Земля и Вселенная. Часть 2
Федор Дергачев
Часть 1
Предисловие
Пятна на Солнце: дело худо
Совещание «Циклы активности на Солнце и звездах»
«На наш век уже не хватит»
Сатурн постепенно «гаснет»
Юпитер «потерял» свой южный пояс
http://artefact-2007.livejournal.com/32152.html
Перестройка энергетических процессов в Солнечной системе
25 ноября 2010 года мой единомышленник Nikkro написал (полный текст письма будет приведен в одной из следующих частей), что «сейчас происходит некоторая перестройка» энергетических процессов в Солнечной системе, «правда, что это значит для Земли и человечества, пока не очень понятно».
То, что ожидает Солнечную систему в ближайшее время, как раз и явится непосредственным результатом этой «перестройки». Придется рассмотреть огромное количество фактов, связанных с энергетическими аномалиями последних лет на Солнце, планетах и их спутниках, планетоидах и кометах. А начинать отбор фактов логично с самого актуального для жизнедеятельности человечества - солнечно-земных связей.
«Солнечное дыхание»
«Как, посредством чего передается солнечная активность на Землю? Должны быть какие-то материальные носители, осуществляющие перенос. Таких «переносчиков» может быть несколько: жесткая часть спектра солнечного излучения (ультрафиолет, рентген), солнечный ветер, [массовые] выбросы вещества [из короны] во время солнечных вспышек, (корональные выбросы массы, КВМ). Результаты наблюдений Солнца в 23-м цикле (1996-2006 годы), проведенные космическими аппаратами «SOHO», «TRACE» (США, Европа), «КОРОНАС-Ф» (Россия), показали, что главными “переносчиками” солнечного влияния выступают корональные выбросы массы. Они в первую очередь определяют земную погоду, а все остальные «носители» дополняют картину (см. «Наука и жизнь» № 7, 2006 г.).
Корональные выбросы массы стали подробно изучать лишь в последнее время, осознав их ведущую роль в солнечно-земных связях, хотя замечали с 1970-х годов. По частоте испускания, массе и энергии они превосходят все остальные «переносчики». При массе 1-10 млрд тонн и скорости (1-3х10 км/с эти плазменные облака обладают кинетической энергией ~10^25 Дж. Долетая до Земли за несколько суток, они оказывают сильное воздействие сначала на земную магнитосферу, а через нее на верхние слои атмосферы. Механизм воздействия сейчас достаточно изучен... Орбитальная станция «SOHO», ведущая непрерывные наблюдения уже 10 лет, зарегистрировала около 1500 корональных выбросов массы. Спутники «SAMPEX» и «POLAR» отметили появление выбросов у Земли и проследили результат воздействия.
В общих чертах воздействие корональных выбросов массы на земную погоду сейчас хорошо известно. Достигнув окрестности планеты, расширившееся магнитное облако обтекает магнитосферу Земли по границе (магнитопаузе), поскольку магнитное поле не пускает заряженные частицы плазмы внутрь. Удар облака по магнитосфере порождает колебания магнитного поля, проявляющиеся как магнитная буря. Магнитосфера обжимается обтекающим потоком солнечной плазмы, концентрация силовых линий возрастает, и в некоторый момент развития бури происходит их пересоединение (аналогичное тому, что порождает вспышки на Солнце, но намного меньшего пространственного и энергетического масштаба). Выделенная магнитная энергия идет на ускорение частиц радиационного пояса (электроны, позитроны, протоны сравнительно низких энергий), которые, приобретя энергию в десятки и сотни МэВ, не могут уже удерживаться магнитным полем Земли. Происходит высыпание потока ускоренных частиц в атмосферу вдоль геомагнитного экватора.
Взаимодействуя с атомами атмосферы, заряженные частицы передают им свою энергию. Появляется новый «энергетический источник», влияющий на верхний слой атмосферы, а через его неустойчивость к вертикальным перемещениям - и на нижние слои, в том числе тропосферу. Этот «источник», связанный с солнечной активностью, «расшатывает» погоду, создавая скопления облаков, порождая циклоны и штормы. Главный итог его вмешательства - дестабилизация погоды: штиль сменяется бурей, сушь - обильными осадками, дожди - засухой. Примечательно, что все погодные изменения начинаются вблизи экватора: тропические циклоны, перерастающие в ураганы, переменные муссоны, загадочное Эль Ниньо («Ребенок») - всемирный возмутитель погоды, неожиданно появляющийся на востоке Тихого океана и столь же неожиданно исчезающий…» (Доктор физико-математических наук Б. Лучков, профессор МИФИ. «Годы грядущие (климат и погода XXI века)»). http://www.ecoport.org.ua/ekostatti/?pid=1973
«Земля пережила необъяснимое сокращение термосферы»
«Часть земной атмосферы недавно сократилась на рекордные за 43 года наблюдений значения. Катаклизм имел место в термосфере - разреженном слое, находящемся на высоте 90-600 км. Он защищает планету от ультрафиолетового излучения.
Происшествие зафиксировала группа учёных из Военно-морской научно-исследовательской лаборатории США под руководством Джона Эммерта.
Термосфера обычно расширяется и сжимается в соответствии с 11-летним циклом солнечной активности. В течение солнечного максимума она разогревается до 1 100 ˚C и расширяется. Солнечный минимум приводит к обратному процессу.
В настоящее время Солнце переживает свой самый длинный минимум в истории наблюдений. Это и побудило г-на Эммерта и его коллег выяснить, какое влияние оказывает данное событие на термосферу. Делается это путём мониторинга воздействия атмосферного торможения на спутники, находящиеся на низкой околоземной орбите. Чем плотнее термосфера, тем сильнее сопротивление, которое приходится преодолевать космическим аппаратам.
Учёные ожидали сокращения термосферы, но не в таких масштабах. Низкий уровень ультрафиолетового излучения несёт ответственность только за 30% сокращения. Возникло предположение, что дело в увеличении концентрации углекислого газа, который оказывает охлаждающий эффект, но и он даёт не более 10%.
Откуда взялись ещё 60% сжатия, ни одна из компьютерных моделей объяснить не смогла. Более того, аномалия, похоже, началась в 2005 году, задолго до нынешнего солнечного минимума. Возможно, имеют место некие энергетические и химические процессы, ещё не осознанные наукой. Специалисты надеются ответить на все вопросы по мере восстановления термосферы.
Результаты исследования опубликованы в журнале Geophysical Research Letters.
Подготовлено по материалам Discovery News». («Земля пережила необъяснимое сокращение термосферы». 20 июля 2010 года, 20:15).
«Солнце преподнесло климатологам сюрприз»
«Чем ниже солнечная активность, тем меньше светило воздействует на нашу планету - это, казалось бы, очевидно. Долгое время так и считалось, но теперь получены данные, заставляющие по-новому взглянуть на эту взаимосвязь.
