Магнитное поле Земли

Владимиров Е.А. и Владимиров А.Е.

В продолжение статей, опубликованных в нашем журнале, об явлениях, происходящих в связи с перемещением литосферы, то есть земной коры, относительно остальной части нашей планеты, необходимо особое внимание уделить магнитному полю Земли, ибо именно оно является производной от этого перемещения. Не было бы сдвигов литосферы – не существовало бы и земное магнитное поле, а роль его в развитии человеческой цивилизации трудно переоценить. Ещё толком не представляя что это такое, люди начали использовать его свойства более 4000 тысяч лет назад.

Как повествует одна из древнейших легенд китайского народа, император Хуанг-Ти, живший в те далёкие времена, совершал свои путешествия и военные походы на повозке с насаженной на вертикальный стержень фигуркой человека, которая могла на нём вращаться. Её вытянутая вперёд рука всегда показывала на юг. Это был первый на Земле компас, изготовленный человеком. Совсем недавно стало известно, что задолго до Колумба Америку открыли китайские мореплаватели. В одной из китайских энциклопедий сообщается об использовании компасов в виде вращающейся стрелки при судовождении уже с конца XIII века.

Учёные всего лишь 400 лет назад узнали о том, что Земля является магнитом, и пытаются разгадать тайну возникновения её магнитного поля. За прошедшее время ими предложено много гипотез о физической природе земного магнетизма, однако пока ещё ни одна из них не принята безоговорочно учёными, занимающимися решением этой проблемы.

Гипотезы земного магнетизма

Честь открытия того, что Земля – большой магнит, а причина земного магнетизма находится внутри планеты, принадлежит придворному лекарю английской королевы Елизаветы Тюдор и выдающемуся естествоиспытателю своего времени Уильяму Гильберту. Это открытие являлось результатом его восемнадцатилетних исследований свойств магнитных тел, оно было опубликовано в его научном труде, изданном в Лондоне в 1600 г.

Огромное прикладное значение имели знания и сведения о магнитном поле Земли для России, с её огромной территорией и необходимостью сухопутных экспедиций и судоходства по морям и океанам, что хорошо понимал Пётр I. На первом же заседании Российской академии наук, созданной по его «Указу» в 1724 г. и на котором он сам присутствовал, научные исследования и изыскания в этом направлении были отнесены к разряду важнейших. Первую работу по земному магнетизму выполнил в России Эйлер. Выведенная им формула позволяла расчётным путём определить величину магнитного поля Земли в любой точке её поверхности.

Михаил Ломоносов, став академиком в 1745 г., так же занимался проблемой земного магнетизма, которая на тот момент времени являлась самой сложной в области физики. Он, как и Гильберт, считал Землю большим магнитом, но составленным из множества магнитов малых размеров, имеющих различную магнитную силу и различно ориентированных по сторонам «света». Это, по его мнению, следовало из факта наличия несовпадений в отдельных местах расчётов и измерений магнитного поля Земли. Ломоносов оказался прав в той части, как выяснилось впоследствии, что расхождение данных было обусловлено местными скоплениями (залежами) железной руды, подобными Курской магнитной аномалии. Огромную работу по определению величины магнитного поля Земли во многих местах её поверхности выполнил профессор Казанского университета Иван Михайлович Симонов в период его участия (в качестве астронома) в кругосветном путешествии на шлюпах «Восток» и «Мирный» под командованием Беллинсгаузена и Лазарева. В 1835 г. он опубликовал свой научный труд «Математическая теория земного магнетизма». (Аналогичный научный труд «Общая теория земного магнетизма» был опубликован и немецким физиком Карлом Фридрихом Гауссом в 1839 г.).

В своём научном труде Симонов строго (в понятиях математики) доказал, что геомагнитное поле, в общих чертах, подобно магнитному полю расположенного в центре Земли особого магнита, в котором расстояние между полюсами является бесконечно малым. Такие магниты получили название «магнитный диполь», а его поле называется дипольным. Согласно теориям электромагнетизма Эрстеда и Электродинамики Ампера, именно такое магнитное поле создаёт один виток (кольцо) электрического проводника, по которому пропущен (движется) электрический ток. Уже в 1820 г. Ампер, выступая по проблеме происхождения земного магнетизма на заседании Парижской академии наук сказал: «Простая мысль, которая могла естественно возникнуть у того, кто хотел бы объяснить постоянное направление магнитной стрелки с юга на север, это предположить, что в Земле имеются электрические токи». По его мнению, где бы магнетизм ни проявлялся, он всегда рождается электрическим током.

