Аномалии магнитного поля Земли

Материал из Циклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Attention.pngЭта статья в настоящее время активно дополняется.
Не вносите сюда изменений до тех пор, пока это объявление не будет убрано.
Последняя правка сделана 25 июля 2026 года в 13:04 участником Мурад Зиналиев.
Серия статей
Growing earth.gif
Растущая Земля · Небесные тела, обладающие внутренней активностью · Источник энергии и вещества в центре Земли · Вселенная, как открытая физическая система
Основные термины
Спрединг · Срединно-океанические хребты · Парадокс субдуцирующих слэбов · Возраст коренных пород океанической коры · Ускоренное расширение океанического дна · Вертикальный орогенез · Дегазация и дегидратация земных недр · Миниатюризация мегафауны · Небесные тела, обладающие внутренней активностью · Источник энергии и вещества · Вселенная, как открытая физическая система
Концепция увеличивающейся Земли
Расширяющаяся Земля · Растущая Земля
Феномены, нарушающие принцип сохранения
Феномены, не имеющие удовлетворительного физического объяснения · Феномены нарушающие принцип сохранения энергии и вещества · Вечные двигатели третьего рода
Небесные тела, обладающие внутренней активностью
Звёзды · Планеты · Естественные спутники · Кометы · Квазары
Кризис теории тектоники литосферных плит
Парадокс субдуцирующих слэбов · Ускоренный рост океанического дна · Физическая невозможность процесса циркуляции вещества мантии и процесса субдукции · дегазация и дегидратация земных недр · Палеонтологический парадокс
Известные исследователи
Нил Адамс (Neal Edward Adams) · Блинов · Бурундуков · Дроздов · Зиналиев · Кэри (Carey) · Макслоу (Maxlow) · Ретеюм · Скалера (Scalera) · Харрелл (Hurrell). · Хильгенберг (Hilgenberg) · Череповский · Чудинов · Ярковский

Аномалии магнитного поля Земли — это изученные методами геофизики природные свойства нормального магнитного поля[1] нашей планеты, которые не могут быть объяснены в рамках доминирующей теории генерации нормального магнитного поля во внешнем слое земного ядра (теория магнитогидродинамического динамо). Настоящая статья является оригинальным исследованием — содержит новые эмпирическое данные, гипотезы, интерпретации известных научных феноменов, а также описание способа экспериментальной проверки гипотезы существования источника энергии-вещества в центре небесных тел, обладающих внутренней активностью.[2]

В 2015 году гипотеза формирования нормального геомагнитного поля во внешнем жидком ядре Земли была теоретически опровергнута[3][4][5]. Однако авторы этой революционной работы не смогли предоставить приемлемую альтернативу старой теории, вследствие чего международное научное сообщество проигнорировало результаты этого научного открытия.

С точки зрения теории растущей Земли, аномалии нормального магнитного поля планеты являются составной частью массива научных данных, подтверждающих гипотезу в отношении Вселенной, как открытой физической системы, а также гипотезу о существовании неизвестного современной науке источника энергии и вещества в недрах небесных тел, обладающих внутренней активностью.

Также, по мнению сторонников растущей Земли, такие природные феномены, как нормальное магнитное поле планеты, осцилляция его гравитационного поля и гравитационно-метеорологический парадокс указывают на то, что в центре земного эллипсоида вращения находится область, в которой находится неизвестный современной науке источник энргии и вещества. Диаметр области, который занимает этот источник, соизмерим с меньшим диаметром эллипсоида, ограничивающего область с низкой горизонтальной напряженностью поля (Low horizontal field region) — зоны на поверхности земного шара, где магнитный компас практически перестаёт надёжно определять азимут: слишком маленькие локальные магнитные возмущения вызывают большие ошибки в показаниях компаса, а потому расчёты величины магнитного склонения становятся нестабильными.

Несостоятельность доминирующей модели геодинамо[править]

 → Проблема формирования магнитного поля Земли

Рис. 8. Схема внутреннего строения Земли

Геометрия магнитного поля Земли несовместима с идеей генерации магнитного поля планеты во внешней жидкой части земного ядра. Ошибочные общепринятые на сегодняшний день представления о железоникелевом ядре[6] возникли из понимания того, что плотность доступных для изучения на поверхности Земли горных пород недостаточна для обоснования существующей гравитации, а также того, что металлическое ядро может служить генератором магнитного поля нашей планеты (см. рис. 8).

Свидетельством достижения международным научным сообществом экстремального уровня консерватизма и, как следствие, массовой инертности мышления, является ошибка, допущенная в изображении механизма генерации магнитного поля Земли на рис. 9, который публикуется не одно десятилетие в авторитетных научных журналах[7][8], в энциклопедиях и в научно-популярных статьях[9] — вектора магнитной индукции, генерируемые конвекционными потоками (завихрениями) электронов в нижней части схемы земного ядра, в нарушение правила буравчика, направлены вниз. Тогда как, генерируемый ими поток магнитной индукции должен быть направлен в противоположную строну (вверх), в результате чего геометрия потоков векторов магнитной индукции должна существенно исказится.[2]

Если исправить допущенную ошибку, то может показаться, что представленные на схеме завихрения потоков электронов во внешнем земном ядре, должны сформировать нормальное магнитное поле нашей планеты с Северным и Южным магнитными полюсами.