То, что активность Солнца является одним из ключевых факторов, влияющих на климат Земли, совершенно очевидно. Столь же очевидным представлялось до сих пор и конкретное проявление этого влияния: чем выше активность светила, тем более интенсивному излучению подвергается наша планета и тем сильнее она прогревается. Именно такая взаимосвязь и учитывалась до сих пор во всех компьютерных моделях для расчета и прогнозирования изменений климата.
Исследователи в растерянности
И вот теперь это логичное построение дало трещину: анализ данных, собранных одним из исследовательских спутников американского космического агентства NASA, показал, что в период минимальной активности Солнца интенсивность его излучения (во всяком случае, в диапазоне видимого света) существенно возросла. Статья об этом опубликована в авторитетном научном журнале «Nature».
Правда, представляя эти парадоксальные данные на специально созванной пресс-конференции, профессор лондонского Имперского колледжа Джоанна Хейг (Joanna Haigh), заведующая кафедрой физики атмосферы Земли, сразу же оговорилась: "Речь идет только о данных измерений, выполненных на протяжении трехлетнего периода снижения солнечной активности - с 2004 по 2007 годы. Касается ли выявленная нами закономерность других стадий данного солнечного цикла, а уж тем более - изменения солнечной активности в течение еще более длительного времени, - мы сказать не можем".
Парадоксальные цифры
Но и того, что было представлено, вполне хватило, чтобы повергнуть экспертов в изумление. Получается, что с 2004 по 2007 годы общее количество излучаемой Солнцем энергии во всем диапазоне частот неуклонно снижалось, а излучение в диапазоне видимого света, разогревающее нижние слои атмосферы Земли, так называемую тропосферу, столь же неуклонно нарастало. Как такое возможно? Профессор Хейг и ее коллеги обнаружили, что за наблюдаемый период времени частотный спектр солнечного излучения претерпел значительные изменения: "До сих пор мы располагали лишь данными об излучении в ультрафиолетовой части спектра и об интегральной энергоотдаче Солнца во всем диапазоне частот, - поясняет исследовательница. - Теперь же мы получили дифференцированные данные о солнечном излучении в разных участках спектра, включая видимый свет и инфракрасный диапазон".
Это позволило ученым обнаружить сразу два неожиданных феномена. Оказалось, во-первых, что с 2004 по 2007 годы интенсивность ультрафиолетового излучения уменьшилась в 6 раз сильнее, чем предсказывали модельные расчеты, а во-вторых, что хотя суммарная энергоотдача Солнца в этот период снижалась, интенсивность излучения в диапазоне видимого света возрастала.
Феномен объясним, масштаб - едва ли
Резкое уменьшение интенсивности излучения в ультрафиолетовом диапазоне прямого воздействия на земной климат не оказало, поскольку ультрафиолетовое излучение, особенно жесткое, почти полностью задерживается в верхних слоях атмосферы, где участвует в фотохимических реакциях образования озона. А вот увеличение интенсивности видимого света способствуют потеплению климата.
Но чем же вызваны столь значительные сдвиги в частотном спектре Солнца? На этот вопрос попытался ответить также присутствовавший на лондонской пресс-конференции, хотя и не входящий в коллектив авторов британский метеоролог Майкл Локвуд (Michael Lockwood), профессор университета в Рединге, эксперт в области физики космоса: "Излучение с различными длинами волн испускается нижними слоями солнечной атмосферы, имеющими различную температуру. То есть изменение температуры какого-то участка поверхности Солнца влечет за собой и изменение частоты испускаемого этим участком излучения. Так что сам по себе феномен вполне объясним, хотя масштаб этого явления действительно озадачивает: нам такого еще наблюдать не доводилось".
Вопросы, вопросы...
Теперь перед исследователями встает целый ряд непростых вопросов. Прежде всего, не нужно ли в свете новых данных пересмотреть прежние представления о влиянии солнечной активности на земной климат? Если в период минимальной активности Солнца его влияние на земной климат растет, то верен ли обратный вывод, что в период увеличения активности Солнца его влияние на земной климат снижается. Значит ли все это, что всем современным компьютерным моделям для расчета климата - грош цена? Профессор Локвуд предостерегает от скоропалительных выводов, рассчитанных лишь на дешевую сенсацию: "Пока у нас нет ни малейших оснований менять устоявшиеся представления о влиянии Солнца на климат Земли. Нынешний цикл солнечной активности был во многих отношениях необычным, ее минимум оказался самым низким за последние 110 лет. Так что открытие Джоанны Хейг и ее коллег может оказаться отражением флуктуации, явления, совершенно нетипичного и свойственного лишь данному конкретному циклу с его необычным минимумом активности".
Значит, ясность внесут лишь дальнейшие наблюдения и измерения». («Солнце преподнесло климатологам сюрприз». 08.11.2010).
Сценарий резкого изменения климата XXI века
«Худший вариант, который действительно может случиться, таков. Разрушительные засухи в регионах производства продуктов питания и большой плотности населения (Северная Америка, Европа, Китай). Снижение осадков, пересыхание рек, истощение запасов пресной воды. Сокращение пищевых запасов, массовый голод, распространение эпидемий, бегство населения из зон бедствия. Нарастание международной напряженности, войны за источники питания, питьевые и энергетические ресурсы. В то же время в районах традиционно сухого климата (Азия, Южная Америка, Австралия) - проливные дожди, наводнения, гибель сельскохозяйственных угодий, не приспособленных к такому обилию влаги. И здесь тоже сокращение сельского хозяйства, нехватка продуктов питания. Коллапс современного устройства мира. Резкое, на миллиарды, сокращение численности населения. Отброс цивилизации на века, приход жестоких правителей, религиозные войны, крах науки, культуры, морали. Армагеддон в точно предсказанном виде!
Резкое, неожиданное изменение климата, к которому мир просто не сможет адаптироваться.
Вывод сценария неутешителен: надо принимать срочные меры, а какие, неясно. Поглощенный карнавалами, чемпионатами, бездумными шоу, просвещенный мир, который мог бы что-то «предпринять», на него просто не обращает внимания…» (П. Шварц, Д. Рэнделл, «Сценарий резкого изменения климата XXI века». Октябрь 2003 года).
Сила магнитного поля Земли уменьшилась
«Ослабление магнитного щита Земли подвергнет нас солнечному магнитному излучению. Анализ данных двух спутников «Oersted», запущенного в 1999 году, и «Magsat», - на 20 лет раньше, подтверждают, что магнитное поле Земли испытывает значительные колебания. Сейчас невозможно сказать является ли это временным эффектом, связанным с фактом удаления от эклиптики, или предвестником более длительного явления, но в обоих случаях это настораживающие данные.
