От магнитного поля Солнца к магнитному полю планет

Владимиров Е.А. и Владимиров А.Е.

В статье «Физическая природа магнитного поля Солнца и планет» был раскрыт физический «механизм» возникновения и инверсии полюсов магнитного поля Солнца. Спектроскопическим анализом обнаружены магнитные поля и у других звёзд с величиной напряжённости до 5000 эрстед. У звезды 78 созвездия Девы она составляет 1500 эрстед. Нет сомнения в идентичности «механизма» магнетизма звёзд с магнетизмом Солнца, а отличие величины напряжённости магнитного поля у различных звёзд и у Солнца обусловлено отличием их массы, температуры и угловой скорости.

Именно эти характеристики звёзд определяют степень и количество смещённых электронов под воздействием излучения внутренних объёмов звёздного вещества в направлении поверхности. Возможность изменения угловой скорости вращения наружного объёма вещества звезды при постоянстве угловой скорости её внутреннего объёма обусловлена падением на их поверхность комет и других больших космических тел с величиной массы от 10¹⁰ до 10¹⁷ грамм.

В результате возникает замкнутый вокруг оси вращения звезды электрический ток, создающий магнитное поле. Падение тел в следующем цикле активности с противоположным направлением движения приводит к инверсии магнитных полюсов в результате изменения направления электрического тока.

Рассмотрим «работу» этого же «механизма» применительно к Земле и другим планетам, поскольку исключаем возможность возникновения и инверсию магнитного поля Земли как в результате намагничивания слагающих её недра пород внешним (космическим) магнитным полем, так и в результате наличия в ядре Земли двух частей вещества (на различном расстоянии от её центра), вращающихся с различной угловой скоростью (динамо-теория), что приводит к возникновению замкнутого вокруг оси вращения Земли электрического тока, создающего её магнитное поле.

Физический механизм магнетизма Земли и планет

Возьмём из динамо-теории рациональное зерно – возможность возникновения кругового электрического тока в результате разности угловых скоростей вращения объёмов вещества Земли (планет), расположенных на различном удалении от её центра. Установленный факт смещения  континентов Земли относительно мантии свидетельствует о возможности аналогичного смещения и всей земной коры в целом, вместе с континентами.

Учитывая высокую температуру внутренней части вещества Земли и её понижение в направлении поверхности, а также открытое явление увлечения электронов тепловыми «волнами», (возникающими в результате колебаний кристаллической решётки горячего твёрдого вещества), распространяемыми в направление поверхности Земли, можно утверждать следующее.

В объёме массы Земли, как и в объёме Солнца, происходит смещение электронов из внутреннего объёма в её внешние слои, в частности в кору. В результате кора Земли имеет избыток электронов, а остальная часть земного шара – соответствующий избыток положительных зарядов.

При таком распределении электрических зарядов различие по величине угловой скорости у этих частей массы Земли в одно и тоже время равнозначно наличию замкнутого вокруг земной оси электрического тока и соответствующего ему магнитного поля.

При этом в случаях, когда угловая скорость коры Земли меньше угловой скорости остальной её части, направление электрического тока соответствует круговому движению положительных зарядов, в противоположном случае – такому же движению электронов.

Изменения направления электрического тока в электромагнитах приводит к изменению полярности создаваемого им магнитного поля. Этим объясняется инверсия магнитного поля Земли.

Остаётся только объяснить: какие силы могут неоднократно уменьшать и увеличивать угловую скорость вращения только одной коры Земли, вызывая впоследствии и изменение угловой скорости остальной её части?

По нашему мнению, наиболее вероятной причиной таких изменений являются происходящие на Земле ледниковые периоды. Накопление массы льда в полярных областях Земли и особенно в Антарктиде и в Гренландии в ледниковые периоды, приводит к уменьшению уровня поверхности Мирового океана на сто с лишним метров.

