Mutta jos maapallolla ei ole magneettikenttää. Magneettikentän puute tekee astronautit hulluksi. Miksi tarvitsemme maan magneettikentän

Maan magneettikentän puuttuminen voi johtaa mielenterveysongelmiin astronauteilla planeettojen välisten lentojen aikana, erityisesti Mars-matkalla. Tämän todistavat venäläisten tutkijoiden suorittamien kokeiden tulokset. Tomskin valtionyliopiston biologian ja biofysiikan tutkimuslaitoksen ja Venäjän tiedeakatemian biolääketieteellisten ongelmien instituutin (IMBP) tutkijat suorittivat sarjan kokeita, joissa rotat eristettiin Maan magneettikentästä erityisellä laitteella. Tulokset osoittavat, että koe-eläimet menettivät sosiaalisen käyttäytymisen taitonsa, kokivat muistiongelmia ja he kokivat muutoksia myös sisäelimissään.

Tutkimuksen johtajat, Biofysiikan tutkimuslaitoksen johtaja Natalia Krivova ja IBMP:n johtava tutkija Kirill Trukhanov totesivat RIA Novostin haastattelussa, että Maan magneettikenttä vaikuttaa kaikkiin eläviin organismeihin.

"Lisäksi biosfäärin olemassaolon historiassa kenttä muuttui ja välillä oli nolla. On oletettu, että jotkin eliöstön katastrofit, esimerkiksi dinosaurusten sukupuutto, liittyvät juuri magneettisen katoamiseen. jossain vaiheessa, Trukhanov sanoi.

Tutkiakseen, kuinka magneettikentän puuttuminen vaikuttaa eläviin organismeihin, tutkijat loivat erityisen asennuksen, jossa sähkömagneettinen järjestelmä kompensoi maan magneettikentän niin, että sen sisällä oleva kenttä muuttui erittäin heikoksi - 700-1000 kertaa heikommaksi kuin tavallisesti.

Kaksitoista valkoista urosrottaa asetettiin tähän "ei-magneettiseen kammioon" 25 päiväksi ja sitten vielä kymmeneksi päiväksi, ja vielä 12 rottaa oli kontrolliryhmä. Molemmat ryhmät olivat ympärivuorokautisen videovalvonnan alla (yöllä tallennuksia tehtiin infrapunavalossa).

"Ensimmäinen asia, joka pisti silmään, oli se, että rotat taistelevat jatkuvasti ei-magneettisissa olosuhteissa. Aggressiivisuus oli raivoisaa. Rotat tappelevat, sitten nukkuvat väsyneinä, eivät edes nousseet ylös, kun niitä ruokittiin. Aikanaan kontrollirotat olivat rauhallisia. Joskus he heräsivät tappeluista, huudoista, jotka olivat koekammiossa", Krivova sanoi.

Hän selitti, että rottien taistelu on keino luoda hierarkia. Heti kun ryhmän hierarkia on vakiintunut, taistelut loppuvat. Tiedemiehen mukaan jyrsijät, joilta puuttui maan magneettikenttä, "unohtivat", kuinka hierarkia muodostetaan, menettivät sosiaaliset taitonsa.

Lisäksi muistin heikkenemistä havaittiin rotilla. Ennen kokeita ne kaikki asetettiin hetkeksi erityiseen kammioon sen määrittämiseksi, oliko niissä viritys vai esto vallitseva.

"Koe tehtiin kahdesti - ennen koetta ja kokeen jälkeen. Kontrollirotat tulivat tälle paikalle, he olivat jo täällä, ne istuvat hiljaa häkin keskellä, niiden motorinen aktiivisuus on laskenut jyrkästi. Ja kokeelliset - aivan kuin he olisivat täällä ensimmäistä kertaa, he juoksivat taas katsomaan, missä se on. He olivat jo täällä, ja he unohtivat sen", viraston keskustelukumppani sanoi.

Lisäksi koerotissa havaittiin fysiologisia muutoksia.

Krivova huomautti, että japanilaiset tutkijat ovat aiemmin tutkineet, kuinka magneettikentän puuttuminen vaikuttaa vesisten kehitykseen. Tulokset osoittivat, että heidän jälkeläisensä oli muotoiltu väärin selkärangan ja silmät, kaksipäisiä yksilöitä ilmestyi.

Maan magneettikentän intensiteetti on 50 mikroteslaa, mikä on tuhansia kertoja vahvempi kuin muiden maanpäällisten planeettojen - Marsin, Merkuriuksen - magneettikenttä. Se on voimakas magneettikenttä, joka suojaa maan pintaa ja kaikkea sen elämää Auringosta lähtevältä voimakkaalta varautuneiden hiukkasten virralta.

Trukhanov totesi, että olemassa olevat miehitetyt avaruusalukset ja asemat lentävät suhteellisen alhaisilla korkeuksilla, joissa magneettikenttä on vain 20 % pienempi kuin maan, mutta planeettojen välisillä tutkimusmatkoilla astronautit joutuvat kohtaamaan magneettikentän puuttumisen.

"Jos laiva lentää planeettojen välisille etäisyyksille, magneettikenttää ei enää ole, on planeettojen välinen magneettikenttä, mikä johtuu siitä, että aurinkotuulessa on "jäädyttyneitä" magneettikentän "kappaleita", Planeettojen välinen kenttä on heikompi kuin maapallo tuhat, kymmenen tuhatta kertaa, se riippuu olosuhteista", tutkija sanoi.

Kuten rotilla tehdyt kokeet osoittavat, magneettikentän puuttuminen vaikuttaa voimakkaasti elävien olentojen psyykeen.

"Vakavia seurauksia voi olla (magneettikentän puuttuessa). Rotat ovat malli, jolla tutkitaan eri lääkkeiden mahdollisia vaikutuksia ihmisiin. Voimme sanoa, että ne ovat hyvin lähellä meitä", Krivova sanoi.

Hänen kollegansa totesi, että amerikkalaisen Apollo 11:n Kuuhun lennon aikana, kun alus poistui Maan magneettikentästä vain muutamaksi päiväksi, paluun jälkeen syntyi konfliktitilanne.