В развитие гипотезы Ампера об электрической природе геомагнетизма немецкий физик Т. Шломки и американский физик В. Сван считали, что в объёме планеты Земля происходит разделение в пространстве электрических зарядов противоположных знаков. При этом вблизи поверхности земного шара возникает избыток электрических зарядов одного знака, а в объёме остальной его части точно такой же по величине избыток (по числу носителей) электрических зарядов другого знака. Поскольку происходит вращение Земли вокруг своей оси, то при определённых условиях (при нарушении равенства количества электрических зарядов, имеющих различные знаки) вращение электрических зарядов вместе с Землей вокруг её оси эквивалентно их замкнутому направленному движению, то есть электрическому току. Этот ток и создаёт, по их мнению, земное магнитное поле. Однако эти учёные не смогли предложить физических процессов, способных осуществить пространственное разделение электрических зарядов различных знаков в объёме земного шара и периодически создавать избыток электрических зарядов то одного, то другого знака, без чего невозможно изменение геомагнитного поля по величине и направлению. Это дало основание их оппонентам критически отнестись к предложенной гипотезе, в результате чего она не получила дальнейшего развития.

Альберт Эйнштейн объяснял природу земного магнетизма магнитомеханическим эффектом. Он предполагал, что при вращении тел из ферромагнитного материала, который содержался и в объёме Земли, эти тела будут самопроизвольно намагничиваться (даже при отсутствии внешнего магнитного поля), поскольку существует причинно-следственная связь между механическим и магнитным моментами электронов атомов, составляющих вещество ферромагнетиков. Благодаря наличию этой связи магнитные моменты электронов ориентируются по направлению вращения ферромагнитного тела, что и приведёт к возникновению магнитного поля. Однако, проверка этой гипотезы его коллегой Самуэлом Барнетом показала, что получаемый при этом эффект, применительно к телу, имеющему размеры и свойства подобные планете Земля, в 10¹⁰ раз меньше, чем магнитный момент земного шара.

Постепенно учёные стали всё больше склоняться к мысли, что существует связь магнитного поля Земли со сложной структурой её строения. Американский геофизик Вальтер Эльзассер, исходя из особенностей строения Земли (наличия у неё жидкого металлического ядра), в 1939 г. предложил свою гипотезу возникновения геомагнитного поля. Он считал, что в жидкой массе земного ядра из-за разности температуры центральной и наружной его частей, возникнут крупномасштабные вихри вещества в плоскостях, параллельных земной оси, которые под воздействием сил Кориолиса, обусловленных вращением Земли, изменят своё расположение на 90° и их плоскости окажутся перпендикулярными оси вращения земного шара. При этом из-за разности температуры в центре и на периферии земного ядра в веществе вихрей возникнет термо-ЭДС, обусловленная изменением свойств однородного вещества, находящегося под различным давлением. Образующиеся в вихрях металлического жидкого вещества ядра (в результате термо-ЭДС) электрические токи и создадут геомагнитное поле.

Однако оставались большие сомнения в возможности возникновения термо-ЭДС в однородном по химсоставу веществе, отличающегося только величиной давления, влияющего на его плотность.

В 1943 г. наш соотечественник физик-теоретик Яков Френкель сформулировал гипотезу, развивающую идею Эльзассера. По его мнению основная причина возникновения геомагнитного поля не термо-ЭДС в веществе вихрей, а их взаимодействие друг с другом, ведущее к возникновению электрического тока, если существует внешнее или внутреннее хотя бы очень слабое «затравочное» магнитное поле, направленное вдоль оси вращения Земли. В этом случае вихревые движения жидкого металлического вещества земного ядра поперёк оси её вращения вызовут возникновение электрического тока, который будет создавать магнитное поле, имеющее то же направление, что и «затравочное» магнитное поле.  Таким образом, создадутся условия аналогичные тем, которые существуют в динамо-машинах с самовозбуждением. В таких генераторах тока витки провода обмотки статора машины (создающие в них магнитное поле, которое пересекается витками провода обмотки его ротора) подключаются к тем же контактам генератора, что и внешняя нагрузка. В результате это приводит к увеличению остаточного «затравочного» магнитного поля, сохраняемого в изготовленном из ферромагнитного материала статоре динамо-машины, выполняющего одновременно и роль магнитопровода.