В результате масса коры Земли (включая массу воды Океана) в области её полюсов увеличивается, а на остальной части поверхности уменьшается. По мере перемещения указанных масс вещества в область полюсов, имеющих меньшее расстояние поверхности от оси вращения Земли, угловая скорость вращения земной коры (в результате действия закона сохранения момента количества движения) увеличивается без увеличения угловой скорости остальной части Земли, так как  на границе Махаровича, вероятнее всего, имеется жидкая прослойка по всей поверхности раздела этих двух частей земного шара. Об этом свидетельствует отражение от этой границы акустических волн.

По мере завершения ледникового периода и постепенного таяния накопленной массы льдов в области полюсов, восстанавливается прежний, более высокий уровень Мирового океана. Соответственно уменьшается угловая скорость коры Земли до первоначальной величины, которая не равна угловой скорости остальной части Земли, а меньше её. Это обусловлено тем, что в один из межледниковых периодов формировалась последняя, самая молодая горная система - Альпы, что и привело к уменьшению угловой скорости коры Земли.

То, что земная кора имеет самостоятельную скорость вращения относительно остальной части Земли, подтверждается существенной величиной изменения её угловой скорости под воздействием внешних факторов ( в частности в результате  кратковременного увеличения массы потока «солнечного ветра» в момент солнечных вспышек), поскольку это воздействие воспринимается не всей массой Земли, а лишь массой земной коры, составляющей всего 0.8% от общей массы планеты. Это оказывается возможным благодаря тому, что промежуточный слой между земной корой и её остальной частью имеет незначительную вязкость, позволяющую им смещаться друг относительно друга при вращении вокруг земной оси. По этой причине ускорение вращения коры Земли относительно остальной её части всё же вовлекает постепенно во вращение и эту основную часть массы земного шара, что вызывает и её ускорение, но меньшее по величине, чем у земной коры.

В результате этого, к моменту максимума ледникового периода, когда накопление массы льдов в области полюсов уже фактически не происходит, разница угловых скоростей этих двух частей Земли становится минимальной. Наступающее за максимумом оледенения уменьшение массы льда в области полюсов вызовет соответствующее уменьшение угловой скорости земной коры, а остальная часть объёма Земли, из-за её инерционности (обусловленной тем, что её масса составляет 99.2% всей массы земного шара), ещё некоторое время сохранит свою угловую скорость почти неизменной.

Указанное обстоятельство приведёт к тому, что угловые скорости обеих частей Земли в какой-то момент времени сравняются. В результате этого исчезнут замкнутый вокруг земной оси электрический ток и магнитное поле Земли. Последующее замедление вращения земной коры приведёт (со сдвигом по времени) и к замедлению вращения остальной части, но теперь уже земная кора будет иметь меньшую угловую скорость по сравнению с остальной частью земного шара.

По этой причине направление электрического тока, обусловленное теперь движением избыточного числа положительных электрических зарядов, изменится на противоположное, что и приведёт к инверсии магнитного поля Земли, то есть к смене его полярности.

Изменение угловой скорости основной части Земли под воздействием изменения скорости вращения коры и приводит к тому, что продолжительность переполюсовки (с восстановлением прежнего уровня напряжённости) происходит достаточно быстро, примерно за 10 тысяч лет, при средней продолжительности ледниковых периодов и периодичности инверсии магнитного поля Земли около 200 тысяч лет (данные относятся к последним 5 млн. лет). После окончания процесса инверсии магнитного поля величина его напряжённости меняется незначительно.

Эта особенность земного магнетизма свидетельствует о том, что разница скорости вращения обеих частей Земли большую часть ледникового и межледникового периодов остаётся неизменной.

В настоящее время эта разница составляет ~ 30 км/год или 3.5  м/час поскольку, по данным В.И. Почтарёва[1], с такой скоростью сейчас смещаются все центры векового хода изменений магнитного поля Земли, так как есть основания предполагать, что эти центры - глубинные магнитные аномалии, расположенные в мантии Земли, а не в её коре.

Меньшая скорость вращения мантии Земли в настоящее время по сравнению со скоростью вращения земной коры, и приводит к смещению этих центров в направлении с востока на запад.             