"Laskeutumisen jälkeen Neil Armstrongin ja toisen astronautin, Edwin Aldrinin, kuumoduulin lentäjän välillä, oli hyvin myrskyinen selitys. Ja Aldrinilla diagnosoitiin hermoromahdus", Trukhanov sanoi.

Tutkijoiden mukaan on tarpeen etsiä keinoja, joiden avulla ihminen sopeutuu alhaiseen magneettikenttään. Erityisesti Trukhanovin mukaan alukseen voidaan luoda keinotekoinen magneettikenttä.

Se ympäröi kaiken planeetalla, pienimmistä magneeteista koko maapalloomme, ja sitä löytyy jopa avaruudesta. Vaikka tiedämme jo paljon planeettamme magneettikentästä, se on silti täynnä monia mysteereitä ja outoja ilmiöitä.

Viimeaikaiset löydöt ovat osoittaneet meille erityisen selvästi, kuinka vähän tiedetään geomagnetismista ja kuinka nämä magneettiset voimalinjat eivät vain vaikuta aivoihimme, vaan ovat jopa mukana legendaaristen madonreikien luomisessa. Joskus jossain kaukana maan ilmakehän ulkopuolella magneettikentät luovat ja sitten itse ratkaisevat hyvin uteliaat arvoituksia ...

10 magneettista perhosta

Australian eläimet ovat planeetan oudoimpia olentoja. Ja nyt tämä mantereen kansakunta voi lisätä maailman ensimmäisen magneettisen koin mielenkiintoisten listalleen. Vieraslaji on saanut nimekseen Agrotis infusa eli Bogon-koi, ja olento on ainutlaatuinen siinä mielessä, että se on ensimmäinen yöllinen hyönteis, joka käyttää Maan magneettikenttää muuton aikana.

Löytö tehtiin vuonna 2018, ja ennen sitä tiedemiehet eivät pitkään aikaan voineet ymmärtää, kuinka tarkalleen miljardit tällaiset myyrät kulkivat lähes 1000 kilometrin matkan ja palasivat aina samoihin luoliin Australian Uuden Etelä-Walesin ja Victorian osavaltioissa. (Uusi Etelä-Wales, Victoria). Tämän seurauksena ratkaisu löydettiin sen jälkeen, kun useilla näistä hyönteisistä tehtiin kokeita erityisissä eristettyissä huoneissa. Kävi ilmi, että Bogonian koi käyttää vain magneettikenttää navigointiin, ja se yleensä vertaa sitä tiettyihin maamerkkeihin. Jos jokin ehdoista häviää, hyönteinen eksyy eikä ymmärrä minne mennä.

Tämä on erittäin mielenkiintoinen löytö, vaikka se ei auttanut tutkijoita ymmärtämään tarkasti, kuinka muuttolinnut ja muut pitkiä matkoja muuttavat eläimet käyttävät planeettamme magnetosfääriä. Erään mielenkiintoisen teorian mukaan valonsäteet vaikuttavat tiettyihin lintujen kykyihin kvanttitasolla. Linnut ovat luultavasti parhaiten magneettisesti suunnattuja, kun niiden silmät havaitsevat valon. Valoisina tunteina linnun aivoihin ilmestyy molekyylitasolla sähköinen signaali, joka auttaa eläintä tunnistamaan magneettikentän. Bogonian perhoset ovat kuitenkin yöllisiä, joten niiden navigointitapa toimii luultavasti aivan eri tavalla.

9. Geomagneettisen kentän napojen kääntymisen episentrumi


Kuva: Live Science

Maan magneettikenttä heikkenee ja ohenee, ja nyt se on ohuin Etelä-Afrikan ja Chilen välisellä alueella, jolle tätä vyöhykettä kutsuttiin jopa Etelä-Atlantin anomaliaksi. Tutkijat päättivät tarkastella tätä aluetta lähemmin siinä toivossa, että he löytävät vihjeen kysymykseen, miksi planeettamme koko magneettikenttä yleensä alkoi heikentyä.

Vuonna 2018 asiantuntijat löysivät toisen poikkeaman, ja tällä kertaa se ulottui Etelä-Afrikasta Botswanaan. Kun rautakauden ihmiset rakensivat tänne savitalojaan, kun ne poltettiin, palo säilytti savessa magneettisia mineraaleja siten, että nämä esineet saattoivat määrittää noiden vuosien geomagneettisen kentän tilan. 1500 vuoden aikana sähkömagneettinen kenttä tässä osassa maailmaa joko ohensi, muutti sitten suuntansa kokonaan, sitten puristui ja työntyi sitten ulospäin yleisen kenttäviivakaavion yläpuolelle.

Kaikki nämä muutokset antoivat tutkijoille syytä uskoa, että Etelä-Atlantin poikkeama oli tapahtunut ennenkin, ja joka kerta se oli Maan magneettikentän napojen kääntymisen ennakkoedustaja. Jos näin todella on, niin epätavallinen alue Etelä-Afrikan alueella saattaa olla juuri paikka, jossa nämä suuret muutokset alkavat.

Nykyinen planeettamme magneettikentän oheneminen voi johtaa kahteen eri skenaarioon. Joko toinen napaisuus vaihtuu tai kenttä tiivistyy uudelleen estääkseen vektorien muutoksen. Toinen vaihtoehto on paljon parempi, koska heikko magneettikenttä ei pysty suojaamaan meitä riittävässä määrin voimakkaalta ultraviolettisäteilyltä. Kaikki voi alkaa säännöllisistä sähkökatkoksista, joita ohennettaessa tulee liian herkkiä geomagneettisille myrskyille ja jatkuu paljon epämiellyttävämmillä seurauksilla.

8. Jousen iskuaallon mysteeri


Kuva: Live Science

Maa pyörii Auringon ympäri nopeudella noin 108 000 kilometriä tunnissa. Aivan kuten laivan kouri, joka leikkaa tiellään veden läpi, planeettamme magneettikenttä leikkaa meidät tähtemme jatkuvasti tuottaman erittäin kuuman aurinkotuulen läpi.

