ПОЛЯРНОЕ СИЯНИЕ

 
Но где ж, натура, твой закон?
С полночных стран встает заря!
Не Солнце ль ставит там свой трон?
Не льдисты ль мечут огнь моря?
Се хладный пламень нас покрыл,
Се в ночь на землю день вступил!
 

Эти слова, посвященные одному из наиболее удивительных и красивых явлений природы – полярному сиянию, написаны в XVIII веке великим русским ученым М.В.Ломоносовым, положившим успешное начало исследованию этой загадки природы. И хотя в последние десятилетия велось активное изучение этого феномена и оно потеряло значительную долю таинственности, которой окутывалось раньше, полярное сияние продолжает поражать людей, которым посчастливилось его наблюдать.

Полярное сияние представляет собой поистине завораживающее зрелище: разноцветные дуги, лучи, пятна, кольца, вихри, которые быстро движутся по воздуху, переливаясь различными цветами – от красного сияние, образовавшее дугу длиной 4827 км, но это далеко не предел! Иногда движение и игра цветами этого удивительного природного калейдоскопа может длиться часами, то угасая, то разгораясь с новой силой.

Сейчас ученым известна природа полярного сияния, его могут создавать искусственно и детально классифицировать. Но еще не так давно на протяжении многих веков это удивительное природное явление вызывало у людей суеверный страх или благоговейный трепет. Для древних викингов полярное сияние было ликом их верховного бога Одина и считалось благоприятным знамением. Жители Гренландии уверены, что в сполохах полярного сияния находятся души их предков, живущие после смерти на небесах. А что же видят в этом переливающемся всеми цветами радуги свете ученые? Ответ прост: электрическое свечение верхних разреженных слоев атмосферы.

Общеизвестен факт, что от Солнца во все стороны, наряду с волнами электромагнитного излучения, распространяются с огромной скоростью потоки электрически заряженных частиц (протонов и электронов), получившие названия солнечного ветра. Его взаимодействие с магнитным полем Земли приводит к повышенной концентрации заряженных частиц в зонах, окружающих геомагнитные полюсы нашей планеты, что объясняет, почему именно в Арктике и Антарктике чаще всего можно наблюдать полярное сияние. Сталкиваясь с атомами кислорода и азота, солнечные частицы приводят их в возбужденное состояние, то есть сообщают им электрический заряд, в результате чего, выделяя избыток энергии, молекулы воздушного вещества дают яркое световое излучение. Если замена электронов происходит в молекулах кислорода, излучение приобретает оттенки в зеленой и красной областях спектра, если в молекулах азота – сияние приобретает фиолетовые оттенки. Такие процессы могут происходить только в высоких слоях атмосферы, поскольку в низких, более плотных слоях сталкивающиеся атомы и молекулы воздуха сразу же отнимают друг у друга энергию, полученную от солнечных частиц. Как правило, полярное сияние можно наблюдать на высоте от 80 до 1000 км.

Появление полярного сияния, его частота и интенсивность подвержены определенным закономерностям. Максимальная активность небесного свечения в течение суток отмечается около 23.00, сезонный пик активности приходится на дни равноденствия и близкие к ним промежутки времени: март-апрель и сентябрь-октябрь. Если брать более серьезные промежутки времени, то максимальные пики активности полярного сияния представляют собой циклы, состоящие примерно из 27 дней и 11 лет, именно через такие временные промежутки полярное сияние возникает чаще обычного и, помимо северного и южного полюсов, его можно наблюдать и в более низких широтах. Эти циклы совпадают с периодами высокой активности магнитного поля Земли, так называемыми «магнитными бурями». Последние, в свою очередь, связаны с солнечной активностью. 27 суток – это период вращения Солнца, а через каждые 11 лет на нем циклично повышается активность, выражающаяся в появлении мощных групп пятен и сильных вспышек, вследствие чего усиливается интенсивность солнечного ветра – основного фактора, влияющего на возникновение полярного сияния.

