Виталий Тихоплав - Кардинальный поворот
Впервые о существовании магнитного поля нашей планеты человечество узнало из трактата Гильберта в 1600 году «О магните, магнитных телах и о большом магните — Земле». Через 200 с лишним лет Гаусс, не объясняя причин появления земного магнетизма, вывел фундаментальное уравнение, позволяющее определить величину магнитного поля Земли в любой точке земной поверхности. В последующее столетие ученые создали большую сеть магнитных обсерваторий, изобрели тонкие приборы-магнитометры, провели многочисленные и многолетние измерения на всех материках и океанах, получили обширные сведения об основных особенностях геомагнитного поля.
Шестидесятые годы прошлого столетия ознаменовались целым рядом открытий, касающихся магнитного поля нашей планеты. Каждый новый космический аппарат, оснащенный соответствующей аппаратурой, передавал важные сведения о магнитосфере Земли, т. е. о ее самой внешней «сфере». Оказалось, что магнитосфера нашей планеты похожа на бутылку или колбу, обращенную дном к Солнцу. Внутри этой «магнитной бутылки» на расстоянии 10–12 земных радиусов находится Земля. За ней — на ночной стороне на многие миллионы километров простирается длинное и узкое горлышко, или, как его часто называют, хвост магнитосферы [3. С. 370]. Такой вид магнитосферы обусловлен обдуванием ее обнаруженным в те же годы солнечным ветром, состоящим в основном из протонов и электронов. Существование магнитного поля широко известно по действию на стрелку компаса, всегда стремящуюся стать параллельно силовым линиям магнитного поля планеты. Она указывает именно на магнитный полюс, а не на географический.
Угол, который образует стрелка компаса с северным направлением географического меридиана, называется магнитным склонением [66. С. 386]. Если стрелку укрепить на перпендикулярной магнитному меридиану горизонтальной оси, то она, как правило, устанавливается наклонно к горизонтальной плоскости. Угол, который образует стрелка компаса с горизонтальной плоскостью, называется наклонением. Наблюдения показали, что в северном полушарии наклонение положительно (северный конец стрелки компаса направлен внутрь Земли), а в южном — отрицательно. Точки, в которых наклонение равно 90 градусам, называются магнитными полюсами Земли. При этом магнитный полюс, расположенный ближе к северному географическому полюсу, называют северным, а ближайший к южному — южным. Линия, соединяющая на поверхность Земли точки с нулевым наклонением, называется магнитным экватором. От одного магнитного полюса к другому идут магнитные меридианы, образующие сложную систему извилистых линий, имеющих различные склонения в разных частях земного шара.
Незнание склонения нередко приводило в прошлом к неправильному определению с помощью компаса местоположения на Земле. Так, например, осенью 1664 года английская эскадра двигалась к Гибралтарскому проливу. Ее штурманы с особой тщательностью снимали показания с вполне исправных компасов. Однако это не уберегло их от ошибок в определении курса, и ведомые ими корабли потерпели жестокое крушение, разбившись о прибрежные скалы. Обеспокоенное подобными трагическими ошибками правительство Англии направило морскую экспедицию для проведения магнитных измерений в акватории Атлантического океана. Ее возглавил Э. Галлей, которому принадлежат многие открытия в астрономии. На основе многочисленных и многолетних измерений он в 1700 году построил первую морскую «карту», по которой можно было определить величину склонения для любой точки Атлантики. При создании этой карты Галлей нанес на географическую основу линии с равными значениями магнитного склонения, которые позднее стали называть изогонами.
Однако со временем выяснилось, что величина магнитных склонений с течением времени изменяется. Например, в Париже в 1600 году склонение было равно + 9,6 градуса, а в 1720 году оно уже составляло -12,3 градуса, изменившись за 120 лет почти на 22 градуса. Но и это еще не все. Оказалось, что магнитные полюса блуждают. В 1831 году английским полярным исследователем Д. Россом был открыт северный магнитный полюс — точка (точнее, область), где магнитная стрелка становится вертикально. Он был расположен на полуострове Бутия Канадского архипелага на расстоянии около 1000 километров от географического полюса. Прошли годы. В этот же район была направлена следующая экспедиция. Исследователи произвели магнитные измерения, и результат оказался неожиданным: магнитный полюс переместился, и на довольно значительное расстояние. Последующие исследования подтвердили, что с течением времени магнитный полюс постоянно перемещается по сложной траектории. Так, например, только с 1946 по 1956 год северный магнитный полюс «прошел» извилистый путь почти в 200 километров. Подобно северному магнитному полюсу меняет свое положение и южный магнитный полюс [65. С. 143].