Pitkän aikaa tutkijat uskoivat, että tämä keulashokki Maan ympärillä oli syy siihen, miksi aurinkotuuli yleensä hajoaa ja saavuttaa kotiplaneettamme pinnan jo lempeänä tuulena, ei sihisevänä elementtinä. Ilman tätä mystistä prosessia maapallomme olisi hiiltynyt kauan sitten. Kaikkia tapahtumien yksityiskohtia ei kuitenkaan vielä täysin ymmärretä.

Vuonna 2018 tehtiin todennäköisesti yksi erittäin tärkeä löytö. Osoittautuu, että Maan magneettikenttä tuhoaa auringon elektronit. Kun tutkijat analysoivat geomagneettisen kentän ja aurinkokentän törmäysvyöhykkeeltä kerättyjä satelliiteista saatuja tietoja, he hämmästyivät, kuinka tämä kenttä kirjaimellisesti repii tähtien tuulen.

Kun aurinkotuuli saavuttaa Maan keulaiskun yliäänenopeuksilla, elektronit kiihtyvät niin paljon, että ne yksinkertaisesti hajoavat. Tämän seurauksena aurinkotuulen tuhoava energia muuttuu vähemmän vaaralliseksi lämmöksi.

7. Uusi magneettinen ympäristö


Kuva: space.com

Taistelu aurinkotuulen ja magnetosfäärimme välillä ei täysin pelasta maapalloa auringon säteilyltä. Tähtien tuulen hiukkasten hajoaminen on ehdottomasti suuri kuormitus magneettikentällemme, ja sen seurauksena sen voimalinjat katkeavat ajoittain. Kun yksi näistä viivoista katkeaa, kentän aurinkotuulen absorboima energia vapautuu, mikä aiheuttaa sähköverkkojen, satelliittien ja avaruusalusten toimintahäiriöitä.

Vuonna 2018 tutkijat päättivät suorittaa toisen tutkimuksen saadakseen lisätietoja tämän ongelman luonteesta. Tämän seurauksena he huomasivat jotain täysin uutta ja aivan hämmästyttävää magneettisesta aktiivisuudesta. Aiemmin tutkijat ovat jo todenneet, että aurinkotuulen ja magnetosfäärin välillä on erityinen raja. Tätä vyöhykettä kutsutaan magnetosuojaksi. Aktiivisuus tällä alueella oli kuitenkin liian korkea sen määrittämiseksi, tuhoutuvatko samassa kerroksessa olevat magneettikenttämme linjat aurinkoelektronien kanssa samaan aikaan. Tiedemiehet ovat useiden uusien satelliittien avulla vahvistaneet, että uudelleenkytkentäprosessi (uudelleenkytkentä) tapahtuu myös tässä magneettisuojassa.

Kun sidokset katkeavat, hiukkaset alkavat liikkua 40 kertaa nopeammin kuin perinteisessä magneettikentässä. Tutkijat ovat havainneet ensimmäistä kertaa, että kaksi erittäin tärkeää varautuneisiin aurinkohiukkasiin liittyvää ilmiötä tapahtuu samassa paikassa.

6. Maan magneettikenttä on siirtymässä länteen


Kuva: Live Science

Tiedemiehet ovat havainneet planeettamme magneettikenttää yli 400 vuoden ajan. Koko tämän ajan kerätty tieto on hämmentänyt yhä enemmän tutkijoita, jotka ovat pitkään kamppailleet yhden suuren arvoituksen kanssa. Jostain meille selittämättömästä syystä geomagneettinen kenttä on siirtymässä länteen.

Vuonna 2018 tutkijat ehdottivat uutta ja hyvin epätavallista vastausta tähän kysymykseen. Suihkuvirtaukset vedessä, ilmassa ja jopa maan ytimessä luovat niin sanottuja Rossby-aaltoja. Koko planeettamme ulkoydin on itse asiassa jatkuvasti pyörivää nestettä, ja nämä aallot kiertävät sen mukana.

Luonteeltaan näitä liikkuvia aaltoja pidetään jo melko oudona ilmiönä, ja Rossbyn aallot ulkoytimessä käyttäytyvät täysin eri tavalla kuin kaikki muut virrat. Valtameren ja ilmakehän Rossbyn aallot liikkuvat länteen, kun taas ulkoytimen aallot liikkuvat itään. Vaikka tiedemiehet eivät pysty laskemaan tarkasti suuntaa, johon kaikki tämä voima liikkuu, johtuen näiden prosessien merkittävästä syvyydestä.

Asiantuntijoiden mukaan huolimatta Rossby-aaltojen itäsuuntauksesta Maan ulkoytimessä suurin osa niiden energiasta siirtyy länteen ja vetää magneettikentän taakseen. Joka tapauksessa tutkijoilla ei ole vielä selkeää selitystä, miksi geomagneettinen kenttä siirtyy länteen 17 kilometrin nopeudella vuodessa.

5. Maan toinen magneettikenttä


Kuva: sciencealert.com

Jälleen kerran tiedemiehet olivat hämmentyneitä havaitessaan jotain hämmästyttävää, joka oli ollut heidän nenänsä edessä niin kauan. Osoittautuu, että planeettamme ympäröi jopa 2 magneettikenttää. Useimmat ihmiset tietävät, että päämagneettikenttämme johtuu maan ytimessä tapahtuvista prosesseista. Toinen kenttä löydettiin aivan vahingossa, kun Euroopan avaruusjärjestö lähetti kolme uutta satelliittia kiertoradalle tutkimaan geomagnetismia.

Tietojen keräämisen jälkeen tutkijat havaitsivat, että planeetallamme on toinen salaisuus. ESAn tutkijat analysoivat saatuja tietoja neljän kokonaisen vuoden ajan, kunnes vuonna 2018 he lopulta ilmoittivat hämmästyttävästä löydöstään koko maailmalle.