Палеомагнитные исследования позволили сделать вывод, что примерно 570 млн. лет тому назад, магнитные полюса Земли были расположены в районе её экватора и постепенно перемещались в направлении её географических полюсов, то есть переместились в их теперешнее положение. По расчётам магнитолога Б.М. Яновского для поворота оси Земли на 90º требуется приложить к её концу силу, равную почти 10 млрд. ньютонов. Но причин возникновения в этом месте сил даже в 1000 раз меньше науке не известно.

Это свидетельствует о том, что земная кора - как целое - может отдельно от остальной части Земли смещаться не только вдоль её «параллелей», но и вдоль её «меридианов».

Наша концепция магнетизма Земли позволила объяснить «физический» механизм создания и изменения величины земного магнитного поля, а также причину его инверсии.

Магнетизм других планет

Для начала приведём данные о величине магнитных полей всех планет Солнечной системы (в эргах): Меркурий – 0.03; Венера – 0.046; Земля – 0.5; Марс – 0.07; Юпитер – 600; Сатурн – 370; Уран – 32; Нептун – 30.

Наша концепция позволяет следующим образом объяснить и магнетизм планет, и большой диапазон отличия величин напряжённости их магнитного поля.

Планета Меркурий: масса в 20 раз меньше массы Земли, средняя плотность его вещества 5.4 г/см³,  температура поверхности около 500º С. Масса Меркурия не может состоять из никеля и чистого железа, поскольку удельная плотность чистого железа 7.9 г/см³, а никеля даже 8.9 г/см³.

Известно, что самым распространёнными химическими элементами в Солнечной системе (без учёта водорода) являются кислород и кремний. Именно железо и эти два элемента составляют большую часть массы железокаменных метеоритов, имеющих удельную плотность почти той же величины, что и у Меркурия.

Следовательно, эта планета состоит в основном из бурого, красного и магнитного железняка (окислы железа) и силицида железа (FeSi₂).

Несмотря на высокую температуру вещества Меркурия (даже на поверхности ~ 500º С), некоторая часть вещества, обладающего свойством остаточной намагниченности находиться вблизи поверхности планеты, где температура ниже температуры точки Кюри и способна сохранять остаточную намагниченность.

При отсутствии оболочки, подобной земной коре, и океанов именно остаточной намагниченностью и обусловлен незначительный магнетизм планеты, который, вероятнее всего, не имеет инверсии магнитного поля, поскольку для этого нет условия.

Венера. По химическому составу вещества и строению подобна Земле, то есть имеет и кору. Температура поверхности около 500º С. Практически не имеет вращения вокруг своей оси, в то же время обладает магнитным полем.

Особенностью Венеры являются высокая плотность атмосферы (~ в 100 раз больше, чем у Земли) и наличие высокой скорости её движения в одном и том же направлении вокруг поверхности планеты, в направлении против существовавшего ранее её вращения вокруг своей оси, аналогично вращению Земли.

В результате торможения коры Венеры встречным движением её атмосферы она практически перестала вращаться, но остальная (внутренняя) часть массы сохранила некоторую величину скорости в прежнем направлении. Это и является причиной магнетизма Венеры. Инверсия её магнитного поля может произойти, если скорость обратного вращения её коры в результате вращения вокруг поверхности планеты всей атмосферы, станет больше скорости вращения остальной части Венеры.

Магнетизм Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна, поскольку значительная часть их массы, примыкающей к поверхности, находится в газообразном состоянии, а температура в центре высокая, обусловлен тем же физическим «механизмом», как у Земли, Венеры и Солнца. Причиной возникновения их магнитного поля и его инверсия является падение на них космических тел, как и на Солнце.

Сфера гравитационного действия планет (как и всех космических тел), в пределах которой они могут «захватывать» из космоса другие тела тем больше, чем больше их масса ( с учётом радиуса орбит) и чем больше их угловая скорость.

Юпитер – как самая массивная планета – имеет самую большую напряжённость магнитного поля. На эти планеты, так же как на Солнце, падающие тела могут в некоторые периоды времени иметь различное направление движения относительно вращательного движения этих планет, на них также  может происходить «переполюсовка», то есть инверсия их магнитного поля.

Таким образом, наша концепция позволила ответить на все вопросы, касающиеся магнетизма планет.

27 января 2008.