Похоже, что сила магнитного поля Земли уменьшилась на 10% за последние 150 лет, что наводит отдельных специалистов на мысль о возможности его исчезновения со временем, а затем возобновления и перемещения, что приведет к смещению магнитных полюсов впервые за 700 тысяч лет....
Проблема в том, что это продолжающееся ускорение движения северного полюса, связано с уменьшением мощности магнитного поля и может равным образом привести к мысли о том, что электромагнитная конфигурация Земли больше не является стабильной и стремится к переформированию.
Действительно, с геологической точки зрения, южный магнитный полюс не довольствуется перемещением к северному географическому полюсу. Периодически он внезапно и грубо колеблется и это может происходить в пределах 180 ◦. Исследования изменений полярности охватывают 7 миллионов лет. Они указывают, что существенные перемены происходят каждые 500 тыс. лет». (Великая Эпоха (The Epoch Times) - международный информационный проект. 11 марта 2006 года. «Артефакт», часть 2).
О предстоящей смене магнитных полюсов Земли я подробно писал в статье «Прокляты и забыты» (2010 год):
«Прогноз для ближайших столетий будущего Земли сегодня принято связывать с глобальным потеплением.
Однако другая тема не менее актуальна для существования человечества. Я имею в виду предстоящую в течение одной-двух тысяч лет смену магнитных полюсов Земли. Это будет сопровождаться временным исчезновением магнитного поля нашей планеты.
«Британские геофизики разработали новую модель колебаний напряженности земного магнитного поля, основанную на записях в бортовых журналах старых парусников. Результатом этих исследований стал вывод о том, что наблюдаемое ныне ослабление магнитного поля может оказаться явлением временным, а вовсе не устойчивой тенденцией, как считалось ранее. Дэвид Габбинс и его коллеги из Университета Лидса уверены в том, что магнитное поле нашей планеты было относительно устойчивым вплоть до середины XIX века и стало слабеть лишь с той поры. Это «ступенчатое» снижение вызвано инверсиями магнитного потока в Южном полушарии и может указывать на приближение того момента, когда земные магнитные полюса поменяются местами, как это уже неоднократно случалось в истории нашей планеты. Подобный «переворот», по их мнению, грозит Земле уже в течение ближайших одного-двух тысячелетий (публикация в журнале «Science» 12 мая 2006 (vol 312, p 900)». («Земля готовится к кувырку». 16.05.2006. Источник - «Ships' logs give clues to Earth's magnetic decline» - «New Scientist»).
«Найдены доказательства чрезвычайно быстрой смены магнитных полюсов Земли». (06 сентября 2010 года, 18:38:20).
Магнитная “броня” планеты Земля
«Расчёты показывают, что к концу четвёртого тысячелетия (в 3991 г.) Земля может остаться на какое-то время без магнитного поля…» («nuclphys.sinp.msu.ru»).
«Для общего магнитного поля [Земли] ослабление почти до нуля рассчитано ещё в 1974 году. При сохранении современного градиента это 3991 год». («kp.ru», 12.04.2010 | 09:40).
«Самая опасная из возможных катастроф планетарного масштаба - инверсия, то есть смена полярности, магнитного поля Земли. В момент инверсии его напряженность ослабевает, оставляя людей беззащитными перед солнечной радиацией. По мнению академика Евгения Шемякина и кандидата физико-математических наук Сергея Цыганкова, процесс инверсии уже начался, и у человечества есть единственная возможность спастись - построить гигантские подземные убежища. Свою статью ученые опубликовали в журнале «Вестник РАН» под рубрикой "Точка зрения"». («inauka.ru», 31-05-2010, 13:40).
Причем точность прогнозируемых сроков не имеет значения, так как описываемый процесс может ускориться в любой момент.
Надеюсь, что человечество переживет надвигающуюся катастрофу. Вопрос только в том, какую цену придется заплатить…» (Ф.Д. «Прокляты и забыты». Часть 3).
В этой статье был поставлен вопрос о выживаемости человечества в период смены магнитных полюсов, когда напряженность магнитного поля Земли близка к нулю. Пора дать частичный ответ на это вопрос - каковы были условия во время предыдущих переполюсовок (инверсий), которых было немало в богатой событиями истории Земли.
Почему ответ лишь частичный - я напишу ниже, когда обращусь к другим, уже космическим, глобальным факторам, влияющим на существование человечества.
«Влияние космического излучения и вековых вариаций геомагнитного поля на климат и эволюцию жизни на Земле». (В.В. Кузнецов, Н.Д. Кузнецова. ИКИР ДВО РАН).
«Всем хорошо известно, что наука - это, прежде всего, инакомыслие. Но регулярная стрижка газонов дала то, что мы пожинаем сегодня». С.Г. Инге-Вечтомов (Санкт-Петербург).
«Показано, что вековые вариации геомагнитного поля (инверсии поля и экскурсы, т.е. явления, когда величина модуля геомагнитного поля значительно уменьшается относительно стабильного уровня), «управляют» временем появления периодов резкого потепления климата, а так же этапами резких изменений хода биологической эволюции Земли и, в частности, эволюции человека. В эти периоды, когда поле перестает выполнять защитные функции, в атмосферу Земли устремляется поток заряженных частиц, что приводит к резкому увеличению радиационного фона Земли. Повышенная радиация разрушает слой стратосферного аэрозоля, экранирующего Землю от солнечного излучения, что ведет к резкому потеплению и таянию ледников.
Увеличение уровня радиации на Земле в периоды инверсий и экскурсов вызывает генетические мутации животного и растительного мира. Так, например, в момент инверсии Гаусс-Матуяма, произошедшей примерно 2.3 млн. лет тому назад, произошла генетическая мутация человекоподобной обезьяны. В результате возник новый вид (гомо эректус), особи которого подверглись нескольким импульсным радиационным воздействиям, произошедшим в периоды экскурсов, и превратились, в конечном счете, в современного человека. Наиболее сильное воздействие радиации на предка человека произошло в период экскурсов Блейк и Ямайка (130-110 и 250-230 тыс. лет тому назад). Как было определено недавно, возраст прародительницы современного человечества - «африканской Евы» 230 тыс. лет, а возраст самой древней У-хромосомы составляет 100 тыс. лет. Зарождение современного человечества, как известно, произошло в Африке. Этот факт находит простое объяснение в контексте принципиально новой модели генерации геомагнитного поля «горячей» Земли и теории дрейфа магнитных полюсов Земли в моменты инверсий и экскурсов.