Uutinen toisesta magneettikentästä on ollut piilossa niin kauan, koska sen vuorovesivoima on erittäin pieni tai lähes huomaamaton. Jos vertaamme sitä meille pitkään tunteman geomagneettisen kentän voimakkuuteen, se on sitä heikompi jopa 20 tuhatta kertaa.

Joka tapauksessa tämän löydön arvo tiedemiehille on erittäin korkea, erityisesti niille heistä, jotka ovat omistaneet elämänsä geomagnetismin mysteereille. Jokainen uusi yksityiskohta täydentää kokonaisuuden, kuten palapelin palan, ja se voi hyvinkin auttaa meitä selittämään muita ilmiöitä. Esimerkiksi vastata kysymykseen, miksi Maan magneettikenttä muuttaa ajoittain napojaan tai kuinka molemmat magneettikentät vaikuttavat toisiinsa. Lisäksi uusi löytö voisi auttaa tutkijoita ymmärtämään paremmin litosfäärin ja maankuoren sähköisiä ominaisuuksia.

4. Luomisen pilarien mysteeri paljastettiin


Kuva: ibtimes.com

Vuonna 1995 Hubble-avaruusteleskooppi havaitsi niin sanotut "luomisen pilarit", joista tuli niin kuuluisia, että ne painettiin jopa mukintelineisiin ja esitettiin elokuvissa. Ihastuttava kuva eri väreissä hohtavista tähtienvälisistä kaasu- ja pölypylväistä muistuttaa selvästi jättimäisiä pylväitä, ja, kuten tiedät, siellä syntyy uusia tähtiä.

Tämä klusteri sijaitsee 7 tuhannen valovuoden päässä Maasta Kotkasumussa, ja näiden pylväiden muodostumisen mysteeri jäi ratkaisematta vuoteen 2018 asti. Uudet havainnot antoivat tutkijoille mahdollisuuden havaita polarisoituneen hehkun, joka oli peräisin magneettikentästä. Kun asiantuntijat pystyivät luomaan kartan näistä aloista, kuuluisan kolmion alkuperä selvisi lopulta.

Magneettiset voimat hidastivat tähtienvälisen kaasun ja kosmisen pölyn leviämistä tässä sumussa, ja niiden vaikutuksesta muodostivat nämä ikoniset pylväät, jotka tunnistetaan lähes kaikkialla maailmassa. Vaikuttava kosminen rakenne pysyy nykymuodossaan pitkään juuri magneettikenttien vaikutuksesta, jotka itse asiassa suojaavat pilareita tuholta vuorovesivoimallaan, jonka vektori on päinvastainen ulkoisten magneettivoimien suuntaa vastaan. tätä aluetta ympäröivä tila. Kun otetaan huomioon se tosiasia, että luomisen pilarien ympäristöön muodostuu jatkuvasti uusia tähtiä, magnetismin luonteen ymmärtäminen heidän tapauksessaan voi muuttaa tapaa, jolla tutkijat ymmärtävät tähtien muodostumisprosessia.

3. Uranuksen magneettikenttä romahtaa jatkuvasti


Kuva: space.com

Mitä tulee magneettikenttään, Uranuksella on vaikeaa. Vuonna 2017 tutkijat halusivat tutkia melko etäällä olevan planeetan magnetosfääriä, ja tähän he käyttivät tietokonesimulaatioita ja tietoja, jotka saatiin jo vuonna 1986 NASAn Voyager 2 -avaruusaluksesta (Voyager 2). Tämän seurauksena opimme jotain odottamatonta meille jo ennestään melko oudosta planeettasta.

Uranuksen suunta avaruudessa eroaa melkein kaikista muista aurinkokunnan planeetoista siinä, että sen pyörimisakseli näyttää olevan kyljellään. Tämän vuoksi planeetan magneettikenttä siirtyy geometrisesta keskustasta melko epätavallisella tavalla. Päivä Uranuksella kestää 17,24 tuntia, ja tämän planeetan magnetosfääri on voimakkaasti ylikuormitettu yhdessä kierrossa oman akselinsa ympäri. Joissakin paikoissa tämä magneettikenttä tuhoutuu lähes kokonaan, kun taas toisissa tapahtuu uudelleenkytkentä. Tämä jatkuva tasapainottaminen vain selittää revontulien toistuvan esiintymisen.

Hubble-avaruusteleskoopin tiedot ovat aiemmin vahvistaneet, että Uranukselle muodostuu revontulia, jotka ovat hyvin samanlaisia ​​kuin maanpäälliset. Magnetosfääri muodostaa pääsääntöisesti suojaavan lohkon, ja sen oheneminen aiheuttaa vain revontulia. Näyttää siltä, ​​​​että aukkojen ilmaantuminen sen magneettikentässä on vastuussa revontulien niin usein esiintymisestä Uranuksella, ja näiden "reikien" kautta aurinkotuulen hiukkaset tulevat planeetan ilmakehään tuottaen valoa joutuessaan kosketuksiin kaasujen kanssa.

2. Magneettinen myyrämäki


Kuva: Smithsonian Magazine

Fyysikot tekevät jatkuvasti hyvin outoja kokeita. Vuonna 2015 he loivat jotain täysin uskomatonta - magneettisen madonreiän. Madonreiät ovat suosittu aihe scifi-fanien keskuudessa, mutta tällä kertaa asiat voivat mennä hieman pidemmälle kuin teoriat ja näyttävät elokuvat. Tunnetun hypoteesin mukaan madonreikä pystyy yhdistämään kaksi eri aluetta aika-avaruuden jatkumossa. Teoriassa tällaisten madonreikien avulla matkustaja pystyy ylittämään yksinkertaisesti uskomattomat etäisyydet sekunnin murto-osissa.

Vuonna 2015 tutkijat kehittivät laitteen, joka on useista metamateriaalikerroksista valmistettu metallipallo, joka tuskin auttaisi lähitulevaisuudessa auttamaan meitä lähettämään avaruusretkiä maailmankaikkeuden toiseen päähän, mutta tutkijat ovat jo luoneet sen magneettisen madonreiän. auta.