Однако взаимодействие, например, двух источников магнитных полей приводит к формированию магнитного поля сложной конфигурации (см. рис. 10). Поэтому, во-первых, каждое завихрение постоянного тока во внешней части земного ядра должно приводить к появлению отдельной пары магнитных полюсов, а количество таких пар должно быть равно количеству столбов завихрений в жидкой части земного ядра (см. рис. 11), а во-вторых, картина магнитного поля Земли, например, в Арктике представляла бы из себя абсурдное множество северных магнитных полюсов (по количеству столбов завихрений в жидкой части земного ядра) размещённых по окружности. Их силовые линии, исходящие из этой окружности формировали бы Южный магнитный полюс (см. рис. 11). Противоположная, но в той же степени абсурдная картина размещения комплекса южных полюсов с Северным магнитным полюсом в центре, наблюдалась бы в Антарктике.

Рис. 9. Общепринятые взгляды на магнитное геодинамо.
Рис. 10. Схема взаимодействия потоков векторов магнитной индукции двух постоянных магнитов.
Рис. 11. Схема взаимодействия магнитных полей двух соленоидов.
Рис. 12. Геометрия силовых линий магнитного поля Земли по версии Европейского космического агентства.

На схеме магнитного поля Земли, размещённого на сайте Европейского космического агентства (см. рис. 12) также содержится грубая ошибка — силовые магнитные линии в точках магнитных полюсов не имеют перпендикулярной ориентации относительно горизонтальных плоскостей, размещённых в точке Южного и Северного магнитных полюсов (должны быть перпендикулярны к плоскости поверхности, в которых размещены магнитные полюса). Кроме того, отсутствует изображение магнитных силовых линий, которые входят в поверхность планеты и выходят из под неё под углом 0<α<90° к горизонтальной плоскости поверхности на широтах от Северного и Южного географических полюсов до экватора.

Гипотеза формирования глобального магнитного поля во внешнем жидком ядре была окончательно опровергнута теоретически ещё в 2015 году[3][10][11][12][13]. Авторам этой революционной работы удалось смоделировать условия, когда электрон-электронное рассеяние в ϵ-Fe[14][15] демонстрирует почти идеальное поведение ферми-жидкости (FL), которая способна обеспечить генерацию нормального магнитного поля планеты[16]. Вместе с тем, авторы новой гипотезы не смогли выйти за рамки доминирующей геофизической парадигмы и «поместили» новый механизм генерации нормального поля планеты во внутренней твёрдой части земного ядра.

Виды магнитных аномалий[править]

Исследование нормального магнитного поля[1] Земли выявило ряд основных физических свойств нормального геомагнитного поля, некоторые из которых содержат в своём названии существительное аномалия, но большинство из них, хоть и не признаны таковыми, не имеют чёткого физического объяснения механизма их формирования:

  1. Северный и Южный магнитные полюса,
  2. двойственность магнитных полюсов Земли,
  3. мировые магнитные аномалии,
  4. смещение магнитных полюсов Земли,
  5. Монопольный характер магнитных полюсов Земли,
  6. инверсии магнитного поля Земли,
  7. геомагнитные вековые вариации,
  8. геомагнитный рывок.

Северный и Южный магнитные полюса[править]

Реальная геометрия магнитного поля Земли определяет:

  1. выход силовых магнитных линий, направленных перпендикулярно поверхности планеты, в географических точках Южного и Северного магнитных полюсов (см. рис. 6);
  2. распределение углов наклонения потока векторов магнитной индукции на всей остальной части земного шара (см. рис. 7);
  3. мировые магнитные аномалии (не путать с магнитными аномалиями, связанными с залежами железной руды), представляющие из себя обширные зоны округлой формы (см. рис. 6), в которых наблюдается необъяснимое снижение (отрицательная ММА) или повышение (положительная ММА) напряжённости магнитного поля[17].

Факт того, что магнитные полюса представляют из себя географические точки на поверхности планеты был подтверждён в ходе антарктической экспедиции 2019–2020 года Военно-морского флота РФ при поддержке Русского географического общества. В процессе исследований был задействован комплекс высокоточных измерительных приборов (модульные протонные дифференциальные магнитометры, векторные трёхкомпонентные феррозондовые магнитометры, судовой компас), при помощи которого были определены, по состоянию на 2020 год, географические координаты 64°5′ ю.ш. и 135°48′ в.д. Южного магнитного полюса с погрешностью ±5 км (см. рис. 8)[18].

Рис. 6. Карта реального распределения направлений потока векторов магнитной индукции (склонения) магнитного поля Земли по состоянию на 2024 года.
Рис. 7. Карта реальной геометрии наклонения (угла между направлением силовых линий магнитного поля Земли и горизонтальной плоскостью) силовых линий магнитного поля Земли по состоянию на 2024 год.
Рис. 8. Географические координаты Южного магнитного полюса 64°5′ ю.ш. и 135°48′ в.д. были определены в 2020 году.
Рис. 9. Схема магнитосферы Земли. Предоставлено: NASA.

Особенности Южного и Северного магнитных полюсов, а также ММА (мировых магнитных аномалий) говорят о том, что они представляют из себя недипольную часть нормального геомагнитного поля и имеют общий источник в центре земного эллипсоида — потоки векторов магнитной индукции Южного и Северного магнитных полей, соответственно, исходят и входят в эту область независимо друг от друга. При этом, отсутствует ответ на вопрос об источнике энергии нормального магнитного поля Земли — нарушается принцип сохранения энергии.

Двойственность магнитных полюсов Земли[править]

Замалчиваемая учебниками географии и средствами массовой информации природный феномен двойственности магнитных полюсов Земли выражается в том, что вблизи магнитных полюсов находятся дополнительные противоположные магнитные полюса под названием Южный географический полюс и Северный географический полюс (см. рис. 10)[19] — обстоятельство, которое не вписывается в доминирующую теорию геомагнетизма.