Введение
Возможная связь между изменениями климата и вековыми вариациями геомагнитного поля обсуждается уже много лет [Jacobs, 1994; Wollin et al., 1971; Wollin et al., 1978; Chave, Denham, 1979; Doake, 1977; Doake, 1978; Bassinot et al., 2002]. В работах [Rampino, 1979; Imbrie, Imbrie, 1980; Монин, Шишков, 2000; Bassinot, et al., 1994] отмечалась взаимосвязь между температурой поверхности Земли и изменением величины её магнитного момента. Теоретической основой такой связи принято считать теорию Дж. Кролла и Миланковича, согласно которой климатические изменения на Земле являются откликом на вариации в её орбите. Причина вариаций, происходящих с основными периодами 19, 23 и 41 тыс. лет, связана с возмущениями орбиты Земли за счет её эксцентриситета (периоды: 95, 136 и 413 тыс. лет), прецессии (19 и 23 тыс. лет) и наклона плоскости эклиптики. Из теории Миланковича следует, что изменения климата на Земле должны происходить в её северном и южном полушариях - в противофазе, в то время как анализ данных, полученных в Антарктиде и Гренландии, показал практически их полное совпадение.
Авторы [Монин, Шишков, 2000] задачу климата разбивают на две части. Одна из них состоит в определении глобальных горизонтальных неоднородностей полей температуры, создаваемых разностью инсоляций в экваториальных и полярных зонах. Другая половина задачи состоит в определении вертикальных неоднородностей температурного поля, включая парниковый эффект, создаваемых на Земле нагревом её поверхности солнечным излучением. В настоящей работе рассматривается вопрос, имеющий отношение ко второй половине задачи, в частности, к проблеме вертикального переноса солнечного излучения, прямо связанного с образованием парникового и антипарникового эффектов.
Принято рассматривать корреляцию между изменениями климата и вековыми вариациями магнитного поля Земли, при которых происходит либо полная (инверсии), либо почти полная перемена полярности (экскурсы) магнитного поля. При экскурсах, в отличие от инверсий, после смены полярности, геомагнитное поле вскоре возвращается в свое прежнее состояние. Протяженность экскурсов меняется от 100 лет до 10 тыс. лет.
Автор [Uffen, 1963] высказал предположение, что жизнь на Земле могла бы быть совершенно иной, если бы отсутствовало геомагнитное поле, т.е. отсутствовало его экранирующее от радиации космоса влияние. Согласно мнению Паркинсона (1986), жизнь на Земле могла бы зародиться лишь после того, как возникло геомагнитное поле.
Одно из следствий таких предположений состоит в том, что в моменты инверсий и экскурсов, когда напряженность геомагнитного поля близка к нулю, отклоняющее влияние его на космические лучи в течение периода этих вариаций существенно меньше. Считалось, что увеличение потока космических лучей приводит к росту мутаций. Можно было бы ожидать, что этот эффект должен проявляться и в виде аномально высокой скорости вымирания видов, которую можно оценить по смене видов ископаемых остатков. Действительно, авторы [Opdyke et al., 1973; Watkins, Goodel, 1967] утверждали, что им удалось обнаружить свидетельства связи между инверсиями геомагнитного поля и границами распространения фауны. Однако, по мнению большинства ученых, связь между мутациями и вымиранием видов крайне сомнительна. До настоящего времени общее мнение состояло в том, что достаточное экранирование обеспечивает атмосфера, и, если бы даже вся Земля подверглась воздействию того же потока космических лучей, как её высокоширотная область, биологический эффект был бы незначительным.
Позволим себе не согласиться с этим мнением и попытаемся это аргументировать. Новые подходы к проблемам мутации и вымирания видов необходимы, тем более что успехи, достигнутые в последние годы в области антропологии и молекулярной генетики, оказываются не совместимыми с общепринятой трактовкой хода эволюции.
Земля в потоке космических лучей
По космическим масштабам Земля расположена очень близко к Солнцу. Многие специалисты считают, что она вообще находится в области солнечной короны. Потоки заряженных частиц солнечного ветра с энергий от 1 эВ до 100 и более МэВ не попадают на Землю, т.к. отклоняются её магнитосферой (см. рис. 1). В атмосферу Земли способны проникнуть только галактические космические лучи (ГКЛ), обладающие энергией, большей т.н. «энергии обрезания». Для различных широт эта энергия различается, оставаясь в целом по Земле на уровне ~ 10 ГэВ. Частицы (протоны и мезоны) обладающие столь большой энергией, тем не менее, поверхности Земли не достигают, тормозя в её атмосфере, рассеиваясь на ядрах атомов воздуха, генерируя жесткое излучение и приводя к рождению элементарных частиц, в основном, π-мезонов. Мезоны распадаются с образованием мюонной и нейтринной компонент. Образующиеся при этих процессах мюоны и медленные нейтроны регистрируются на Земле нейтронными мониторами ГКЛ.
Не вызывает сомнения, что поток солнечных космических лучей, достигая Земли, вызывал бы несовместимую с жизнью радиационную обстановку. К счастью для Земли, она защищена от солнечного ветра своеобразным магнитосферным «зонтом». Представим себе, что по какой-то причине этот «зонт» порвался. На Землю, при этом, обрушится вся сила «дождя» солнечного ветра. Мало того, при этом произойдет разрушение радиационных поясов Земли, и на Землю, дополнительно к «дождю», попадут ещё и «брызги» от разрушенных радиационных поясов, своеобразных «резервуаров» - накопителей того же «дождя».
Потоки частиц в окрестности Земли
Поток протонов (ионов) солнечного ветра (СВ), обладающих энергией E = 1 - 100 Эв, на подходе к магнитосфере Земли равен jo ~ (10 - 100)×108 см-2 с-1. Поток ионов с энергией 100 эВ: j = 108 см-2 с-1. Суммарный поток протонов СКЛ (Е > 10 МэВ) в течение 19 цикла (1954-64) составил 7.2×1010 см-2.
Плотность потока протонов СВ (на орбите Земли) - 2.4×108 см-2 с-1. Плотность потока кинетической энергии - 0.3 эрг см-2 с-1. Плотность потока КЛ : 1 частица см-2 с-1, средняя плотность энергии частиц - 1 эВ/см3.
Геомагнитное обрезание: вертикально на тор Е ≥ 1.5×1010 эВ, на геомагнитную широту 51º Е ≥ 2.5×109 эВ. Интенсивность ГКЛ на экваторе меньше, чем в полярных широтах - широтный эффект. В радиационных поясах: для Е > 30 МэВ поток 103 см-2 с-1; для частиц Е > 1 МэВ, поток 105 см-2 с-1».