Tämän pallon sisään fyysikot asettivat rullalle rullatun magneettiputken, ja sitten koko laite piilotettiin toiseen magnetosfääriin. Jossain vaiheessa sylinteri katosi kirjaimellisesti minnekään ja palasi sitten takaisin paikoilleen. Hän ei kirjaimellisesti kadonnut, vaan siitä tuli yksinkertaisesti näkymätön magneettisille antureille.

Mielenkiintoista tässä kokeessa on se, että sähkömagneettisen energian manipuloinnin aikana syntyi magneettisesti näkymätön tunneli magneetin toisiinsa yhdistettyjen napojen väliin. Tämä myyrämäki loi illuusion vastakkaisten napojen erottamisesta ja sen ansiosta ilmestyi "monopoleja", joita luonnossa ei yksinkertaisesti ole.

1. Aivojen hallinta


Kuva: Live Science

Yksi magneettikentän häiritsevimmistä ja epätavallisimmista ominaisuuksista on kyky hallita aivojen toimintaa sen avulla. Vuonna 2017 tutkijat suorittivat tutkimuksen, jonka aikana tehtiin uusi löytö. Magneettikenttien avulla asiantuntijat onnistuivat etäaktivoimaan kokeellisten hiirten aivosolut.

Altistuksen pääkohde oli aivojuovio, eläimen liikkeestä vastaava aivojen osa. Uskomatonta, että tutkijat saivat rotat juoksemaan, jäätymään paikoilleen ja pyörimään paikallaan. Tutkijoille tärkeintä on kyky ymmärtää, kuinka tietystä käyttäytymisestä ja tunteista vastaavat prosessit päässämme tapahtuvat. Tämä todennäköisesti kertoo meille, missä käyttäytymisalueet sijaitsevat ihmisen aivoissa ja auttavat hoitamaan sairauksia, kuten Parkinsonin tautia (vapinahalvaus).

Jos olet salaliittoteoreetikko ja olet huolissasi siitä, että viranomaiset saavat täydellisen hallinnan meihin tämän löydön avulla, voit hengittää vapaasti. Magneettikentät kulkevat biologisten kudosten läpi ilman mitään seurauksia. Kokeeseen eivät osallistuneet tavallisimmat rotat, vaan eläimet, joiden aivoihin oli viety mikroskooppisia magneettihiukkasia. Nämä hiukkaset kiinnitettiin aivosoluihin, minkä jälkeen niitä lämmitettiin simuloidulla magneettikentällä ja pienet magneetit pakottivat hermosolut laukeamaan siten, että hiiri muutti käyttäytymistään tietyn skenaarion mukaan.

Maa suojaa meitä tappavalta kosmiselta säteilyltä, ja ilman sitä, kuten tiedät, elämää ei voisi olla olemassa. Nestemäisen raudan liike planeetan ulkoytimessä, "geodynamo"-ilmiö, synnyttää tämän kentän. Mutta kuinka se ilmestyi ja sitten säilyi koko maapallon historian ajan, on tutkijoille mysteeri. Carnegien yliopiston Alexander Goncharovin johtaman ryhmän Nature-lehdessä julkaisema uusi artikkeli valaisee tämän uskomattoman tärkeän geologisen muodostuman historiaa.

Planeettamme muodostui kiinteästä materiaalista, joka ympäröi aurinkoa nuoruudessaan, ja ajan myötä tihein materiaali, rauta, upposi, upposi syvemmälle muodostaen kerroksia, joista tiedämme nykyään: ytimen, vaipan, kuoren. Tällä hetkellä sisäydin on kiinteää rautaa sekä muita kerrostuksen aikana sisään vedettyjä materiaaleja. Ulkoydin on nestemäisen raudan seos, ja sen liike synnyttää magneettikentän.

Tarvitaan syvempää ymmärrystä siitä, kuinka lämpö johdetaan kiinteässä sisäytimessä ja nestemäisessä ulkoytimessä, jotta voidaan yhdistää prosessit, joissa planeettamme ja sen magneettikenttä ovat kehittyneet - ja mikä vielä tärkeämpää, energia, joka ylläpitää jatkuvaa magneettikenttää. Mutta nämä materiaalit ovat ilmeisesti olemassa vain äärimmäisissä olosuhteissa: erittäin korkeissa lämpötiloissa ja erittäin korkeissa paineissa. Osoittautuu, että pinnalla heidän käyttäytymisensä on täysin erilaista.

"Päätimme, että olisi tärkeää mitata suoraan ydinmateriaalien lämmönjohtavuus olosuhteissa, jotka vastaavat ytimen olosuhteita", Goncharov sanoo. "Koska emme tietenkään pääse maan ytimeen ottamaan näytteitä."

Tiedemiehet käyttivät välinettä nimeltä timanttialasin solu simuloidakseen olosuhteita planeetan ytimessä ja tutkiakseen, kuinka rauta johtaa lämpöä näissä olosuhteissa. Timanttialussin kenno puristaa pieniä materiaalinäytteitä kahden timantin väliin, mikä luo äärimmäistä painetta Maan syvyyksistä laboratoriossa. Laser lämmittää materiaalit ydinlämpötilaan.

Tällaisen "ydinlaboratorion" avulla tiedemiesryhmä pystyi tutkimaan rautanäytteitä lämpötiloissa ja paineissa, joita löydettiin planeettojen sisällä, joiden koko vaihtelee Merkuriuksesta Maahan - paineissa 345 000 - 1,3 miljoonaa normaalia ilmakehää ja 1 300 - 2 700 celsiusastetta. ja ymmärtää kuinka ne johtavat lämpöä.

Kävi ilmi, että tällaisten rautanäytteiden lämmönjohtavuus vastaa Maan ytimen lämmönjohtavuuden alustavien arvioiden alhaista päätä - 18-44 wattia metriä kohti Kelvin-astetta kohden yksiköissä, joita tutkijat käyttävät tällaisten asioiden mittaamiseen. Tämä viittaa siihen, että geodynamon ylläpitämiseen tarvittava energia on aina ollut saatavilla maapallon historian alusta lähtien.