Изображение 1
Изображение 2
Рис. 10. Карта магнитного поля Земли 2025 года, на которой показано положение Северных географического (60 тыс. нТл) и магнитного (-60 тыс. нТл) полюсов (изображение слева, там же видна Канадская ММА), а также положение Южных географического (-40 тыс. нТл.) и магнитного (20 тыс. нТл.) полюсов (справа).

Далее по тексту, магнитные полюса нормального магнитного поля планеты, находящиеся в точках географических полюсов будут называться «географические магнитные полюса».

Характер потока векторов магнитной индукции Южного и Северного магнитных полюсов и их двойников совпадает по некоторым свойствам:

  1. оси, вдоль которых направлены потоки векторов магнитной индукции сходятся в центре земного эллипсоида,
  2. магнитные меридианы соединяют попарно противоположные магнитные полюса, противоположные географитческие магнитные полюса, а также рядом расположенные магнитные и географические магнитные полюса,
  3. сложная геометрия меридианов магнитных и магнитных географических полюсов дополнительно деформируются под воздействием мировых магнитных аномалий (см. рис. 10).[19][17]

Вместе с тем, существуют различия между магнитными и географическими полюсами:

  • два географических полюса неподвижны и представляют из себя единый диполь: исходят из общего центра земного эллипсоида и имеют противоположную ориентацию,
  • два магнитных полюса, напротив, (см. раздел ниже «Смещение магнитных полюсов Земли») представляют из себя монополи: перемещаются постоянно и независимо друг относительно друга, хотя и исходят из общего центра земного эллипсоида, но не находятся на одной оси друг с другом (см. разделе ниже "Монопольный характер магнитных полюсов и ММА").[19][17]

Мировые магнитные аномалии[править]

Рис. 11. Карта магнитных склонений магнитного поля Земли (2025 год), на которой показано расположение Южного и Северного магнитных полюсов, а также двух мировых магнитных аномалий: Канадской и Бразильской ММА.

Мировые магнитные аномалии (ММА) – области на поверхности Земли, в которых величина или направление вектора геомагнитного поля существенно отличается от значений в соседних областях, но не зависит от строения земной коры, магнитных характеристик пород литосферы и мантии. Аномалия может быть положительной (когда вертикальная составляющая напряжённости нормального магнитного поля потока векторов магнитной индукции совпадает по направленности с таковой у нормального поля) и отрицательной (в противоположном случае). Протяженность ММА от нескольких тысяч до десятков тысяч километров, по форме они близки к изометричным. Количество ММА меняется со временем. Их центры определяются по экстремальным значениям вертикальной составляющей нормального магнитного поля Земли и по прохождению через нуль горизонтальной составляющей. [17]

Обнаружены и хорошо изучены следующие свойства ММА:

  1. геометрия магнитного потока мировых магнитных аномалий не зависит от строения земной коры, а их интенсивность не соответствует магнитным характеристикам пород литосферы и мантии,
  2. ММА постоянно меняют свою напряженность и перемещаются,
  3. интенсивность мировых аномалий с высотой (расстоянием магнитной съемки от поверхности Земли) убывает незначительно, что, в сочетании с тем фактом, что их оси сходятся в единую область, указывает на расположение источников этих аномалий в центре земного эллипсоида,
  4. ММА с противоположными полюсами не находятся на одной оси,
  5. количество ММА может принимать как чётное, так и нечётное число,
  6. обнаружен «западный дрейф» ММА, т.е. смещение изолиний ММА к западу, что означает существование общего их источника,
  7. суммарная амплитуда вековых вариаций направления геомагнитного поля закономерно растёт по мере приближения к эпицентрам положительных ММА в интервале времени 0-10 тысяч лет назад, эта зависимость «ослабевает» для более раннего интервала времени 10-100 тысяч лет назад и вовсе исчезает в интервале 0,1-0,7 млн. лет назад.[17][19]

Исходя из выше изложенного, можно утверждать, что существует единый источник ММА расположенный в центре Земли[20].

На рисунках 8, 9 представлены карты, на которых показано расположение географических и магнитных полюсов, а также ММА (данные 2025 года):

  1. Северный географический полюс, имеющий отрицательную напряжённость поля около −60 тыс. нТл,
  2. Северный магнитный полюс, имеющий положительную напряжённость поля около 60 тыс. нТл,
  3. Канадская ММА, с положительной напряжённостью поля около 25 тыс. нТл,
  4. Бразильская ММА, с отрицательной напряжённостью поля около −20 тыс. нТл,
  5. Южный географический полюс, с отрицательной напряжённостью поля около −40 тыс. нТл,
  6. Южный магнитный полюс, имеющий положительную напряжённость поля около 20 тыс. нТл.[21]

Свойства ММА указывают на наличие у них единого с Южным и Северным магнитными полюсами источника неизвестной природы, который генерирует однополярные потоки векторов магнитной индукции. Современная наука не располагает необходимыми знаниями для того, чтобы идентифицировать физический процесс, который мог бы обеспечить реализацию необходимого для этого процесса в недрах Земли.[17][19]

Монопольный характер магнитных полюсов и ММА[править]

Особенности Южного и Северного магнитных полюсов, а также ММА (мировых магнитных аномалий) говорят о том, что они представляют собой монопольную часть нормального геомагнитного поля[1] и отражают характер неизвестного современной науке механизма формирования нормального магнитного поля планеты.[2] Основанием для такого вывода служат следующие факты:

  1. характеристики магнитных полюсов и мировых магнитных аномалий не зависят от строения земной коры, а их интенсивность не соответствует магнитным характеристикам пород литосферы и мантии,
  2. интенсивность магнитных полюсов и мировых аномалий с высотой (расстоянием магнитной съёмки от поверхности Земли) убывает незначительно, что указывает на глубинное расположение источников этих аномалий — пересекаются в центре земного эллипсоида,
  3. количество ММА меняется со временем и образует как чётное, так и не чётное количество,
  4. несмотря на то, что ориентация потоков векторов магнитной индукции магнитных полюсов и ММА направлена в общую область, расположенную в центре земного эллипсоида, тем не менее, противоположные магнитные полюса и ММА не только не находятся на одной оси, но и дрейфуют по поверхности планеты независимо друг от друга,
  5. обнаружен «западный дрейф» ММА, т.е. смещение изолиний ММА к западу, что отражает процессы, связанные с единым источником неизвестной природы.[17][19]

Геофизики официально признают наличие как дипольной, так и монопольной частей нормального магнитного поля[1] планеты[22]. Однако при этом, к монопольной части относят лишь ММА, классифицируя магнитные полюса планеты как диполь[17]. При этом, географические полюса, которые, по сути, являются магнитными полюсами одного диполя, сформировавшегося в результате вращения планеты, не имеют внятного объяснения.[17][19]

Склонения и наклонения геомагнитного поля планеты в основном определяются геомагнитными полюсами. Направление и интенсивность магнитного поля меняются со временем. За последние два столетия напряжённость магнитного поля уменьшалась со скоростью около 6,3% в столетие. При такой скорости снижения поле достигнет нуля примерно через 1600 лет. Эта тенденция находится вблизи среднего значения последних 7 тысяч лет, и нынешние темпы изменений не являются необычными.[23][24]

Характерной особенностью монопольной части векового отклонения является дрейф в западном направлении со скоростью около 0,2 градуса в год. Этот дрейф не везде одинаков и менялся с течением времени. Усреднённый по всему миру дрейф был на восток — примерно с 1000 до 1400 г.г. н. э., а затем — на запад, вплоть до настоящего времени.[23][24]

Смещение магнитных полюсов Земли[править]

Рис. 12. Схема дрейфа Южного магнитного полюса. За последние 100 лет магнитный полюс Южного полушария переместился почти на 900 км и вышел в Южный океан.
Рис. 13. Схема дрейфа Северного магнитного полюса. Скорость дрейфа увеличивается: с 1973 по 1984 год его пробег составил 120 км, с 1984 по 1994 год — более 150 км.

Смещение магнитных полюсов Земли — одно из основных свойств нормального магнитного поля Земли, которое выражается в непрерывном и независимом друг от друга дрейфе Южного и Северного магнитных полюсов по поверхности планеты. Процесс смещения магнитных полюсов Земли не находит своего объяснения в рамках доминирующего научного мировоззрения, которое предполагает существования механизма генерации нормального магнитного поля планеты во внешнем слое земного ядра.

Смещение магнитных полюсов регистрируется с 1885 года. За последние 100 лет магнитный полюс Южного полушария переместился почти на 900 км и вышел в Южный океан (см. рис. 12). Положение Северного магнитного полюса было впервые зафиксировано в 1831 году в канадской Арктике (см. рис. 13). Новейшие данные по состоянию арктического магнитного полюса показали, что с 1973 по 1984 год его пробег составил 120 км, с 1984 по 1994 год — более 150 км. Скорость его перемещения увеличилась с 15 км в год в 2000 году до 55 км в год в 2019 году. К 2019 году полюс сместился уже более чем на 2300 км в сторону географического Северного полюса (см. рис. 13) и продолжает двигаться с ускорением.

Такой быстрый дрейф приводит к необходимости более частой корректировки навигационных систем, использующих нормальное магнитное поле Земли, например, в компасах в смартфонах или в резервных системах навигации кораблей и самолётов.[25][21]

Инверсии нормального магнитного поля Земли[править]

Рис. 14. Глобальная шкала времени изменения полярности за последние 160 млн лет[26]. Тёмные области — полярность соответствующая сегодняшней полярности нормального геомагнитного поля. Светлые области — противоположная полярность. Меловой Нормальный суперхрон виден как широкая, непрерывная чёрная полоса.

Геомагнитный разворот (инверсия магнитного поля Земли) — необъяснимое с точки зрения доминирующей теории генерации нормального магнитного поля во внешнем слое земного ядра изменение нормального магнитного поля[1] планеты, при котором положение северного магнитного полюса меняется местами с южным магнитным полюсом. Периоды времени между геомагнитными разворотами называются хронами.

В самом начале ХХ века французский геофизик Бернард Брюнш (Antoine Joseph Bernard Brunhes) впервые описал изменчивость направления намагниченности вулканических пород. Первая оценка времени магнитных инверсий была сделана японским геофизиком Мотонори Матуямой (Motonori Matuyama) в 1920-х годах. Дальнейшие исследования остаточной намагниченности привели исследователей к выводу о неоднократных инверсиях магнитного поля Земли, зафиксированных в полосовых магнитных аномалиях океанической коры, параллельных осям срединных океанических хребтов.[27][28]

1950-х годах важный вклад в сборе и систематизации данных внесли американские геофизики Аллан Кокс (Allan Verne Cox) и Ричард Доулл (Richard Doell) из Геологической службы США, геологами Доном Тарлингом (Don Tarling) и Яном Макдугаллом (Ian McDougall) из Австралийского национального университета, группа под руководством геолога Нила Опдайка (Neil D. Opdyke) из геологической обсерватории Ламонт-Доэрти, США.[27][28]