Сейчас по классификации, составленной в 1963 году, полярные сияния делятся на три группы: лентообразные, диффузные и лучи. К первым относятся сияния в форме дуг и полос, с непрерывной нижней границей; дуги представляют собой арку с правильным, резко очерченным нижним краем, полосы более подвижны, чем дуги, нижний край у них неправильный, он содержит изгиб или складку. Лентообразные полярные сияния простираются в небе на тысячи километров по горизонтали и на сотни километров по вертикали, при этом толщина их составляет всего несколько сотен метров, из чего ученые делают вывод, что данный тип полярных сияний вызывается узким электронным пучком. Часто лентообразные формы возникают в несколько ярусов, простирающихся один над другим через весь небосвод, что представляет неописуемое и захватывающее зрелище. Диффузные формы полярного сияния имеют вид пятен с нечеткими границами, напоминающих облака, или вид вуали, представляющей собой протяженное однородное свечение. Такие формы обычно возникают в зоне полярных сияний на последней стадии их развития. Лучи представляют собой узкие пучки света и располагаются в небесном пространстве вдоль силовых линий магнитного поля Земли, они бывают различной длины, могут находиться тесно друг возле друга, а могут быть разбросаны по всему небосклону. Лучи часто наблюдаются вместе с другими формами полярного сияния.

Полярные сияния различаются также по структуре. Она бывает однородной, когда отсутствует внутренняя структура свечения, без видимых лучей, волокнистой, состоящей из беспорядочных полосок или волокон, расположенных параллельно нижнему краю, или лучистой, как бы сотканной из массы отдельных, мерцающих лучей. Еще один элемент классификации полярных сияний – степень активности явления. Спокойные формы сияний почти не меняются или меняются, но очень медленно, в то время как активные формы подвержены быстрым изменениям во времени и пространстве, они обычно ярче спокойных.

Существует также несколько локальных особенностей полярных сияний, приводящих к отклонениям явления от общих закономерностей. Так, учеными было обнаружено влияние береговой линии на морфологию этого явления – сияния над морем обладают большой подвижностью, а интенсивность его над островами, мелями и районами опреснения морских вод заметно уменьшается. Помимо этого, береговая линия влияет и на высоту полярного сияния: вблизи берега она минимальна, но повышается как в сторону моря, так и в сторону суши. Ученые еще не до конца изучили эти закономерности, и единственным объяснением «берегового эффекта» на сегодняшний день остается взаимодействие переменного тока в сияниях с токами, наведенными в море. Еще одной локальной особенностью полярных сияний является неравномерность их распределения, постоянная во времени, то есть не зависящая от уровня геомагнитной активности. Области максимальной и минимальной плотности и частоты возникновения полярных сияний были сопоставлены с картами геомагнитного поля, в результате чего области наибольшего сосредоточения сияний совпали с районами магнитных аномалий. Наибольшую активность полярные сияния проявляют в зоне Восточно-Сибирской магнитной аномалии.

Сегодня на вооружении у ученых находится огромное количество современной фото– и видеотехники, лаборатории с новейшим оборудованием, сверхчувствительные радиолокаторы, что дает возможность успешно проводить широкомасштабные исследования полярного сияния по всему миру и отвечать на вопросы, которые в течение многих столетий не давали покоя человечеству. С помощью радиолокации можно проследить движение полярного сияния даже при солнечном свете, точно определить высоту и протяженность этого явления. В 1985 году советскими и французскими учеными был успешно проведен эксперимент по созданию искусственного полярного сияния, получивший название «Араке». Таких экспериментов проводилось еще много, они помогли досконально определить механизм возникновения полярного сияния, дали дополнительные возможности в изучении магнитного поля Земли, солнечного излучения, процессов, происходящих в ионосфере, и влияния этих процессов на погоду вблизи земной поверхности. Последнее десятилетие изучение полярного сияния активно ведется и с искусственных спутников Земли. Однако ученые справились еще не со всеми загадками, которые поставила перед ними природа. Точно предсказать заранее место и время возникновения полярного сияния, его будущие особенности и интенсивность наука пока что не в силах. До сих пор нет объяснения связи этого явления с погодой – остается открытым вопрос о том, почему полярные сияния чаще всего наблюдаются в морозные ночи.