"Ymmärtääksemme paremmin ytimen lämmönjohtavuutta, tutkimme tulevaisuudessa, kuinka ytimeen vedetyt ei-rautamateriaalit yhdessä uppoavan raudan kanssa vaikuttavat lämpöprosesseihin planeettamme sisällä", Goncharov sanoo.

Viime päivinä tieteellisille tietosivustoille on ilmestynyt suuri määrä uutisia Maan magneettikentästä. Esimerkiksi uutinen, että se on muuttunut merkittävästi viime aikoina tai että magneettikenttä myötävaikuttaa hapen vuotamiseen maan ilmakehästä ja jopa lehmät suuntautuvat laitumella magneettikentän linjoille. Mikä on magneettikenttä ja kuinka tärkeitä kaikki yllä olevat uutiset ovat?

Maan magneettikenttä on planeettamme ympärillä oleva alue, jossa magneettiset voimat vaikuttavat. Kysymystä magneettikentän alkuperästä ei ole vielä lopullisesti ratkaistu. Useimmat tutkijat ovat kuitenkin yhtä mieltä siitä, että Maan magneettikentän olemassaolo johtuu ainakin osittain sen ytimestä. Maan ydin koostuu kiinteästä sisäisestä ja nestemäisestä ulkoosasta. Maan pyöriminen synnyttää jatkuvia virtoja nestemäiseen ytimeen. Kuten lukija saattaa muistaa fysiikan tunneista, sähkövarausten liike saa aikaan magneettikentän ilmaantumisen niiden ympärille.

Yksi yleisimmistä kentän luonnetta selittävistä teorioista, dynamoilmiön teoria, olettaa, että johtavan nesteen konvektiiviset tai turbulenssit liikkeet ytimessä edistävät itseviritystä ja kentän pysymistä paikallaan.

Maata voidaan pitää magneettisena dipolina. Sen etelänapa sijaitsee maantieteellisellä pohjoisnavalla ja pohjoinen, vastaavasti, etelässä. Itse asiassa Maan maantieteelliset ja magneettiset navat eivät täsmää paitsi "suunnassa". Magneettikentän akseli on kallistettu 11,6 astetta Maan pyörimisakseliin nähden. Koska ero ei ole kovin merkittävä, voimme käyttää kompassia. Sen nuoli osoittaa tarkalleen maan eteläiseen magneettinapaan ja melkein tarkalleen maantieteelliseen pohjoiseen. Jos kompassi olisi keksitty 720 000 vuotta sitten, se olisi osoittanut sekä maantieteellistä että magneettista pohjoisnapaa. Mutta siitä lisää alla.

Magneettikenttä suojaa maan ja keinotekoisten satelliittien asukkaita kosmisten hiukkasten haitallisilta vaikutuksilta. Tällaisia ​​hiukkasia ovat esimerkiksi aurinkotuulen ionisoidut (varautuneet) hiukkaset. Magneettikenttä muuttaa niiden liikkeen rataa ohjaten hiukkaset kenttäviivoja pitkin. Magneettikentän tarve elämän olemassaoloon kaventaa mahdollisesti asuttavien planeettojen valikoimaa (jos lähdetään olettamuksesta, että hypoteettisesti mahdolliset elämänmuodot ovat samanlaisia ​​kuin maan asukkaat).

Tutkijat eivät sulje pois sitä, että joillakin maanpäällisillä planeetoilla ei ole metallista ydintä ja vastaavasti niiltä puuttuu magneettikenttä. Tähän asti uskottiin, että kiinteistä kivistä koostuvat planeetat, kuten Maa, sisältävät kolme pääkerrosta: kiinteän kuoren, viskoosin vaipan ja kiinteän tai sulan rautaytimen. Viimeaikaisessa työssä MIT:n tutkijat ovat ehdottaneet "kivisten" planeettojen muodostumista ilman ydintä. Jos havainnot vahvistavat tutkijoiden teoreettiset laskelmat, ne on kirjoitettava uudelleen, jotta voidaan laskea todennäköisyys kohdata humanoideja universumissa tai ainakin jotain, joka muistuttaa biologian oppikirjan kuvia.

Maan asukkaat voivat myös menettää magneettisuojansa. Totta, geofyysikot eivät voi vielä sanoa tarkalleen, milloin tämä tapahtuu. Tosiasia on, että Maan magneettiset navat ovat epävakaita. Ajoittain he vaihtavat paikkaa. Ei niin kauan sitten tutkijat havaitsivat, että maa "muistaa" napojen muutoksen. Tällaisten "muistojen" analyysi osoitti, että viimeisten 160 miljoonan vuoden aikana magneettinen pohjoinen ja etelä ovat vaihtaneet paikkoja noin 100 kertaa. Viimeksi tämä tapahtuma tapahtui noin 720 tuhatta vuotta sitten.

Napojen vaihtamiseen liittyy muutos magneettikentän konfiguraatiossa. "Siirtymäkauden" aikana maapallolle tunkeutuu paljon enemmän eläville organismeille vaarallisia kosmisia hiukkasia. Yksi dinosaurusten sukupuuttoon selittävistä hypoteeseista väittää, että jättimäiset matelijat kuolivat sukupuuttoon juuri seuraavan napojen vaihdon yhteydessä.

Suunniteltujen napojen vaihtamistoimien "jälkien" lisäksi tutkijat havaitsivat vaarallisia muutoksia Maan magneettikentässä. Hänen tilaansa koskevien tietojen analyysi useiden vuosien ajan osoitti, että viime kuukausina niitä alkoi esiintyä hänessä. Tiedemiehet eivät ole tallentaneet niin teräviä kentän "liikkeitä" pitkään aikaan. Tutkijoiden huolenaihe on Etelä-Atlantin valtamerellä. Magneettikentän "paksuus" tällä alueella ei ylitä kolmannesta "normaalista". Tutkijat ovat pitkään kiinnittäneet huomiota tähän "reikään" Maan magneettikentässä. 150 vuoden ajalta kerätyt tiedot osoittavat, että kenttä on heikentynyt tänä aikana kymmenen prosenttia.