В 1960-х годах английские морские геологи и геофизики Фредерик Вайн (Frederick John Vine) и Драммонд Мэттьюс (Drummond Hoyle Matthews), американский геолог Гарри Гесса (Harry Hammond Hess), канадский геофизик Лоуренс Морли (Lawrence Whitaker Morley) и американский геолог Брент Далримпл (Gary Brent Dalrymple) создали первую шкалу времени магнитной полярности.. Теория Морли-Вайна-Мэтью была первым ключевым научным испытанием теории распространения морского дна при континентальном дрейфе. Начиная с 1966 года, учёные Геологической обсерватории Ламонт-Доэрти (Lamont–Doherty Earth Observatory) обнаружили, что магнитные профили Южно-Тихоокеанского поднятия были подобны Срединно-Атлантическому хребту. Такие же магнитные аномалии были обнаружены в большинстве мировых океанов, что позволило оценить, когда образовалась большая часть океанической коры.[27][28]

Случаи разворота статистически случайны. За последние 83 миллиона лет произошло 183 разворота. Последний разворот Брюнса – Матуямы произошёл 780 000 лет назад.[29] Продолжительность полного обращения колеблется от 2000-12000 лет[30] до 70000 лет[31].

Геомагнитные вековые вариации[править]

Рис. 15. Анимация изменений расчётных контуров склонения по годам, с 1590 по 1990 год.

Геомагнитные вековые вариации представляют из себя изменения геометрии и напряжённости нормального магнитного поля[1] Земли в масштабе времени около года или более (см. рис. 15).[23] Феномен вековых вариаций необъясним с позиций теории генерации нормального магнитного поля планеты во внешнем слое земного ядра.

Хотя периодичность этих вариаций все еще изучается, некоторые из них более или менее установлены. Например, сообщалось о вариациях с периодами 60–80, 500, 2000, 5000 лет и более. Геомагнитные вековые вариации рассчитываются как разница между напряженностью поля в конечный и начальный моменты рассматриваемого периода, деленная на количество лет в этом периоде, следующим образом:

Fsv = (Fi − Fi + n) n−1

где Fsv — вековое изменение, Fi — начальный год периода, Fi + n — последний год периода, а n — количество лет в периоде.[32]

Данные геомагнитных обсерваторий являются наиболее надежным источником информации об изменениях нормального магнитного поля Земли, и они показывают, что в Северном полушарии напряженность нормального геомагнитного поля уменьшается в Северной Америке (рис. 16 А) и слабо увеличивается в Европе и в Азиии (рис. 16 Б). Более того, наземные измерения также показывают, что нормальное магнитное поле Южного полушария (рис. 17 А) ослабевает гораздо быстрее, чем Северного (рис. 16 А).[32]

С середины 1990-х годов тенденция к снижению геомагнитного поля Южного полушария «замедлилась» (рис. 17). Это очень заметно в центральной и восточной Антарктиде и прилегающих территориях (рис. 17 В).

Рис. 16. Изменения напряженности нормального геомагнитного поля[1] ( F ) Северного полушария, зарегистрированные в различных геомагнитных обсерваториях в течение XX и XXI веков: (A) в Северной Америке и (B) в Европе и Азии.
Рис. 17. Изменения напряженности нормального геомагнитного поля[1] Южного полушария ( F ) в течение XX и XXI веков, полученные по данным отдельных геомагнитных обсерваторий: (A) в Западной Антарктиде, Южной Америке и (B) в Центральной и Восточной Антарктиде и прилегающих территориях.

Данные геомагнитных обсерваторий показывают, что в период 1957–2010 гг. напряженность поля на западном побережье Антарктиды снижалась быстрее (рис. 17 А), особенно в обсерватории AIA[33][34][35]. Уменьшение напряженности поля происходит медленнее в обсерваториях, расположенных в центре Бразильской аномалии и на геомагнитном полюсе, по сравнению с другими обсерваториями за тот же период (например, VSS[36] и DRV[37] на рис. 17 А). Положительные тренды напряженности поля, начиная с 1990-х годов, наблюдаются в обсерваториях в Индийском океане (PAF[38], TAN[39], CZT[40] и AMS[41] на рис. 17 В).[32]

Следовательно, различные регионы Антарктического континента имеют разную динамику магнитного поля, причем ослабление поля происходит гораздо быстрее в западных регионах, чем в центральных и восточных. С 1920 года в западной Антарктиде был обнаружен отрицательный очаг вековых геомагнитных вариаций (рис. 18), что объясняет быстрое снижение интенсивности поля, отмеченное в магнитной обсерватории AIA[33].[32] Анализ декадных карт, основанный на данных модели IGRF (рис. 18), показывает существование трех основных периодов в геомагнитных вековых вариациях: (I) до 1940-х годов; (II) с середины 1940-х до 1970-х годов; и (III) с середины 1970-х годов по настоящее время [42].

Рис. 18. Карты вековых вариаций нормального геомагнитного поля[1] по модели IGRF-12 для каждого десятилетия периода 1900–2010 гг.

Первый период характеризуется доминированием нескольких основных фокусов (т. е. областей с максимальными изменениями поля) на картах вековых вариаций. Во время второго периода появляются множественные фокусы, которые имеют тенденцию снова группироваться в несколько основных с 1970-х годов, т. е. в течение третьего периода. Фокусы в вековых вариациях возникают и исчезают в течение периода около 60 лет.[32]

В течение 100 лет дипольный момент уменьшился на 6,5%, с 8,32 × 1022 А м2 в 1900 году до 7,78 × 1022 А м2 в 2000 году. В то же время квадрупольные и октупольные компоненты поля увеличились на 95% и 74% соответственно, что может быть свидетельством приближающейся смены полярности.[32]

Рис. 19. Анимация показывает развитие Южно-Атлантической аномалии с 2014 по 2020 год на основе данных, собранных спутниковой группировкой Swarm.
Рис. 20. Сила аксиально-дипольной составляющей нормального магнитного поля[1] Земли с 1600 по 2020 г. по трём моделям.

