В недрах Земли кипит океан железа: как он меняет магнитное поле планеты

Невидимый щит Земли — её магнитное поле — снова проявляет слабину. Над южной частью Атлантики нарастает область, где защита планеты ослабевает, и эта зона стремительно расширяется. Новое исследование, опубликованное в Physics of the Earth and Planetary Interiors, показало, что Южно-Атлантическая аномалия за последние годы увеличилась почти до половины площади континентальной Европы, вытянувшись в сторону Африки.

Расширяющееся слабое место планеты

С момента начала миссии Swarm Европейского космического агентства в 2013 году учёные наблюдают за поведением магнитного поля Земли с беспрецедентной точностью. С 2014 года стало ясно: Южно-Атлантическая аномалия не только растёт, но и "расползается" на восток. Её ослабление наиболее выражено над Африкой, где скорость изменений выше, чем над Южной Америкой.

"Южно-Атлантическая аномалия — это не просто единый блок", — заявил профессор Крис Финли из Датского технического университета. — "Она развивается по-разному в направлении Африки и Южной Америки. В этом регионе происходит нечто особенное, что вызывает более сильное ослабление поля".

Под границами аномалии магнитное поле опускается до высоты около 200 километров, тогда как в среднем оно простирается на 650 километров. Этот провал в "магнитной броне" создаёт риски для спутников и космических аппаратов: электроника подвергается воздействию солнечных частиц, рентгеновского и ультрафиолетового излучения, что может вызывать сбои и даже полные отключения систем.

Почему это происходит? Исследователи связывают аномалию с колебаниями потоков расплавленного железа во внешнем ядре Земли, которое находится на глубине около 3000 километров. Эти потоки генерируют электрические токи, создающие магнитное поле. Когда направление тока меняется, напряжённость поля может падать или возрастать в отдельных регионах.

Что скрывается под Атлантикой

Финли и его коллеги предположили, что под Южно-Атлантической аномалией существуют области, где магнитные потоки частично возвращаются обратно во внешнее ядро, а не выходят наружу. Такие зоны называются областями обратного магнитного потока.

Можно ли считать их источником ослабления? Да. По наблюдениям, именно они расширяются и перемещаются со временем, особенно в сторону Африки. Это движение нарушает равномерность магнитного поля и способствует развитию аномалии.

"Мы видим, как одна из областей обратного потока сдвигается на запад над Африкой, что и ослабляет Южно-Атлантическую аномалию в этом регионе", — отметил профессор Финли.

Чтобы лучше понять этот процесс, учёные используют данные спутников Swarm, которые фиксируют магнитные сигналы, исходящие не только из недр Земли, но и из океанов. Совмещение этих данных позволяет отслеживать динамику изменений с высокой точностью.

Последствия для спутников и технологий

Магнитное поле служит естественным барьером, защищающим планету от космического излучения. В области аномалии этот щит истончается, и спутники, пролетающие через неё, сталкиваются с повышенной дозой радиации.

Что это значит для современной техники?
— Повышенный риск сбоя электроники и деградации микросхем;
— Сокращение срока службы спутников;
— Возможные нарушения в передаче данных и навигации.

Некоторые аппараты временно выключают чувствительные приборы при пролёте над Южно-Атлантической аномалией, чтобы избежать повреждений. Это решение минимизирует риски, но не устраняет саму проблему — ослабление поля продолжается.

А может ли аномалия повлиять на людей? Для жителей Земли прямой угрозы нет: атмосфера остаётся надёжным щитом. Однако для астронавтов на низкой орбите и операторов спутников связь с этой зоной означает постоянный риск.

Смещение магнитных полюсов

Параллельно с ростом аномалии над Атлантикой, спутники Swarm зафиксировали другие заметные изменения. С 2014 года магнитное поле над Канадой ослабло, а над Сибирью усилилось. Область сильного поля в Канаде уменьшилась на площадь, сопоставимую с территорией Индии, тогда как сибирская — увеличилась до размеров Гренландии.

Эти колебания, по словам исследователей, отражают движение северного магнитного полюса Земли, который за последние десятилетия сместился от Канадского архипелага в сторону России.

Что будет, если смещение продолжится? Если тенденция сохранится, распределение магнитных сил на планете может измениться настолько, что ось магнитного поля будет искажена. Это способно повлиять на радиосвязь, навигацию и даже миграцию животных, ориентирующихся по магнитным линиям.

Земля как живая система

"Поистине замечательно видеть общую картину нашей динамичной Земли", — сказала Аня Стрёмме, руководитель миссии Swarm в Европейском космическом агентстве. — "Все спутники исправны и продолжают предоставлять отличные данные, и мы надеемся продлить наблюдения и после 2030 года".

Исследователи подчеркивают: Южно-Атлантическая аномалия — не катастрофа, а проявление естественной эволюции магнитного поля. Земное ядро постоянно движется, перераспределяя потоки железа, и ослабления поля в одних зонах компенсируются усилением в других.

А что если аномалия продолжит расти? В этом случае учёные смогут наблюдать за редким процессом — постепенным изменением магнитного ландшафта планеты, который, возможно, предвещает будущую перестройку магнитных полюсов. Такие события происходили не раз за миллионы лет, и нынешние данные помогают понять, как именно они развиваются.