Ф. Дергачев «Земля и Вселенная». Часть 3
«Влияние космического излучения и вековых вариаций геомагнитного поля на климат и эволюцию жизни на Земле». (Продолжение).
http://4humanity.livejournal.com/21501.html
Часть 1
Предисловие
Пятна на Солнце: дело худо
Совещание «Циклы активности на Солнце и звездах»
«На наш век уже не хватит»
Сатурн постепенно «гаснет»
Юпитер «потерял» свой южный пояс
http://artefact-2007.livejournal.com/32152.html
Перестройка энергетических процессов в Солнечной системе
25 ноября 2010 года мой единомышленник Nikkro написал (полный текст письма будет приведен в одной из следующих частей), что «сейчас происходит некоторая перестройка» энергетических процессов в Солнечной системе, «правда, что это значит для Земли и человечества, пока не очень понятно».
То, что ожидает Солнечную систему в ближайшее время, как раз и явится непосредственным результатом этой «перестройки». Придется рассмотреть огромное количество фактов, связанных с энергетическими аномалиями последних лет на Солнце, планетах и их спутниках, планетоидах и кометах. А начинать отбор фактов логично с самого актуального для жизнедеятельности человечества - солнечно-земных связей.
«Солнечное дыхание»
«Как, посредством чего передается солнечная активность на Землю? Должны быть какие-то материальные носители, осуществляющие перенос. Таких «переносчиков» может быть несколько: жесткая часть спектра солнечного излучения (ультрафиолет, рентген), солнечный ветер, [массовые] выбросы вещества [из короны] во время солнечных вспышек, (корональные выбросы массы, КВМ). Результаты наблюдений Солнца в 23-м цикле (1996-2006 годы), проведенные космическими аппаратами «SOHO», «TRACE» (США, Европа), «КОРОНАС-Ф» (Россия), показали, что главными “переносчиками” солнечного влияния выступают корональные выбросы массы. Они в первую очередь определяют земную погоду, а все остальные «носители» дополняют картину (см. «Наука и жизнь» № 7, 2006 г.).
Корональные выбросы массы стали подробно изучать лишь в последнее время, осознав их ведущую роль в солнечно-земных связях, хотя замечали с 1970-х годов. По частоте испускания, массе и энергии они превосходят все остальные «переносчики». При массе 1-10 млрд тонн и скорости (1-3х10 км/с эти плазменные облака обладают кинетической энергией ~10^25 Дж. Долетая до Земли за несколько суток, они оказывают сильное воздействие сначала на земную магнитосферу, а через нее на верхние слои атмосферы. Механизм воздействия сейчас достаточно изучен... Орбитальная станция «SOHO», ведущая непрерывные наблюдения уже 10 лет, зарегистрировала около 1500 корональных выбросов массы. Спутники «SAMPEX» и «POLAR» отметили появление выбросов у Земли и проследили результат воздействия.
В общих чертах воздействие корональных выбросов массы на земную погоду сейчас хорошо известно. Достигнув окрестности планеты, расширившееся магнитное облако обтекает магнитосферу Земли по границе (магнитопаузе), поскольку магнитное поле не пускает заряженные частицы плазмы внутрь. Удар облака по магнитосфере порождает колебания магнитного поля, проявляющиеся как магнитная буря. Магнитосфера обжимается обтекающим потоком солнечной плазмы, концентрация силовых линий возрастает, и в некоторый момент развития бури происходит их пересоединение (аналогичное тому, что порождает вспышки на Солнце, но намного меньшего пространственного и энергетического масштаба). Выделенная магнитная энергия идет на ускорение частиц радиационного пояса (электроны, позитроны, протоны сравнительно низких энергий), которые, приобретя энергию в десятки и сотни МэВ, не могут уже удерживаться магнитным полем Земли. Происходит высыпание потока ускоренных частиц в атмосферу вдоль геомагнитного экватора.
Взаимодействуя с атомами атмосферы, заряженные частицы передают им свою энергию. Появляется новый «энергетический источник», влияющий на верхний слой атмосферы, а через его неустойчивость к вертикальным перемещениям - и на нижние слои, в том числе тропосферу. Этот «источник», связанный с солнечной активностью, «расшатывает» погоду, создавая скопления облаков, порождая циклоны и штормы. Главный итог его вмешательства - дестабилизация погоды: штиль сменяется бурей, сушь - обильными осадками, дожди - засухой. Примечательно, что все погодные изменения начинаются вблизи экватора: тропические циклоны, перерастающие в ураганы, переменные муссоны, загадочное Эль Ниньо («Ребенок») - всемирный возмутитель погоды, неожиданно появляющийся на востоке Тихого океана и столь же неожиданно исчезающий…» (Доктор физико-математических наук Б. Лучков, профессор МИФИ. «Годы грядущие (климат и погода XXI века)»). http://www.ecoport.org.ua/ekostatti/?pid=1973
«Земля пережила необъяснимое сокращение термосферы»
«Часть земной атмосферы недавно сократилась на рекордные за 43 года наблюдений значения. Катаклизм имел место в термосфере - разреженном слое, находящемся на высоте 90-600 км. Он защищает планету от ультрафиолетового излучения.
Происшествие зафиксировала группа учёных из Военно-морской научно-исследовательской лаборатории США под руководством Джона Эммерта.
Термосфера обычно расширяется и сжимается в соответствии с 11-летним циклом солнечной активности. В течение солнечного максимума она разогревается до 1 100 ˚C и расширяется. Солнечный минимум приводит к обратному процессу.
В настоящее время Солнце переживает свой самый длинный минимум в истории наблюдений. Это и побудило г-на Эммерта и его коллег выяснить, какое влияние оказывает данное событие на термосферу. Делается это путём мониторинга воздействия атмосферного торможения на спутники, находящиеся на низкой околоземной орбите. Чем плотнее термосфера, тем сильнее сопротивление, которое приходится преодолевать космическим аппаратам.
Учёные ожидали сокращения термосферы, но не в таких масштабах. Низкий уровень ультрафиолетового излучения несёт ответственность только за 30% сокращения. Возникло предположение, что дело в увеличении концентрации углекислого газа, который оказывает охлаждающий эффект, но и он даёт не более 10%.
Откуда взялись ещё 60% сжатия, ни одна из компьютерных моделей объяснить не смогла. Более того, аномалия, похоже, началась в 2005 году, задолго до нынешнего солнечного минимума. Возможно, имеют место некие энергетические и химические процессы, ещё не осознанные наукой. Специалисты надеются ответить на все вопросы по мере восстановления термосферы.
Результаты исследования опубликованы в журнале Geophysical Research Letters.
Подготовлено по материалам Discovery News». («Земля пережила необъяснимое сокращение термосферы». 20 июля 2010 года, 20:15).
«Солнце преподнесло климатологам сюрприз»
«Чем ниже солнечная активность, тем меньше светило воздействует на нашу планету - это, казалось бы, очевидно. Долгое время так и считалось, но теперь получены данные, заставляющие по-новому взглянуть на эту взаимосвязь.