Геомагнитный рывок[править]

Рис. 21. Художественное изображение космических аппаратов научно-исследовательской программы Swarm (Рой) по изучению нормального магнитного поля[1] Земли. Swarm представляет собой группировку из четырёх спутников (в марте 2018 года миссия CASSIOPE/ e-POP была официально включена в созвездие Swarm в качестве четвертого элемента (Swarm-E) в рамках Программы миссии третьей стороны Earthnet ESA.), изначально вращающихся на двух различных околополярных орбитах на высоте 460 и 530 км.[43]

В геофизике геомагнитным рывком или вековым изменением геомагнитного импульса называется относительно внезапное изменение напряжённости нормального магнитного поля[1] планеты, математическое описание которого имеет ненулевую третью производную — природное явление, которое не имеет под собой удовлетворительного физического объяснения с позиции концепции генерации нормального магнитного поля планеты во внешнем жидком ядре планеты.[44][45]

Название «рывок» было заимствовано из кинематики, где оно означает скорость изменения ускорения тела, то есть третью производную его положения по времени (ускорение является второй производной), или, более конкретно, внезапный и кратковременный всплеск или падение этой скорости.[44]

Геомагнитные рывки были отмечены Винсентом Кортийо и Жаном-Луи Муэлем в 1976 году. Самые явные, наблюдаемые во всем мире, произошли в 1969, 1978, 1991 и 1999 годах. Данные до 1969 года более скудны, но есть свидетельства других глобальных рывков в 1901, 1913 и 1925 годах. В 1932, 1949, 1958, 1986 и 2003 годах были зафиксированные отдельные геомагнитные рывки в некоторых частях мира. Считается, что эти события происходят внутри Земли (а не вследствие внешних воздействий, таких как солнечный ветер).[44][45]

Учитывая, что наземные магнитные обсерватории построены на суше, информация об этих рывках была неполной, поскольку океан, конечно, покрывает 70% поверхности Земли. Но благодаря четырём (в марте 2018 года миссия CASSIOPE/ e-POP была официально включена в созвездие Swarm в качестве четвертого элемента Swarm-E в рамках программы миссии Earthnet ESA.)[43] спутникам Swarm ЕSА, которые измеряют изменения нормального магнитного поля Земли из космоса, ученые теперь могут изучать глобальную структуру геомагнитных рывков.[44]

Рывки происходят через нерегулярные интервалы, в среднем примерно раз в 10 лет[44]. В период между рывками каждая компонента поля в определенном месте изменяется со временем t, примерно, как фиксированный полином второй степени v(t)= At2 + Bt + C . Геомагнитный рывок представляет собой относительно внезапное изменение (растянутое на период от нескольких месяцев до пары лет) коэффициентов B и C и коэффициента v′′(t)= 2A (константа любой параболы)[46].

Сила каждого рывка варьируется от места к месту, причём рывки затрагивают только отдельные регионы. Например, рывок 1949 года явно наблюдался Тусонской магнитной обсерваторией (Tucson Magnetic Observatory, США, 32,1745° с. ш., 110,7337° з. д.), но не был замечен Национальной магнитной обсерваторией в Шамбон-ля-Форе (Observatoire Magnétique National du Chambon-la-Forêt, Европа, 48°04′09″ с. ш. 2°17′56″ в. д.). Более того, глобальные рывки не только происходят в разное время в разных регионах; но и чаще в Северном полушарии, чем в Южном.[44]

Считается, что эти события вызваны изменениями характера потока внешнего слоя ядра Земли. Например, гидромагнитными волнами. Авторы статьи, в которой изложен отчёт о результатах численного моделирования динамики вращающегося тела, заявили об успешно воспроизведенных характеристиках хорошо документированных рывков. В этом моделировании рывки вызваны альвеновскими волнами, испускаемыми внутри внешнего слоя ядра и фокусирующимися на границе раздела с мантией.[45][44][47]

Рис. 22. Рис. 18. Функция скорости изменения вертикальной составляющей нормального магнитного поля в обсерватории Гонолулу на Гавайях (синий) и миссии Swarm ЕКА (красный). Внезапные изменения наклона указывают на геомагнитные рывки.
Рис. 23. Результаты численного моделирования геомагнитных рывков, в рамках концепции распространения быстрых гидромагнитных волн во внешней жидкой части земного ядра.

Оторванность представленного численного моделирования от физики земных недр заключается в гипотезе загадочного процесса прибытия локализованных пакетов волн Альвена — процесс, который подразумевает, что вещество внешнего слоя земного ядра, по неизвестным причинам, находится в плазменном состоянии. Природу такой аномалии авторы обсуждаемой статьи объясняют ещё более загадочными и в той же самой мере физически не обоснованными "внезапными выбросами плавучести внутри ядра". А сам механизм генерации магнитных рывков, авторы статьи описывают как результат «индуцированного изменений ускорения магнитного поля» — которое должно проявляться в виде резких скачков напряжённости нормального магнитного поля с двух противоположных сторон поверхности планеты (диполярная природа магнетизма), что не соответствует реальной природе геомагнитных рывков — скачки напряжённости нормального магнитного поля происходит лишь на одной стороне поверхности планеты (монополярная природа геомагнетизма).

Кроме того, красочная картинка результатов численного моделирования не совместима с общепринятыми взглядами на процесс формирования нормального магнитного поля нашей планеты во внешнем жидком слое земного ядра (см. рис. 23 и рис. 9).