Одним из надежных способов проверки предположения о смене полюсов в прошлом было исследование древних отложений слоев лавы во всем мире. Если сдвиг Земли имел место, то это должно было сопровождаться мощными извержениями вулканов, а лава имеет характерную особенность, которая может подтвердить и датировать предыдущие сдвиги магнитных полюсов.
В составе лав имеются железосодержащие включения, которые затвердевают еще в процессе течения лавы и, будучи металлом, выстраиваются в линию в направлении магнитных полюсов. Благодаря этому явлению геологам удалось совершенно точно определить, где находились магнитные полюса во времена затвердевания лавы.
Оказалось, что северный магнитный полюс был расположен не там, где сейчас, а очень далеко — на Гавайях. И последняя смена полюсов произошла примерно 13 000 лет назад (в верхней части прецессионного эллипса). В результате дальнейших исследований ученые обнаружили, что до этой смены полюсов был еще один сдвиг — в нижней части эллипса. Американское геологическое общество опубликовало обзор исследований кернов, взятых со дна океана («Джиолоджи». 1983. 11 сент.) [41. С. 74]. Ученые открыли, что история нашей планеты насчитывает множество смещений полюсов. Более того, это явление носит регулярный характер. Доктор исторических наук Г. Матюшин называет конкретные цифры: «…за последние 76 миллионов лет полюса на Земле менялись местами 171 раз» [121. С. 24].
Итак, полюса менялись местами: Северный полюс становился Южным, а Южный — Северным. Полюса побывали и на экваторе. Нет такого места на Земном шаре, где бы не находили, например, морские раковины. Их удалось найти в Скалистых горах, на дне озера Титикака, находящегося сегодня на высоте 12 тысяч футов над уровнем моря. В Сибири, например, найдены останки мамонтов и бизонов, обломки деревьев, словно разорванных какой-то огромной силой, а затем мгновенно замороженных. В желудках мамонтов была обнаружена тропическая растительность [43. С. 22]. Ученые обратили также внимание на следующую особенность: если температура падает стремительно, то возникают более 200 различных форм льда. Останки животных в Сибири настолько глубоко и настолько быстро вмерзли в лед, что их мясо съедобно и сегодня, через 12 500 лет после их гибели.
До сегодняшнего дня ученые пытаются понять, что может служить причиной смещения полюсов Земли. В литературе описываются различные гипотезы. Например, некоторые считают, что из-за увеличения массы льда на полюсах Земля теряет равновесие, подобно гироскопу (гипотеза Хью Окинклосса Брауна) [41. С. 76]. Однако перераспределение массы льда и вод Мирового океана смещает полюса почти в 30 раз быстрее, чем это должно быть. Поэтому был сделан вывод: сдвигается не вся Земля, а только внешняя ее кора, толщиной 50-100 км. При медленных движениях подстилающий эту кору слой ведет себя, как вязкая жидкость, и внешняя земная оболочка фактически плавает по основному телу планеты [122. С. 49].
Этообъяснение почти соответствует теории шведского физика Ханса Алльфвениса (теория магнетодинамики), которая также предполагает наличие под твердой корой Земли полужидкого слоя. Этот слой обычно ведет себя как твердое вещество и удерживает земную кору на одном месте. Но при изменении магнитного поля Земли этот слой начинает вести себя, как жидкость, и земная кора начинает смещаться [43. С. 23]. А с недавнего времени магнитное поле Земли действительно претерпевает неслыханные изменения.
Один из ведущих магнитологов, главный научный сотрудник Института физики Земли РАН, доктор физико-математических наук, профессор Г. Н. Петрова в своем интервью [121. С. 24] подчеркивает, что мы действительно живем накануне инверсии. Инверсия — это изменение направления магнитного момента на противоположное, при котором Северный и Южный (магнитные) полюса меняются местами. Стоит отметить, что Г. Н. Петровой присуждена Государственная премия за работу «Геомагнитные циклы в истории Земли», выполненную под ее руководством группой ученых института. По результатам их исследований последняя инверсия была 700 000 лет назад, а следующую можно ожидать примерно через пять тысяч лет. Однако не все так просто. Инверсии происходят сравнительно редко, но кроме инверсий случаются еще и экскурсы, т. е. время от времени возникает ситуация, когда магнитные полюса меняются местами на очень короткое время, иногда всего на сто лет. Последний экскурс случился три тысячи лет назад, а предпоследний около двенадцати тысячи лет назад, т. е. именно тогда, когда погибла Атлантида.