Но и эта гипотеза, основанная на динамо-эффекте, вызвала сомнения. Для устранения сомнений её усовершенствовал английский геофизик Эдвард Буллард. Он считал, что магнитное поле Земли (в соответствии с принципом динамо-эффекта) возникает из-за различия угловых скоростей движения жидкого вещества земного ядра и остальной массы вещества планеты. Но одного этого недостаточно. Чтобы индукционные электрические токи, порождающие магнитные поля, возникли в веществе земного ядра, дополнительно необходимо наличие в нём неоднородного вращения (различной по величине угловой скорости) разных частей его массы. В принципе это возможно, если в жидком веществе ядра имеются перемещения более тёплых масс вещества к внешней границе ядра и более холодных масс вещества ядра в обратном направлении, к его центру. Тогда, в соответствии с законом сохранения момента количества движения, во внешней части земного ядра вещество будет иметь меньшую угловую скорость, чем часть его вещества в центральной области. Наиболее зрелищным проявлением этого закона является вращение в «волчке» мастеров фигурного катания на льду.

В соответствии с законами магнитной гидродинамики, силовые магнитные линии слабого «затравочного» поля, пронизывающего земной шар, оказываются как бы «вмороженными» в жидкое вещество ядра, находящегося в движении, в результате чего произойдёт «вытягивание» из «затравочного» магнитного поля тороидального магнитного поля, располагающегося в плоскости, параллельной плоскости экватора Земли. Формирование петель на силовых линиях тороидального магнитного поля и их разворот на 90° под действием сил Кориолиса приведёт к тому, что тороидальное магнитное поле усилит первоначальное «затравочное» магнитное поле в конце концов до такой величины, какую имеет геомагнитное поле.

Однако, математический анализ и этой усовершенствованной гипотезы, основанной на динамо-эффекте, физиком-теоретиком Станиславом Брагинским выявил её недостатки. Они касались, во-первых, недостаточной величины разности температур в земном ядре для поддержания вихревых движений её расплавленного вещества. В связи с чем он предположил, что перемещение части жидкого вещества ядра вверх, а другой части вниз происходит не из-за разности их температур и, соответственно, плотности, а в результате изменения состава и структуры вещества ядра. По его мнению оно представляет собой не железо-никелевый сплав, а кремнистое железо, из которого постепенно выделяются кристаллы кремния, которые всплывают к верхней границе земного ядра, замещая там кремнистое железо. Во-вторых, не всякая, а только достаточно сложная конфигурация тороидального магнитного поля (к примеру, имеющая вид спиралей, навитых на цилиндры) может привести к реализации динамо-эффекта. Но реализация такого вида полей в условиях земного ядра если и возможна, то крайне маловероятна.

Модификацией этой гипотезы, основанной на формировании нескольких крупномасштабных вихрей вещества жидкого земного ядра, является гипотеза, использующая идею генерации геомагнитного поля в результате формирования огромного числа мелкомасштабных вихрей, движение которых может, в принципе, привести к возникновению кругового электрического тока. Однако это возможно, если возникнет преимущественное вращение вихрей в какую-либо одну сторону, т.е. опять возникают дополнительные условия, выполнение которых неочевидно, хотя такая модель динамо, получившая название турбулентной, была детально изучена немецким учёным Максом Штеенбеком и его сотрудниками. И всё же такие модели не привели пока к общему решению рассматриваемой задачи.

Анализируя сложившуюся ситуацию с гипотезами на основе динамо-эффекта Станислав Брагинский сказал, что «теория динамо относится к тем редким среди физических теорий проблемам, в которых уже сам вопрос о существовании решения соответствующей математической задачи весьма важен и нетривиален».