Tällä hetkellä on vaikea sanoa, kuinka tämä uhkaa ihmiskuntaa. Yksi kentänvoimakkuuden heikkenemisen seurauksista voi olla (vaikkakin merkityksetön) maapallon ilmakehän happipitoisuuden kasvu. Yhteys Maan magneettikentän ja tämän kaasun välille luotiin Euroopan avaruusjärjestön Cluster-satelliittijärjestelmän avulla. Tutkijat ovat havainneet, että magneettikenttä kiihdyttää happi-ioneja ja "heittää" ne avaruuteen.

Huolimatta siitä, että magneettikenttää ei voida nähdä, maan asukkaat tuntevat sen hyvin. Esimerkiksi muuttolinnut löytävät tiensä keskittyen siihen. On olemassa useita hypoteeseja, jotka selittävät tarkalleen, kuinka he tuntevat kentän. Yksi jälkimmäisistä viittaa siihen, että linnut havaitsevat magneettikentän. Erityiset proteiinit - kryptokromit - muuttolintujen silmissä pystyvät muuttamaan sijaintiaan magneettikentän vaikutuksesta. Teorian kirjoittajat uskovat, että kryptokromit voivat toimia kompassina.

Lintujen lisäksi merikilpikonnat käyttävät maapallon magneettikenttää GPS:n sijaan. Ja kuten Google Earth -projektissa esitettyjen satelliittivalokuvien analyysi osoittaa, lehmät. Tutkittuaan valokuvia 8510 lehmästä 308 alueella maailmassa, tutkijat päättelivät, että nämä eläimet ovat suositeltavia (tai etelästä pohjoiseen). Lisäksi lehmien "vertailupisteet" eivät ole maantieteellisiä, vaan nimenomaan Maan magneettisia napoja. Lehmien magneettikentän havaitsemisen mekanismi ja syyt tällaiseen reaktioon jäävät epäselväksi.

Lueteltujen merkittävien ominaisuuksien lisäksi magneettikenttä vaikuttaa. Ne syntyvät kentän syrjäisillä alueilla tapahtuvien äkillisten kentän muutosten seurauksena.

Yhden "salaliittoteorioiden" - kuun huijauksen teorian - kannattajat eivät ole jättäneet huomiotta magneettikenttää. Kuten edellä mainittiin, magneettikenttä suojaa meitä kosmisilta hiukkasilta. "Kootut" hiukkaset kerääntyvät kentän tiettyihin osiin - niin kutsuttuihin Van Alen -säteilyvyöhykkeisiin. Skeptikot, jotka eivät usko kuuhun laskeutumisten todellisuuteen, uskovat, että lennon aikana säteilyvöiden läpi astronautit saisivat tappavan annoksen säteilyä.

Maan magneettikenttä on hämmästyttävä seuraus fysiikan laeista, suojakilpi, maamerkki ja revontulien luoja. Ilman sitä elämä maapallolla saattaa näyttää hyvin erilaiselta. Yleensä, jos magneettikenttää ei olisi, se olisi keksittävä.

"Maailman lopun" eri skenaarioiden joukossa näkyy usein, kuten Maan magneettikentän voimalinjojen suunnan muutos. Yksinkertaisesti sanottuna, kun pohjoinen magneettinapa on eteläisellä pallonpuoliskolla ja päinvastoin. Pohditaan, miksi tämä on mahdollista ja mitä vaaroja tästä voi aiheutua meille.

Miksi tarvitsemme maan magneettikentän

Maan magneettikenttä on ainutlaatuinen ilmiö. Millään maanpäällisellä planeetalla ei ole mitään lähellä. Jopa Saturnuksen, Uranuksen ja Neptunuksen magneettikentät ovat heikompia. Vain Jupiterilla se on voimakkaampi, mutta siksi hän on jättiläinen. Toistaiseksi tiede ei tiedä, mistä Maan magneettikenttä tulee tai miksi se on niin vahva. Oletetaan, että tämä liittyy jotenkin Kuuhun - loppujen lopuksi millään muulla planeetalla, paitsi Maan, ei ole niin suhteellisen suurta satelliittia, jonka massa on vain 80 kertaa pienempi kuin planeetan massa. Mutta kuinka Kuu synnyttää tällaisen magneettikentän lähellä maata, ei ole vieläkään täysin selvää.

Yhden asian tiedämme varmasti. Ilman magneettikenttää maapallolla ei olisi elämää. Maapallon läheisyyteen ulkoavaruudesta putoavat varautuneiden kosmisten hiukkasten virrat vangitsevat planeettamme - sen magnetosfäärin - magneettikentän voimalinjat eivätkä saavuta sen pintaa. Ne pysyvät 500–70 000 km:n korkeudella Maan yläpuolella muodostaen säteilyvyöhykkeitä, joissa astronautit eivät voi viipyä pitkään.

Jos Maan magneettikenttä (geomagneettikenttä) katoaisi yhtäkkiä ikuisesti, niin jonkin ajan kuluttua kova kosminen säteily johtaisi kaiken korkeamman elämän katoamiseen sen pinnalta. Elämää säilyisi vain vedessä yli kymmenen metrin syvyydessä ja maan syvissä luolissa.

Geomagneettisen kentän käännökset

Lapsuudesta lähtien olemme tottuneet siihen, että kompassin neulan tulee osoittaa pohjoiseen. Totta, on magneettisia myrskyjä ja poikkeavuuksia, joissa kompassi, kuten sanotaan, menee hulluksi, mutta sitten kaikki loksahtaa paikoilleen. Kompassi keksittiin kuitenkin vasta muutama vuosisatoja sitten, ja maapallo on ollut olemassa miljardeja vuosia. Ja kävi ilmi, että Maan magneettinapojen nykyinen sijainti ei ole ainoa mahdollinen. Planeettamme historiassa oli pitkiä aikoja, jolloin kompassin neula, kun olimme siellä, osoitti etelään!