Современная наука не способна объяснить природу указанного феномена, опираясь на известные физические свойства материи и не входя в противоречие с МГД-теорией формирования нормального магнитного поля Земли.

См. также[править]

Источники[править]

  1. ↑ 1,00 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,07 1,08 1,09 1,10 1,11 Главным, основным или нормальным магнитным полем называется та часть магнитного поля планеты, которая генерируется глубоко в недрах Земли, и в количественном соотношении составляет, по разным оценкам, 90-95% от от величины индукции, наблюдаемой на поверхности земного шара
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 Зиналиев М. Теория растущей Земли. К решению проблемы источника энергии и вещества // Уральский геологический журнал. — 2025. — № 1 (163). — С. 3—63.
  3. ↑ 3,0 3,1 Юшков К. Ученые НИТУ «МИСиС» доказали несостоятельность классической теории строения Земли // Блог компании Университета МИСИС. 2016.
  4. ↑ Zhang P., Cohen R., Haule K. Effects of electron correlations on transport properties of iron at Earth’s core conditions // Nature. — 2015. — № 517. — С. 605–607. https://doi.org/10.1038/nature14090
  5. ↑ Zhang, P., Cohen, R. & Haule, K. Retraction Note: Effects of electron correlations on transport properties of iron at Earth’s core conditions // Nature. — 2016. — № 536. — С. 112 . https://doi.org/10.1038/nature17648
  6. ↑ Gregersen Erik. The Inner Solar System: The Sun, Mercury, Venus, Earth, and Mars. — NY: The Rosen Publishing Group, 2010. — 245 с.
  7. ↑ How does the Earth’s core generate a magnetic field? // USGS Press release. — Архивировано: 07.04.2025.
  8. ↑ Glatzmaier G. Earth’s Magnetosphere: Protecting Our Planet from Harmful Space Energy // NASA Science Editorial Team.. — Архивировано: 30.06.2026.
  9. ↑ Agard S. 3 main layers of planet Earth: Here’s everything you need to know // InterestingEngineering Website. — 2023.
  10. ↑ Pozzo M., Davies C. J., Alfè D. Towards reconciling experimental and computational determinations of Earth’s core thermal conductivity // Earth and Planetary Science Letters. — 2022. — Volume 584. — P. 117466. doi: https://doi.org/10.1016/j.epsl.2022.117466.
  11. ↑ Zhang P., Cohen R., Haule K. Effects of electron correlations on transport properties of iron at Earth’s core conditions // Nature. — 2015. — № 517. — С. 605—607. https://doi.org/10.1038/nature14090.
  12. ↑ Zhang P., Cohen R., Haule K. Retraction Note: Effects of electron correlations on transport properties of iron at Earth’s core conditions // Nature. — 2016. — № 536. — С. 112 . https://doi.org/10.1038/nature17648.
  13. ↑ Pourovskii L. V. , Mravlje J., Georges A., Simak S. I., Abrikosov I. A. Electron-electron scattering and thermal conductivity of epsilon-iron at Earth’s core conditions // New Journal of Physics. — 2017. — V. 1. — P. . — doi: 10.1088/1367-2630/aa76c9.
  14. ↑ Эпсилон-железо (ϵ-Fe), или гексаферрум — форма железа, которая, по мнению учёных, преобладает в ядре Земли
  15. ↑ Dewaele A., Amadon B. et al. Synthesis of Single Crystals of 𝜀-Iron and Direct Measurements of Its Elastic Constants // Physical Review Letters. — 2023. — V. 131. — Pp. 034101. — doi: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.034101
  16. ↑ Pourovskii L. V. , Mravlje J., Georges A., Simak S. I., Abrikosov I. A. Electron–electron scattering and thermal conductivity of epsilon-iron at Earth's core conditions // New Journal of Physics. — 2017. — V. 1. — P. . — doi: 10.1088/1367-2630/aa76c9.
  17. ↑ 17,0 17,1 17,2 17,3 17,4 17,5 17,6 17,7 17,8 Печерский Д. М. Петромагнетизм и палеомагнетизм: справочное пособие для специалистов из смежных областей науки. // М.: Наука. — 1985. — 128 с.
  18. ↑ Лыгин И. В. Инструментальное определение положения Южного магнитного полюса Земли в кругосветной антарктической экспедиции на ОИС ВМФ «Адмирал Владимирский» // Физика Земли. — 2022. — № 2. — С. 27–40. — doi: 10.31857/S0002333722020065. — Архивировано: 13.07.2026
  19. ↑ 19,0 19,1 19,2 19,3 19,4 19,5 19,6 Яновский Б. М. Земной магнетизм. — Ленинград: ЛГУ, 1978. — 64-65 c.
  20. ↑ Зиналиев М. К решению палеонтологического парадокса (на англ.) // The European Journal of Technical and Natural Sciences. —- ) 2017. — № 5. —С. 15-37
  21. ↑ 21,0 21,1 NCEI. Wandering of the Geomagnetic Poles. Website NOAA. — Архивировано: 08.07.2026.
  22. ↑ de Oliveira W.P. et al. Long-term persistency of a strong non-dipole field in the South Atlantic. // Nature Communication. —2024. — №15. — P. 9447. https://doi.org/10.1038/s41467-024-53688-2. — Архивировано: 12.11.2024.
  23. ↑ 23,0 23,1 23,2 Merrill R. T., McElhinny M. W., McFadden, P. L. The Magnetic Field of the Earth: Paleomagnetism, the Core, and the Deep Mantle // Academic Press. — 1996. — 531 c.