В связи с этим вспоминается афоризм: «Математика – мясорубка, а качество получаемого с её помощью фарша в основном определяется качеством исходного перемалываемого мяса». Совершенно очевидно, что результат математического решения физической проблемы зависит от правильного выбора исходных данных, от правильности исходной идеи – гипотезы. Процесс решения проблемы геомагнетизма с использованием динамо-эффекта не вселяет оптимизма в возможности дойти до цели двигаясь этой дорогой. Не случайно, что предпринимаются новые попытки реанимировать самую первую – «ферромагнитную» гипотезу, в которой геомагнетизм связывают с намагничиванием ископаемых пород, обладающих магнитными свойствами. По мнению одного из сторонников этой концепции, известного в нашей стране учёного в области земного магнетизма Виктора Почтарёва, есть «основания считать, что критическая для магнетизма температура (точка Кюри) находится на глубине не 30, а 150 км. Слой такой толщины уже способен создать значительную часть геомагнитного поля».

По нашему мнению настала пора возродить ещё одну «старую» гипотезу, которая вполне может конкурировать со всеми остальными.

Электромеханическая концепция геомагнетизма

Основой электромеханической концепции земного магнетизма является предлагавшаяся ранее гипотеза пространственного разделения электрических зарядов противоположных знаков в объёме земного шара в направлении его радиуса. Сущность гипотезы и причины, по которым она не получила дальнейшего развития в то время, была изложена нами при рассмотрении предложенных ранее вариантов решения проблемы геомагнетизма.

Вернуться к уже отвергнутой однажды гипотезе позволяют новые сведения и открытия в физике, геологии и других науках.

Первым вопросом, на который необходимо ответить прежде всего: как могут быть разделены в пространстве электрические заряды противоположных знаков в электропроводном теле, подобном планете Земля, при его исходном электрически нейтральном состоянии, то есть когда количество свободных электрических зарядов противоположных знаков в объёме одинаково. То, что такие электрические заряды в веществе, составляющем массу Земли, имеются, свидетельствует наличие потока электронов с её поверхности в атмосферу. Исследования атмосферного электричества позволили установить (как это следует из данных Н.А. Капцова, представленных в его книге «Электрические явления в газах и вакууме»), что суммарная величина этого электрического тока около 2000 Ампер, то есть поток электронов составляет 10²² электрических зарядов в секунду или в среднем 2000 с каждого см² поверхности Земли. Считается, что электроны участвуют в круговороте, обусловленном грозовой деятельностью в земной атмосфере, и возвращаются в объём земной коры при грозовых разрядах в виде линейных молний. Суммарная величина отрицательных электрических зарядов земной коры составляет 570 000 Кулон.

Откуда же берутся свободные электроны в земной коре, и какие явления этому способствуют?

Прежде всего, следует вспомнить, что уже более ста лет известно такое физическое явление разделения электрических зарядов противоположных знаков, которое получило название трибоэлектричество. Оно происходит на границе раздела всегда, когда есть движение веществ относительно друг друга, независимо от того, в каком агрегатном состоянии они находятся (газ, жидкость, твёрдое тело), важно различие их свойств. Специальные исследования позволили выяснить, что в результате возникновения трения веществ друг о друга, одни тела приобретают дополнительное количество электронов за счёт других тел, с которыми они взаимодействуют, а точнее соприкасаются при наличие их смещения (трения) относительно друг друга. При этом, как правило, избыток электронов приобретают тела, вещество которых обладает большей величиной объёмного электрического сопротивления. В то же время известно, что именно вещество земной коры, составляющей наружную оболочку земного шара, имеет более высокое значение этого физического параметра, по сравнению с другими частями планеты.

Другой механизм разделения электрических зарядов противоположных знаков обусловлен взаимодействием валентных электронов атомов вещества с квантами энергии колебания кристаллической решётки нагретого тела, в результате чего происходит движение свободного электрона в направлении распространения квантов теплового излучения (фононов), аналогично тому, как взаимодействуют электроны с квантами света (фотонами) в атмосфере или вакууме. Это явление было открыто Джоном Займаном в 1953 г. и изложено в его книге «Электроны и фононы».

