что «период охлаждения» может привести к снижению средней температуры ..
2013-05-2 1694 0 Разное, интересное
0
На Солнце нашли времена года
Американские ученые обнаружили ранее неизвестный двухлетний цикл солнечной активности (наряду с одиннадцатилетним). Связан он с выходом мощных магнитных полей из глубины на поверхность светила. При наложении двух циклов друг на друга возникают наиболее опасные для Земли солнечные возмущения. ..
2015-04-09 1793 0 Разное, интересное
0