  24. ↑ 24,0 24,1 Secular variation // Natural Resources Canada. — 2017.
  25. ↑ Newitt L. R., Chulliat A., Orgeval J. -J. Location of the North Magnetic Pole in April 2007 // Earth, Planets and Space. — 2009. — V. 61(6). — P. 703–710.
  26. ↑ Lucas S.G. Magnetostratigraphy / Encyclopedia of Geology // Earth Systems and Environmental Sciences. 2005. P. 331-335. DOI: 10.1016/B0-12-369396-9/00061-7.
  27. ↑ 27,0 27,1 27,2 Cox A. Plate tectonics and geomagnetic reversal // San Francisco, California: W. H. Freeman. — 1973. — P. 138–145, 222–228. — ISBN 0-7167-0258-4. — Архивировано: 13.09.2012
  28. ↑ 28,0 28,1 28,2 Glen W. The Road to Jaramillo: Critical Years of the Revolution in Earth Science // Stanford University Press. — 1982. — ISBN 0-8047-1119-4. — Архивировано: 29.05.2015
  29. ↑ Johnson S. K. The last magnetic pole flip saw 22,000 years of weirdness – When the Earth's magnetic poles trade places, they take a while to get sorted // Ars Technica. — 2019. — Архивировано: 14.02.2026.
  30. ↑ Glatzmaier G. A., Coe R. S. Magnetic Polarity Reversals in the Core // Treatise on Geophysics. — 2015. — P. 279–295. — DOI: 10.1016/b978-0-444-53802-4.00146-9. — ISBN 978-0-444-53803-1.
  31. ↑ Yamamoto Y. et al. Extraordinarily long duration of Eocene geomagnetic polarity reversals // Communications Earth & Environment. — 2026. — doi:10.1038/s43247-026-03205-8. — ISSN 2662-4435. — Архивировано: 20.01.2026.
  32. ↑ 32,0 32,1 32,2 32,3 32,4 32,5 Kilifarska N. A., Bakhmutov V. G., Melnyk G. V. The Hidden Link between Earth's Magnetic Field and Climate. — Elsevier, 2020. — 215 p. — ISBN 978-0-12-819346-4. — Архивировано: 15.04.2024.
  33. ↑ 33,0 33,1 Обсерватория Аргентинских островов (база Академика Вернадского) (AIA) создана в 1957 году. Расположена: Антарктида (Украина)
  34. ↑ Bakhmutov М. The connection between geomagnetic secular variation and long-range development of climate changes for the last 13,000 years: the data from NNE Europe // Quaternary International. — 2006. — V. 149, I. 1. — P. 4-11
  35. ↑ Melnyk G., Bakhmutov V., Shenderovska O. Antarctic geomagnetic field changes in the last century // Ukrainian Antarctic Journal. — (2014). — № 13. — С. 75-80. https://doi.org/10.33275/1727-7485.13.2014.214
  36. ↑ Магнитная обсерватория Вассураса (VSS) создана в 1915 году. Участница INTERMAGNET. Расположена: Вассурас, Бразилия.
  37. ↑ Магнитная обсерватория Земля Адели, база Дюмон д'Юрвиль - (ДРВ)создана в 1957 году при материально-технической поддержке Французского полевого института (IPEV). Размещается: Земля Адели (Антарктика).
  38. ↑ Магнитная обсерватория PAF была открыта в 1957 году, ею управляет Школа и обсерватория наук о Земле (EOST) при материально-технической поддержке Французского полевого института (IPEV). Расположение: Острова КЕРГЕЛЕН, Южные и антарктические территории Франции
  39. ↑ Созданная в 1889 году, магнитная обсерватория TAN была модернизирована в 1983 году и присоединилась к ИНТЕРМАГНЕТу в 1992 году. Управляется Институтом геофизики Антанариву (IOGA) в сотрудничестве с Школой и обсерваторией наук о Земле (EOST, Франция). Расположение: Антананариво, Мадагаскар
  40. ↑ Магнитная обсерватория CZT, созданная в 1964 году, начала непрерывные записи в 1974 году и присоединилась к INTERMAGNET в 1991 году. Ее работой руководит Школа и обсерватория наук о Земле (EOST) при материально-технической поддержке Французского полевого института (IPEV). Расположение : Архипелаг Крозе, Франция.
  41. ↑ Непрерывная запись ведется магнитной обсерватории AMS с 1981 года. AMS присоединилась к INTERMAGNET в 1992 году. Обсерватория находится в ведении Школы и обсерватории наук о Земле (EOST) при материально-технической поддержке Французского полевого института (IPEV). Расположение: Остров Амстердам - ​​Французские южные и антарктические земли
  42. ↑ Бахмутов В. Г. и др. Связь изменений климана с геомагнитным полем. 1. Пространственно-временная структура магнитного поля Земли и климана в XX в. // Геофизический журнал. — 2014. — № 1 (36). — С. 81-104
  43. ↑ 43,0 43,1 Swarm - Earth Online // earth.esa.int. — 2017.
  44. ↑ 44,0 44,1 44,2 44,3 44,4 44,5 44,6 Swarm helps explain Earth's magnetic jerks // ESA. — 2019.
  45. ↑ 45,0 45,1 45,2 Aubert J., Finlay C. C. Geomagnetic jerks and rapid hydromagnetic waves focusing at Earth’s core surface // Nat. Geosci. — 2019. — № 12. — С. 393–398. https://doi.org/10.1038/s41561-019-0355-1
  46. ↑ Sandberg A. How to Find Jerk from Discrete Velocity Data? // Physics. — 2020.
  47. ↑ Simulation of the magnetic field in Earth’s core // European Space Agency.

Видеоматериалы[править]

Ссылки[править]

Источник — http://cyclowiki.org/w/index.php?title=Аномалии_магнитного_поля_Земли&oldid=2699433