Строение Земли и физические процессы её жизнедеятельности дают основания утверждать, что в объёме земного шара происходит разделение электрических зарядов противоположных знаков по её радиусу благодаря процессу трибоэлектричества и процессу увлечения электронов фононами, в результате чего и возникает избыток электронов в земной коре, а избыток положительных ионов -  во внутренней части объёма Земли.

Ещё в 1912 г. немецким геофизиком Альфредом Вагнером была высказана гипотеза о смещении континентов Земли относительно друг друга благодаря наличию жидкой прослойки из расплавленной магмы, отделяющей основания континентов и в том числе всю земную кору в целом от остального объёма Земли.   

Это подтверждено и наличием сходства конфигурации обращённых друг к другу сторон континентов, разделённых океанами (в частности западного побережья Африки и восточного побережья Южной Америки), и перемещением северного магнитного полюса Земли по её поверхности, что подтверждено данными палеомагнетизма.

Перемещением земной коры, как целого, относительно остальной части земного шара объяснены ледниковые периоды на Земле, как это следует из статьи: «Всемирный потоп или Великое оледенение», опубликованной в «Морском журнале» № 3 за 2005 г.

Процесс увлечения электронов фононами обусловлен распространением тепла от горячего (~ 6000º К) ядра Земли к её поверхности, причём на границе Махаровича, отделяющей земную кору от остальной части земного шара, расположенной на глубине 100 – 150 км, температура не ниже 1500º К. Эта величина температуры соответствует температуре магмы, т.е. жидкой лавы, а судя по равенству скорости распространения сейсмических волн через границу Махаровича и границу, отделяющую жидкое ядро от остальной части земного шара, вещество основания земной коры также находится в жидком состоянии.

Таким образом, именно по этой жидкой прослойке происходит смещение земной коры относительно остальной части шара как в направлении север-юг вдоль географических меридианов, то есть вокруг оси вращения, расположенной в плоскости экватора Земли, так и в направлении запад-восток вдоль географических параллелей, то есть осуществляет движение вокруг земной оси, перпендикулярной плоскости экватора Земли. Оба смещения (движения) обусловлены двумя основными причинами: вращением Земли и её шарообразной формой. Разница состоит в том, что в соответствии с законами «механики» смещение земной коры относительно внутренней части Земли в направлении север и юг обусловлено её стремлением занять положение, соответствующее максимальной величине момента инерции. Это соответствует положению, когда полярные области земной коры, отягощённые льдами, под воздействием сил Кариолиса сместятся в область земного экватора. Смещение же земной коры в направлении запад и восток обусловлено необходимостью обеспечить сохранение неизменным величины момента количества её движения.

Эти две закономерности «механики» отражаются формулами: I_x= Σm_i·r_i² и K_x=I_x·ω, где I_x – осевой момент инерции земной коры, m_i – части её массы, r_i – их расстояние от оси x, K_x – осевой момент количества движения земной коры, ω - её угловая скорость. При отсутствии внешних воздействий K_x является величиной постоянной. Следовательно, движение земной коры в направлении север и юг, для обеспечения максимальной величины её момента инерции относительно оси x, сопровождается соответствующим уменьшением угловой скорости земной коры, что обуславливается законом сохранения момента количества движения. Таким образом, по мере накопления массы льда в полярных областях за счёт массы воды Мирового океана, происходит перемещение части массы земной коры из области экватора в полярные её области, расположенные ближе к оси вращения, что приводит к уменьшению величины I_x и соответствующему увеличению ω, то есть угловой скорости земной коры. Как только она придёт в движение в направлении север-юг, её момент инерции относительно оси x начнёт увеличиваться и достигнет максимума при смещении на 90º, когда поверхность земной коры, где произошло накопление массы льда, окажется на месте прежнего положения её экватора. Это вызовет соответствующее уменьшение ω земной коры.

Таяние массы накопившихся льдов под действием вертикально падающих на них лучей Солнца, приведёт к перемещению образовавшейся из льдов воды в область поверхности земной коры ближе расположенной к оси её вращения за счёт выравнивания уровня поверхности Мирового океана и тем самым вызовет увеличение значения ω.