То, что активность Солнца является одним из ключевых факторов, влияющих на климат Земли, совершенно очевидно. Столь же очевидным представлялось до сих пор и конкретное проявление этого влияния: чем выше активность светила, тем более интенсивному излучению подвергается наша планета и тем сильнее она прогревается. Именно такая взаимосвязь и учитывалась до сих пор во всех компьютерных моделях для расчета и прогнозирования изменений климата.
Исследователи в растерянности
И вот теперь это логичное построение дало трещину: анализ данных, собранных одним из исследовательских спутников американского космического агентства NASA, показал, что в период минимальной активности Солнца интенсивность его излучения (во всяком случае, в диапазоне видимого света) существенно возросла. Статья об этом опубликована в авторитетном научном журнале «Nature».
Правда, представляя эти парадоксальные данные на специально созванной пресс-конференции, профессор лондонского Имперского колледжа Джоанна Хейг (Joanna Haigh), заведующая кафедрой физики атмосферы Земли, сразу же оговорилась: "Речь идет только о данных измерений, выполненных на протяжении трехлетнего периода снижения солнечной активности - с 2004 по 2007 годы. Касается ли выявленная нами закономерность других стадий данного солнечного цикла, а уж тем более - изменения солнечной активности в течение еще более длительного времени, - мы сказать не можем".
Парадоксальные цифры
Но и того, что было представлено, вполне хватило, чтобы повергнуть экспертов в изумление. Получается, что с 2004 по 2007 годы общее количество излучаемой Солнцем энергии во всем диапазоне частот неуклонно снижалось, а излучение в диапазоне видимого света, разогревающее нижние слои атмосферы Земли, так называемую тропосферу, столь же неуклонно нарастало. Как такое возможно? Профессор Хейг и ее коллеги обнаружили, что за наблюдаемый период времени частотный спектр солнечного излучения претерпел значительные изменения: "До сих пор мы располагали лишь данными об излучении в ультрафиолетовой части спектра и об интегральной энергоотдаче Солнца во всем диапазоне частот, - поясняет исследовательница. - Теперь же мы получили дифференцированные данные о солнечном излучении в разных участках спектра, включая видимый свет и инфракрасный диапазон".
Это позволило ученым обнаружить сразу два неожиданных феномена. Оказалось, во-первых, что с 2004 по 2007 годы интенсивность ультрафиолетового излучения уменьшилась в 6 раз сильнее, чем предсказывали модельные расчеты, а во-вторых, что хотя суммарная энергоотдача Солнца в этот период снижалась, интенсивность излучения в диапазоне видимого света возрастала.
Феномен объясним, масштаб - едва ли
Резкое уменьшение интенсивности излучения в ультрафиолетовом диапазоне прямого воздействия на земной климат не оказало, поскольку ультрафиолетовое излучение, особенно жесткое, почти полностью задерживается в верхних слоях атмосферы, где участвует в фотохимических реакциях образования озона. А вот увеличение интенсивности видимого света способствуют потеплению климата.
Но чем же вызваны столь значительные сдвиги в частотном спектре Солнца? На этот вопрос попытался ответить также присутствовавший на лондонской пресс-конференции, хотя и не входящий в коллектив авторов британский метеоролог Майкл Локвуд (Michael Lockwood), профессор университета в Рединге, эксперт в области физики космоса: "Излучение с различными длинами волн испускается нижними слоями солнечной атмосферы, имеющими различную температуру. То есть изменение температуры какого-то участка поверхности Солнца влечет за собой и изменение частоты испускаемого этим участком излучения. Так что сам по себе феномен вполне объясним, хотя масштаб этого явления действительно озадачивает: нам такого еще наблюдать не доводилось".
Вопросы, вопросы...
Теперь перед исследователями встает целый ряд непростых вопросов. Прежде всего, не нужно ли в свете новых данных пересмотреть прежние представления о влиянии солнечной активности на земной климат? Если в период минимальной активности Солнца его влияние на земной климат растет, то верен ли обратный вывод, что в период увеличения активности Солнца его влияние на земной климат снижается. Значит ли все это, что всем современным компьютерным моделям для расчета климата - грош цена? Профессор Локвуд предостерегает от скоропалительных выводов, рассчитанных лишь на дешевую сенсацию: "Пока у нас нет ни малейших оснований менять устоявшиеся представления о влиянии Солнца на климат Земли. Нынешний цикл солнечной активности был во многих отношениях необычным, ее минимум оказался самым низким за последние 110 лет. Так что открытие Джоанны Хейг и ее коллег может оказаться отражением флуктуации, явления, совершенно нетипичного и свойственного лишь данному конкретному циклу с его необычным минимумом активности".
Значит, ясность внесут лишь дальнейшие наблюдения и измерения». («Солнце преподнесло климатологам сюрприз». 08.11.2010).
Сценарий резкого изменения климата XXI века
«Худший вариант, который действительно может случиться, таков. Разрушительные засухи в регионах производства продуктов питания и большой плотности населения (Северная Америка, Европа, Китай). Снижение осадков, пересыхание рек, истощение запасов пресной воды. Сокращение пищевых запасов, массовый голод, распространение эпидемий, бегство населения из зон бедствия. Нарастание международной напряженности, войны за источники питания, питьевые и энергетические ресурсы. В то же время в районах традиционно сухого климата (Азия, Южная Америка, Австралия) - проливные дожди, наводнения, гибель сельскохозяйственных угодий, не приспособленных к такому обилию влаги. И здесь тоже сокращение сельского хозяйства, нехватка продуктов питания. Коллапс современного устройства мира. Резкое, на миллиарды, сокращение численности населения. Отброс цивилизации на века, приход жестоких правителей, религиозные войны, крах науки, культуры, морали. Армагеддон в точно предсказанном виде!
Резкое, неожиданное изменение климата, к которому мир просто не сможет адаптироваться.
Вывод сценария неутешителен: надо принимать срочные меры, а какие, неясно. Поглощенный карнавалами, чемпионатами, бездумными шоу, просвещенный мир, который мог бы что-то «предпринять», на него просто не обращает внимания…» (П. Шварц, Д. Рэнделл, «Сценарий резкого изменения климата XXI века». Октябрь 2003 года).
Сила магнитного поля Земли уменьшилась
«Ослабление магнитного щита Земли подвергнет нас солнечному магнитному излучению. Анализ данных двух спутников «Oersted», запущенного в 1999 году, и «Magsat», - на 20 лет раньше, подтверждают, что магнитное поле Земли испытывает значительные колебания. Сейчас невозможно сказать является ли это временным эффектом, связанным с фактом удаления от эклиптики, или предвестником более длительного явления, но в обоих случаях это настораживающие данные.