Tämä havaittiin sedimenttikivien remanenssiilmiön perusteella eri paikoissa maapallolla, erityisesti valtamerten pohjalla. Määritettyään näiden kivien muodostumisajan eri menetelmillä tutkijat ovat koonneet asteikon geomagneettisen kentän napaisuuden muutoksista.

Kävi ilmi, että magneettiset navat valloittivat nykyisen asemansa pääpisteissä noin 780 tuhatta vuotta sitten. Tätä viimeistä ajanjaksoa kutsutaan Brunhesin aikakaudeksi. Ja ennen sitä, noin miljoona ja 800 tuhatta vuotta, Matuyaman käänteisen magnetisoinnin aikakausi jatkui. Se ei kuitenkaan ollut homogeeninen. Sen sisällä on ainakin viisi lyhyempää jaksoa - useista tuhansista 220 tuhanteen vuoteen -, jolloin magneettineulan suunta olisi sama kuin nykyajan.

Tarkkaan ottaen tätä nykyistä aikakautta tulisi pitää käänteisen magnetisoinnin aikakautena. Loppujen lopuksi geomagneettisen kentän voimalinjat tulevat nyt ulos eteläisellä pallonpuoliskolla sijaitsevasta navasta, joten tämä tietty napa on pohjoinen magneetti ja pohjoisella pallonpuoliskolla sijaitseva etelämagneettinen. Mutta tässä tapauksessa fysiikka väistyi tutulle maantiedolle, jotta se ei aiheuta hämmennystä ihmisten keskuudessa.

Miksi tämä tapahtuu

Syyt geomagneettisten kenttälinjojen suunnan muutokseen ovat edelleen täysin tuntemattomia. Tiede ei vielä tiedä, voidaanko tämä muutos ennustaa muilla geofysikaalisilla parametreilla. Esimerkiksi geomagneettisen kentän voimakkuutta muuttamalla tai napojen liikkeellä. Loppujen lopuksi magneettinapojen sijainti maan pinnalla ei pysy muuttumattomana. He liikkuvat. Lisäksi viime vuosikymmeninä ne liikkuvat mittausten mukaan yhä nopeammin.

Joten jos pohjoinen (kutsutaanko sitä tavasta) magneettinapa 1970-luvulla ajautui 10 km:n nopeudella vuodessa, niin 2000-luvun alussa se oli jo 50-60 km vuodessa. Tämän vuosisadan alkuvuosina hän jätti Kanadan arktisen alueen saaret ja suuntaa kohti Venäjää. Tänä vuonna se ylittää 180. pituuspiirin ja on lähempänä Euraasiaa kuin Pohjois-Amerikkaa.

Maan geomagneettisen kentän intensiteetti samasta remanenttimagnetisaatiosta päätellen - tässä tapauksessa keraamisten tuotteiden - on heikentynyt tasaisesti viime vuosisatojen aikana. Voisiko tämä olla merkki tulevasta napaisuuden kääntymisestä? Toisin sanoen emme vielä tiedä, mikä tarkalleen voi ennustaa muutosta Maan magneettinapoissa, millaisia ​​enteitä tällä ilmiöllä on.

Vaara teknologisesti kehittyneelle ihmiskunnalle

Jos geomagneettinen kenttä kiihtyy, kuten yksi hypoteeseista väittää, vaipan ainevirroista - samoista, jotka ovat vastuussa tektonisten levyjen ja vuorenrakennusprosesseista -, magneettinapojen muutokseen voi liittyä katastrofaalinen maanjäristyksiä ja tulivuorenpurkauksia. Mutta suurin vaara on, kuten jo mainittiin, geomagneettisen kentän väliaikainen katoaminen napaisuuden vaihdon aikana. Nykyisten teoreettisten mallien mukaan Maan magneettiset navat katoavat ennen kuin ne vaihtavat paikkaa. Eikä kukaan tiedä kuinka kauan.

Optimismiin on kuitenkin syytä. Loppujen lopuksi geomagneettisen kentän käännöksiä on tapahtunut maan päällä monta kertaa, mukaan lukien useita kymmeniä kertoja viimeisen viiden miljoonan vuoden aikana. Tänä aikana ei tapahtunut merkittäviä elävien olentojen sukupuuttoja. Siksi on syytä uskoa, että tällaiset jaksot olivat hyvin lyhytikäisiä. Totta, on toinenkin selitys: eläimistä, mukaan lukien ihmisten esi-isät, vain ne, jotka olivat tottuneet etsimään turvaa luolista, selvisivät näissä jaksoissa. Tästä syystä primitiivisten ihmisten jäänteitä löytyy pääasiassa sieltä.

Geomagneettisen kentän inversio, olipa se kuinka lyhytkestoista tahansa, uhkaa vaaroja nykyaikaiselle ihmiskunnalle, koska se on kohtalokas riippuvuus korkeasta teknologiasta. Magneettisen napaisuuden vaihtuminen, joka vaikuttaa myös maapallon ionosfäärin tilaan, johtaa väistämättä vakaviin häiriöihin kaikissa satelliittiviestintäjärjestelmissä, pitkän kantaman radioviestinnän ja navigoinnin mahdottomuuteen lentokoneille ja laivoille. Sivilisaatiomme voi sitten silmänräpäyksessä luisua alas keskiajan tekniselle tasolle, mikä uhkaa arvaamattomilla sosiaalisilla seurauksilla.

Yksinkertaisesti sanottuna suurin vaara ihmiskunnalle magneettinapojen muuttuessa on, kuten muissakin luonnonkatastrofeissa, ihminen itse, hänen joukkojensa spontaani ja arvaamaton käytös, jonka valtaa joukko paniikki ja joutuu tuhon kohteeksi. manipulointi.

Ja tietämättömyytemme siitä, milloin ja miten tämä voi tapahtua, osoittaa, kuinka vähän nykyaikainen tiede, joka on katsonut syvälle maailmankaikkeuteen kymmenien miljardien valovuosien päähän, tietää toistaiseksi siitä, mitä tapahtuu vain kuuden tuhannen kilometrin syvyydessä jalkojemme alla.