Из сказанного следует, что земная кора периодически имеет смещение относительно остальной части земного шара во всех направлениях. В направлении север, юг из-за накопления массы льда в полярных областях поверхности земной коры, их последующего перемещения вместе со всей массой земной коры на 90º вдоль того географического меридиана, на котором существует неравномерность накопления массы льда относительно оси вращения Земли. В направлении запад, восток – как следствие смещения земной коры вдоль меридиана, то есть в направлении север, юг. В результате этого угловая скорость земной коры то превышает, то становится меньше угловой скорости остальной части земного шара.

Следует отметить, что смещению земной коры во всех указанных направлениях препятствует вязкость жидкой среды (магмы), разделяющей земную кору и остальную часть земного шара. Однако, существуют факторы существенно (~ в тысячи раз) снижающие силы «торможения», обусловленные вязкостью среды раздела и неровностями «поверхности» раздела. Фактически средой разделения двух частей земного шара является жидкая магма, не менее половины объёма которой приходится на пузырьки испарившейся воды, содержащейся в веществе гранитов и базальтов, в количестве 1% по массе и выделяющейся при их плавлении.

Деформация (расплющивание) пузырьков газа под тяжестью вещества земной коры приводит к увеличению занимаемой ими площади в плоскости скольжения. Это способствует снижению вязкости магмы и потере энергии на её деформацию.

Это подтверждается тем, что при извержении вулканов истечение магмы сопровождается выделением больших масс паров воды. 

Снижению трения способствует и следующее.

Ещё в середине XIX века, для объяснения несоответствия теоретической и фактической величин уклонения отвеса от перпендикуляра к поверхности Земли в Гималаях, английский физик Д. Пратт сформулировал гипотезу о равновесном состоянии земной коры, которая предполагает, что отдельные блоки, составляющие земную кору, как бы плавают в пластической магме. При этом, чем больше высота блока, тем меньше в нём плотность вещества. Благодаря этому все блоки погружены на некоторую одинаковую глубину от поверхности земли, называемую «глубиной компенсации». В связи с этим, основание земной коры и соприкасаемая с ней через жидкую магму внутренняя часть земного шара имеют идеальные сферические поверхности равной кривизны, как это имеет место в подшипниках скольжения, обеспечивающих низкий коэффициент трения при высоких механических давлениях на их поверхность.

Два этих обстоятельства способствуют снижению потерь энергии на «трение» при движении земной коры относительно внутренней части земного шара.

Таким образом, наша концепция геомагнетизма отличается от динамо-концепции не только тем, что она построена не на взаимодействии возникающих в жидком ядре Земли вихревых движений вещества и не на разнице угловых скоростей вещества жидкого ядра и остальной части земного шара, включая и земную кору, а именно на разнице угловых скоростей земной коры и остальной (внутренней) части земного шара.

Преимущество нашей концепции состоит в следующем. Если исходить из наличия инверсии магнитного поля Земли вследствие постепенного отклонения оси, вокруг которой она вращается, на 180º относительно точки, делящей ось пополам, то по расчётам известного отечественного магнитолога Б.М Яновского (как это следует из его брошюры «Магнитное поле Земли»), для отклонения оси всего лишь на 1º за 1 миллион лет необходимо, чтобы всё это время по касательной к её поверхности перпендикулярно земной оси действовала сила, равная 5·10⁷ тонн.

При нашей концепции, отклонение оси вращения касается не всей массы Земли в целом, а лишь массы земной коры, составляющей всего 0,01 часть массы земного шара. В связи с этим величина необходимой для отклонения силы и продолжительность её действия сокращаются многократно. Изложенное позволяет утверждать, что массы накапливаемых в области полюсов Земли льдов оказывается достаточной для того, чтобы инверсия магнитного поля соответствовала данным палеомагнетизма и происходила за последние 6 миллионов лет в среднем с периодичностью 200 тысяч лет, а продолжительность самой инверсии составляла всего около 10 тысяч лет. (В.И. Почтарёв, Б.З. Михлин «Тайна намагниченной Земли»).