Похоже, что сила магнитного поля Земли уменьшилась на 10% за последние 150 лет, что наводит отдельных специалистов на мысль о возможности его исчезновения со временем, а затем возобновления и перемещения, что приведет к смещению магнитных полюсов впервые за 700 тысяч лет....
Проблема в том, что это продолжающееся ускорение движения северного полюса, связано с уменьшением мощности магнитного поля и может равным образом привести к мысли о том, что электромагнитная конфигурация Земли больше не является стабильной и стремится к переформированию.
Действительно, с геологической точки зрения, южный магнитный полюс не довольствуется перемещением к северному географическому полюсу. Периодически он внезапно и грубо колеблется и это может происходить в пределах 180 ◦. Исследования изменений полярности охватывают 7 миллионов лет. Они указывают, что существенные перемены происходят каждые 500 тыс. лет». (Великая Эпоха (The Epoch Times) - международный информационный проект. 11 марта 2006 года. «Артефакт», часть 2).
О предстоящей смене магнитных полюсов Земли я подробно писал в статье «Прокляты и забыты» (2010 год):
«Прогноз для ближайших столетий будущего Земли сегодня принято связывать с глобальным потеплением.
Однако другая тема не менее актуальна для существования человечества. Я имею в виду предстоящую в течение одной-двух тысяч лет смену магнитных полюсов Земли. Это будет сопровождаться временным исчезновением магнитного поля нашей планеты.
«Британские геофизики разработали новую модель колебаний напряженности земного магнитного поля, основанную на записях в бортовых журналах старых парусников. Результатом этих исследований стал вывод о том, что наблюдаемое ныне ослабление магнитного поля может оказаться явлением временным, а вовсе не устойчивой тенденцией, как считалось ранее. Дэвид Габбинс и его коллеги из Университета Лидса уверены в том, что магнитное поле нашей планеты было относительно устойчивым вплоть до середины XIX века и стало слабеть лишь с той поры. Это «ступенчатое» снижение вызвано инверсиями магнитного потока в Южном полушарии и может указывать на приближение того момента, когда земные магнитные полюса поменяются местами, как это уже неоднократно случалось в истории нашей планеты. Подобный «переворот», по их мнению, грозит Земле уже в течение ближайших одного-двух тысячелетий (публикация в журнале «Science» 12 мая 2006 (vol 312, p 900)». («Земля готовится к кувырку». 16.05.2006. Источник - «Ships' logs give clues to Earth's magnetic decline» - «New Scientist»).
«Найдены доказательства чрезвычайно быстрой смены магнитных полюсов Земли». (06 сентября 2010 года, 18:38:20).
Магнитная “броня” планеты Земля
«Расчёты показывают, что к концу четвёртого тысячелетия (в 3991 г.) Земля может остаться на какое-то время без магнитного поля…» («nuclphys.sinp.msu.ru»).
«Для общего магнитного поля [Земли] ослабление почти до нуля рассчитано ещё в 1974 году. При сохранении современного градиента это 3991 год». («kp.ru», 12.04.2010 | 09:40).
«Самая опасная из возможных катастроф планетарного масштаба - инверсия, то есть смена полярности, магнитного поля Земли. В момент инверсии его напряженность ослабевает, оставляя людей беззащитными перед солнечной радиацией. По мнению академика Евгения Шемякина и кандидата физико-математических наук Сергея Цыганкова, процесс инверсии уже начался, и у человечества есть единственная возможность спастись - построить гигантские подземные убежища. Свою статью ученые опубликовали в журнале «Вестник РАН» под рубрикой "Точка зрения"». («inauka.ru», 31-05-2010, 13:40).
Причем точность прогнозируемых сроков не имеет значения, так как описываемый процесс может ускориться в любой момент.
Надеюсь, что человечество переживет надвигающуюся катастрофу. Вопрос только в том, какую цену придется заплатить…» (Ф.Д. «Прокляты и забыты». Часть 3).
В этой статье был поставлен вопрос о выживаемости человечества в период смены магнитных полюсов, когда напряженность магнитного поля Земли близка к нулю. Пора дать частичный ответ на это вопрос - каковы были условия во время предыдущих переполюсовок (инверсий), которых было немало в богатой событиями истории Земли.
Почему ответ лишь частичный - я напишу ниже, когда обращусь к другим, уже космическим, глобальным факторам, влияющим на существование человечества.
«Влияние космического излучения и вековых вариаций геомагнитного поля на климат и эволюцию жизни на Земле». (В.В. Кузнецов, Н.Д. Кузнецова. ИКИР ДВО РАН).
«Всем хорошо известно, что наука - это, прежде всего, инакомыслие. Но регулярная стрижка газонов дала то, что мы пожинаем сегодня». С.Г. Инге-Вечтомов (Санкт-Петербург).
«Показано, что вековые вариации геомагнитного поля (инверсии поля и экскурсы, т.е. явления, когда величина модуля геомагнитного поля значительно уменьшается относительно стабильного уровня), «управляют» временем появления периодов резкого потепления климата, а так же этапами резких изменений хода биологической эволюции Земли и, в частности, эволюции человека. В эти периоды, когда поле перестает выполнять защитные функции, в атмосферу Земли устремляется поток заряженных частиц, что приводит к резкому увеличению радиационного фона Земли. Повышенная радиация разрушает слой стратосферного аэрозоля, экранирующего Землю от солнечного излучения, что ведет к резкому потеплению и таянию ледников.
Увеличение уровня радиации на Земле в периоды инверсий и экскурсов вызывает генетические мутации животного и растительного мира. Так, например, в момент инверсии Гаусс-Матуяма, произошедшей примерно 2.3 млн. лет тому назад, произошла генетическая мутация человекоподобной обезьяны. В результате возник новый вид (гомо эректус), особи которого подверглись нескольким импульсным радиационным воздействиям, произошедшим в периоды экскурсов, и превратились, в конечном счете, в современного человека. Наиболее сильное воздействие радиации на предка человека произошло в период экскурсов Блейк и Ямайка (130-110 и 250-230 тыс. лет тому назад). Как было определено недавно, возраст прародительницы современного человечества - «африканской Евы» 230 тыс. лет, а возраст самой древней У-хромосомы составляет 100 тыс. лет. Зарождение современного человечества, как известно, произошло в Африке. Этот факт находит простое объяснение в контексте принципиально новой модели генерации геомагнитного поля «горячей» Земли и теории дрейфа магнитных полюсов Земли в моменты инверсий и экскурсов.