У многих северных народов появление на небе разноцветных мерцающих огней не вызывает чувства восхищения, для них это – дурной знак. Сейчас мы можем с уверенностью сказать, что некоторая доля правды в этом есть. Известно, что это явление напрямую связано с магнитными полюсами Земли и особенно часто возникает во время так называемых «магнитных бурь», которые, в свою очередь, неблагоприятно влияют на человеческий организм. Возможно, за многовековую историю своего существования эти северные народы уловили некоторую закономерность между возникновением полярного сияния и ухудшением самочувствия. Но мы-то знаем, что само по себе это захватывающее явление природы не несет в себе никакого вреда, оно – лишь отражение процессов, происходящих на Солнце, и их взаимосвязи с магнитными полюсами нашей планеты. И вряд ли современный человек, знающий причину возникновения полярных сияний, если ему посчастливится стать свидетелем этого удивительного зрелища, будет в тот момент думать о солнечных частицах и их взаимодействии с земными веществами. Скорее всего, он как завороженный будет наблюдать этот уникальный танец света, цвета и форм, чтобы не забыть его больше никогда. И лишь потом, когда покинут темный небосклон последние отблески этого чуда природы, он, может быть, задумается, откуда взялись в небе столь удивительные и живые краски?

ЧЕМ ГРОЗИТ НАМ СМЕНА ПОЛЮСОВ ЗЕМЛИ

Ученые обнаружили, что в магнитном поле Земли образуются мощные прорехи, свидетельствующие о том, что магнитные полюса планеты в скором времени поменяются местами. Звучат мнения, что в связи с этим можно ожидать новых природных катаклизмов мирового масштаба наподобие Всемирного потопа и Страшного суда.

К такому выводу пришли специалисты из датского Центра планетарных исследований. Эти выводы поддержали их коллеги из университета Лидса (Великобритания) и французского Института физики Земли, а также американские ученые из Флоридского международного университета в Майами.

По мнению исследователей, за последние столетия плотность магнитного поля Земли значительно снизилась. Воздействие этого в 1989 году ощутили на себе жители востока Канады. Солнечные ветры прорвались через слабый магнитный щит и вызвали тяжелые поломки в электрических сетях, оставив Квебек без света на девять часов.

Считается, что магнитное поле нашей планеты генерируется потоками расплавленного железа, окружающего ядро Земли. Датский космический спутник обнаружил в этих потоках завихрения (в районах Арктики и южной Атлантики), которые могут заставить их поменять направление своего движения. Но многие специалисты считают, что в ближайшее время этого, к счастью, не произойдет.

И все же, если прогнозы сбудутся, последствия могут оказаться катастрофическими. Мощные потоки солнечной радиации, которые из-за магнитного поля сейчас не могут достичь атмосферы, нагреют ее верхние слои и вызовут глобальные изменения климата. Сейчас внешний «магнитный щит» планеты защищает все живое от солнечной радиации. Без него солнечный ветер и плазма от солнечных вспышек будут достигать верхних слоев атмосферы, нагревая ее и вызывая катастрофические изменения климата. Другими словами, в момент смены полюсов произойдет резкое ослабление магнитного поля: это приведет к скачкообразному повышению уровня солнечной радиации. Космические лучи убьют все живое или вызовут мутации. Из строя выйдут все электрические, навигационные и коммуникационные приборы и спутники, находящиеся на земной орбите. Мигрирующие животные, птицы и насекомые потеряют способность к ориентации. При этом заранее рассчитать, где окажется суша, а где море, невозможно.

Правда, когда в марте 2001 года менялись магнитные полюса на Солнце, исчезновений магнитного поля не зафиксировали. Солнце меняет свои магнитные полюса раз в 22 года. На Земле такие стрессы происходят значительно реже, но все же происходят. Возможно, что катаклизмы в биосфере планеты, когда исчезали от 50 до 90 % ее фауны, связаны как раз с перемещением полюсов. Ученые отмечают, что именно исчезновение магнитного поля привело к испарению атмосферы на Марсе.