Изменение угловой скорости земной коры в направлении запад-восток, восток-запад относительно остальной части земного шара (при наличие в их объёме избытка электрических зарядов противоположных знаков) эквивалентно возникновению кругового (вокруг земной оси) электрического тока. Его направление (а соответственно и полярность создаваемого им магнитного поля) зависит от того, у какой части земного шара (земной коры или внутренней части земли) больше в данный момент времени величина угловой скорости.

Поскольку массивная центральная часть Земли состоит из железа и никеля, обладающих самым высоким уровнем магнитной проницаемости (проводимости), по сравнению с веществом, составляющим остальные части земного шара, то силовые линии создаваемого электрическим током магнитного поля во всех случаях проходят через центр Земли. Именно в связи с этим оно и имеет вид магнитного диполя, если судить о нём по магнитным силовым линиям, находящимся вне объёма земного шара.

Наша концепция происхождения магнитного поля Земли, основанная на разделении равного количества электрических зарядов противоположных знаков в объёме земного шара по длине его радиуса и движении земной коры относительно остальной его части по направлениям север-юг, юг-север и запад-восток, восток-запад подтверждается высокой чувствительностью изменения скорости движения земной коры на внешние силовые воздействия. Так, например, было зафиксировано изменение скорости вращения Земли, а вернее – земной коры, в результате пересечения Землёй потока солнечного вещества, выброшенного Солнцем в результате солнечной вспышки, произошедшей 25 февраля 1956 г. Изменяется скорость вращения Земли и с периодичностью в 1 год, быстрее всего она вращается в августе, а медленнее всего в марте, что согласуется с нашей концепцией, поскольку именно в августе в южном полушарии Земли середина зимы и масса снега и льда на Антарктиде достигает максимальной величины. В силу закона сохранения момента количества движения угловая скорость Земли (а точнее – земной коры) в результате этого увеличивается.

При общей массе льда на поверхности Антарктиды (в среднем) 3·10¹⁶ тонн и разницы его массы между августом и мартом не более 5%, то есть 1,5·10¹⁵ тонн, эта величина в 4·10⁶ раз меньше массы всей Земли, но в 4·10⁴ раз меньше массы земной коры. В результате стократного увеличения воздействия изменения массы льда в Антарктиде на земную кору, по сравнению со всей Землёй, становится уже возможным регистрировать изменение скорости вращения земной коры, учитывая достигнутую в настоящее время точность измерения скорости вращения Земли с использованием кварцевых часов, дающих погрешность 0,001 сек. в сутки.

Судя по анализу слоистой структуры древних коралловых рифов продолжительность года периодически доходила до 400 дней, то есть сутки продолжались почти на 2,5 часа меньше, чем сейчас. Если же исходить из сведений астрономического справочника П.Г. Куликовского, торможение вращения Земли от вызываемых Луной и Солнцем океанических и атмосферных приливов, составляющих всего 0,002 секунды за столетие или 1 сек. за 50 000 лет, то отставание вращения Земли за весь период её существования составляет всего 1 день!

В то же время по данным Б.М. Яновского из его книги «Земной магнетизм» вековые вариации магнитного поля достигают 20%. В результате за 100 лет (1840 -1940) магнитный момент Земли уменьшился на 5%. Обнаружен и так называемый западный дрейф геомагнитного поля, т.е. систематическое смещение мировых магнитных аномалий к западу со скоростью 0,2º (географического) в год, причина которого не известна. Однако это явление согласуется с нашей концепцией геомагнетизма в той её части, что незначительные возвратно-поступательные движения локальных залежей железо-никелевых руд, обладающих высокой удельной плотностью, могут смещаться относительно остальной массы земной коры при изменении её угловой скорости.

Заключение

Анализ обоснованности рассмотренных в нашей статье гипотез геомагнетизма показывает явное предпочтение (в этом смысле) электромеханической концепции происхождения и существования магнитного поля Земли, что свидетельствует о перспективности дальнейших работ по совершенствованию самой концепции и поиску подтверждающих или опровергающих её фактов. Это не исключает целесообразности в поисках других решений проблемы геомагнетизма.

21 сентября 2009.