Введение
Возможная связь между изменениями климата и вековыми вариациями геомагнитного поля обсуждается уже много лет [Jacobs, 1994; Wollin et al., 1971; Wollin et al., 1978; Chave, Denham, 1979; Doake, 1977; Doake, 1978; Bassinot et al., 2002]. В работах [Rampino, 1979; Imbrie, Imbrie, 1980; Монин, Шишков, 2000; Bassinot, et al., 1994] отмечалась взаимосвязь между температурой поверхности Земли и изменением величины её магнитного момента. Теоретической основой такой связи принято считать теорию Дж. Кролла и Миланковича, согласно которой климатические изменения на Земле являются откликом на вариации в её орбите. Причина вариаций, происходящих с основными периодами 19, 23 и 41 тыс. лет, связана с возмущениями орбиты Земли за счет её эксцентриситета (периоды: 95, 136 и 413 тыс. лет), прецессии (19 и 23 тыс. лет) и наклона плоскости эклиптики. Из теории Миланковича следует, что изменения климата на Земле должны происходить в её северном и южном полушариях - в противофазе, в то время как анализ данных, полученных в Антарктиде и Гренландии, показал практически их полное совпадение.
Авторы [Монин, Шишков, 2000] задачу климата разбивают на две части. Одна из них состоит в определении глобальных горизонтальных неоднородностей полей температуры, создаваемых разностью инсоляций в экваториальных и полярных зонах. Другая половина задачи состоит в определении вертикальных неоднородностей температурного поля, включая парниковый эффект, создаваемых на Земле нагревом её поверхности солнечным излучением. В настоящей работе рассматривается вопрос, имеющий отношение ко второй половине задачи, в частности, к проблеме вертикального переноса солнечного излучения, прямо связанного с образованием парникового и антипарникового эффектов.
Принято рассматривать корреляцию между изменениями климата и вековыми вариациями магнитного поля Земли, при которых происходит либо полная (инверсии), либо почти полная перемена полярности (экскурсы) магнитного поля. При экскурсах, в отличие от инверсий, после смены полярности, геомагнитное поле вскоре возвращается в свое прежнее состояние. Протяженность экскурсов меняется от 100 лет до 10 тыс. лет.
Автор [Uffen, 1963] высказал предположение, что жизнь на Земле могла бы быть совершенно иной, если бы отсутствовало геомагнитное поле, т.е. отсутствовало его экранирующее от радиации космоса влияние. Согласно мнению Паркинсона (1986), жизнь на Земле могла бы зародиться лишь после того, как возникло геомагнитное поле.
Одно из следствий таких предположений состоит в том, что в моменты инверсий и экскурсов, когда напряженность геомагнитного поля близка к нулю, отклоняющее влияние его на космические лучи в течение периода этих вариаций существенно меньше. Считалось, что увеличение потока космических лучей приводит к росту мутаций. Можно было бы ожидать, что этот эффект должен проявляться и в виде аномально высокой скорости вымирания видов, которую можно оценить по смене видов ископаемых остатков. Действительно, авторы [Opdyke et al., 1973; Watkins, Goodel, 1967] утверждали, что им удалось обнаружить свидетельства связи между инверсиями геомагнитного поля и границами распространения фауны. Однако, по мнению большинства ученых, связь между мутациями и вымиранием видов крайне сомнительна. До настоящего времени общее мнение состояло в том, что достаточное экранирование обеспечивает атмосфера, и, если бы даже вся Земля подверглась воздействию того же потока космических лучей, как её высокоширотная область, биологический эффект был бы незначительным.
Позволим себе не согласиться с этим мнением и попытаемся это аргументировать. Новые подходы к проблемам мутации и вымирания видов необходимы, тем более что успехи, достигнутые в последние годы в области антропологии и молекулярной генетики, оказываются не совместимыми с общепринятой трактовкой хода эволюции.
Земля в потоке космических лучей
По космическим масштабам Земля расположена очень близко к Солнцу. Многие специалисты считают, что она вообще находится в области солнечной короны. Потоки заряженных частиц солнечного ветра с энергий от 1 эВ до 100 и более МэВ не попадают на Землю, т.к. отклоняются её магнитосферой (см. рис. 1). В атмосферу Земли способны проникнуть только галактические космические лучи (ГКЛ), обладающие энергией, большей т.н. «энергии обрезания». Для различных широт эта энергия различается, оставаясь в целом по Земле на уровне ~ 10 ГэВ. Частицы (протоны и мезоны) обладающие столь большой энергией, тем не менее, поверхности Земли не достигают, тормозя в её атмосфере, рассеиваясь на ядрах атомов воздуха, генерируя жесткое излучение и приводя к рождению элементарных частиц, в основном, π-мезонов. Мезоны распадаются с образованием мюонной и нейтринной компонент. Образующиеся при этих процессах мюоны и медленные нейтроны регистрируются на Земле нейтронными мониторами ГКЛ.
Не вызывает сомнения, что поток солнечных космических лучей, достигая Земли, вызывал бы несовместимую с жизнью радиационную обстановку. К счастью для Земли, она защищена от солнечного ветра своеобразным магнитосферным «зонтом». Представим себе, что по какой-то причине этот «зонт» порвался. На Землю, при этом, обрушится вся сила «дождя» солнечного ветра. Мало того, при этом произойдет разрушение радиационных поясов Земли, и на Землю, дополнительно к «дождю», попадут ещё и «брызги» от разрушенных радиационных поясов, своеобразных «резервуаров» - накопителей того же «дождя».
Потоки частиц в окрестности Земли
Поток протонов (ионов) солнечного ветра (СВ), обладающих энергией E = 1 - 100 Эв, на подходе к магнитосфере Земли равен jo ~ (10 - 100)×108 см-2 с-1. Поток ионов с энергией 100 эВ: j = 108 см-2 с-1. Суммарный поток протонов СКЛ (Е > 10 МэВ) в течение 19 цикла (1954-64) составил 7.2×1010 см-2.
Плотность потока протонов СВ (на орбите Земли) - 2.4×108 см-2 с-1. Плотность потока кинетической энергии - 0.3 эрг см-2 с-1. Плотность потока КЛ : 1 частица см-2 с-1, средняя плотность энергии частиц - 1 эВ/см3.
Геомагнитное обрезание: вертикально на тор Е ≥ 1.5×1010 эВ, на геомагнитную широту 51º Е ≥ 2.5×109 эВ. Интенсивность ГКЛ на экваторе меньше, чем в полярных широтах - широтный эффект. В радиационных поясах: для Е > 30 МэВ поток 103 см-2 с-1; для частиц Е > 1 МэВ, поток 105 см-2 с-1».
Ф. Дергачев «Земля и Вселенная». Часть 3
«Влияние космического излучения и вековых вариаций геомагнитного поля на климат и эволюцию жизни на Земле». (Продолжение).
http://4humanity.livejournal.com/21501.html