Происхождение магнитного поля Земли и по сей день остается загадкой, хотя существует много гипотез для объяснения этого феномена. То магнитное поле, которое существует на земной поверхности, является суммарным полем. Оно образуется за счет ряда источников: токов, пересекающих поверхность Земли, так называемого вихревого поля; внешних, космических источников, не связанных с Землей, и, наконец, магнитного поля, обусловленного причинами внутренней динамики Земли.

По геомагнитным данным, полюса совершали рокировку в среднем каждые 500 тысяч лет. Согласно другой гипотезе, последний раз это случалось примерно 780 тыс. лет назад. При этом сначала дипольное магнитное поле Земли исчезало и вместо него наблюдалась гораздо более сложная картина множества полюсов, разбросанных по планете. Затем дипольное поле восстанавливалось, но Северный и Южный полюса при этом поменялись местами.

Смена магнитных полюсов Земли – это не одномоментное явление, а длительный геологический процесс, измеряемый десятками тысяч и даже миллионами лет. Правда, некоторые ученые считают, что такие перемены происходили в течение очень короткого времени. Если бы смена полюсов растягивалась на длительный срок, говорят они, то жизнь на нашей планете в эти промежутки была бы уничтожена солнечной радиацией, которая беспрепятственно проникала бы в атмосферу и достигала ее поверхности, поскольку для солнечного ветра, кроме магнитного поля, нет преград.

А пока что наблюдается возрастание скорости перемещения магнитных полюсов, что никак не походит на обычный, «фоновый» дрейф. Так, например, магнитный полюс Северного полушария «пробежал» за последние 20 лет более 200 км в южном направлении.

Полюсов, как известно, две пары – географические и магнитные. Через первые проходит воображаемая земная ось, вокруг которой вращается наша планета. Они находятся на широте 90 градусов (северной и южной соответственно) и нулевой долготе – все линии долготы сходятся в этих точках.

Теперь о второй паре полюсов. Наша планета – это огромный шаровой магнит. Движение расплавленного железа внутри Земли (точнее, в жидком наружном ядре) создает вокруг нее магнитное поле, которое защищает нас от губительной солнечной радиации.

Ось земного магнита наклонена по отношению к оси вращения Земли на 12 градусов. Она даже не проходит через центр Земли, а располагается примерно на 400 км в стороне от него. Точки, в которых эта ось пересекает поверхность планеты, и есть магнитные полюса. Понятно, что из-за такого расположения осей полюс географический и полюс магнитный не совпадают.

Географические полюса тоже движутся. Наблюдения станций Международной службы движения полюсов Земли и измерения геодезических спутников показывают: ось планеты отклоняется со скоростью около 10 см в год. Главная причина – движение земных плит, которые вызывают перераспределение массы и изменение во вращении Земли.

Японские ученые выяснили, что Северный полюс движется в сторону Японии со скоростью примерно 6 см в 100 лет. Он перемещается по долготе под влиянием землетрясений, которые чаще всего случаются в районе Тихого океана.

В последние годы смещение географического полюса ускорилось, как и движение магнитного. Если это продолжится, то через какое-то время полюс окажется в районе Больших Медвежьих озер Канады… Французский профессор геофизики Готье Юло в 2002 году уже поднял панику, обнаружив ослабление магнитного поля Земли около полюсов, что может интерпретироваться как ранний признак близкой смены полюсов.

Согласно еще одной гипотезе, мы живем в уникальное время: происходит смена полюсов на Земле и осуществляется квантовый переход нашей планеты на ее двойник, находящийся в параллельном мире четырехмерного пространства. Высшие цивилизации (ВЦ) для уменьшения последствий планетарной катастрофы этот переход осуществляют плавно, чтобы создать благоприятные условия для зарождения новой ветви Сверхцивилизации Богочеловечества. Представители ВЦ считают, что старая ветвь Человечества не разумна, поскольку она за последние десятилетия, по крайней мере, пять раз могла уничтожить все живое на планете, если бы не своевременное вмешательство ВЦ.