Солнечный ветер и магнитное поле Земли

Четыре с половиной миллиарда лет назад огромное облако пыли сжалось, образовав нашу солнечную систему, Солнце, планеты и Землю. Однако начав остывать, молодая Земля встретилась с одной из самых страшных угроз своему существованию, ураганом разрушительных солнечных частиц.


В космическом центре города Голден Сити в штате Колорадо метеорологи наблюдают за бурями на Солнце. Такую непогоду вы вряд ли увидите где-то еще. Скорость легкого ветерка на Солнце 322 км/с, а прохладной температурой называют 4420 C. Необходимо круглосуточное наблюдение ведь бури на Солнце влияют на нас на Земле.

«Солнце представляет собой огромный взрыв, который выбрасывает заряженные частицы», – Родни Вирик (исследователь). Эти частицы рождают солнечный ветер, движущийся к Земле со скоростью достигающей 1600000 км/ч. Если солнечный ветер обретает слишком большую силу, он может убивать.

Частицы солнечного ветра

«Мы следим за Солнцем и когда видим нечто, что может создать проблемы с энергетическими частицами здесь на Земле, предупреждаем космонавтов и даже авиалинии о подобных событиях», – Родни Вирик.

Заряженные частицы солнечного ветра это тип радиации, способный нанести непоправимый ущерб живым клеткам. Сильная солнечная буря может убить космонавта, оказавшегося в открытом космосе, а также солнечный ветер способен разрушительно влиять на планеты. Землю окружает атмосфера тонкий слой газов, защищающий ее от запредельных температур открытого космоса. Ударяясь об атмосферу, заряженные частицы солнечного ветра могут сорвать ее прочь. Убедится, насколько разрушительным может быть солнечный ветер можно на примере Марса, за миллионы лет солнечный ветер уничтожил большую часть его атмосферы. Теперь на поверхности планеты нет воды в жидком состоянии и слишком, чтобы дышать. Та же судьба могла постичь Землю, почему же этого не случилось?

Образование магнитного поля Земли

Чтобы ответить на этот вопрос, давайте вернемся во времена появления Земли. В то время как формировалась Земля, высвобождающаяся от столкновения материи с планетой, энергия рождала жар. Температура была настолько высокой, что плавились даже скалы. Наиболее легкие вещества расплавленной планеты поднимались на поверхность, а самые тяжелые включая железо, опускались к центру, здесь они и становились частью расплавленного ядра. Именно это железное ядро защищает нас от смертельных солнечных лучей. Загадка того, как оно работает, движет изысканиями Дэниела Летропа. В своей лаборатории университете штата Мэриленд он приводит в движение масштабные модели ядра, чтобы изучить его поведение.

«Ядро Земли работает как генератор тока и образует магнитное поле, во время этого процесса течение в жидком железе рождает магнитные поля», – Дэниел Летроп. Вращение ядра создает магнитный щит окружающий Землю.

«Можно увидеть, как течения образуют магнитные поля с помощью простой модели, – Дэниел Летроп. – Возьмем железные опилки и насыпем вокруг проволочной спирали. Проволочная спираль изображает ядро Земли, железные опилки откроют нам форму любого магнитного поля. Подсоединим спираль к источнику тока. Видите опилки легли по контурам силовой линии магнитного поля. Силовые линии магнитного поля проходят сквозь центр ядра и закручиваются наружу».

Магнитосфера Земли, защищающая планету от солнечного ветра

Электричество, пропущенное по спирали создает магнитное поле, то же самое в гораздо более крупных масштабах происходит в случае с ядром Земли. Его магнитное поле дает нашей планете северный и южный полюса, оно также далеко выходит в открытый космос, образуя магнитосферу. Именно она защищает нас от солнечного ветра. Когда частицы солнца приближаются к Земле, их преграждает магнитосфера, те, что все же пробиваются сквозь нее, стягиваются к полюсам. Входя в атмосферу, они взаимодействуют с частицами воздуха, рождая северное и южное полярное сияние.

И сегодня солнечный ветер продолжает разрушать нашу атмосферу, но благодаря магнитосфере этот ущерб не смертелен. Ученые вычислили, что в секунду солнечный ветер забирает от двух до четырех килограммов атмосферы. Но наше счастье даже при такой скорости, чтобы истощить атмосферу потребуется время, превышающее жизненный цикл Солнца во много раз. Магнитное поле, созданное железом в центре Земли, сыграло определяющую роль в эволюции планеты, без него у нас бы не было воздуха, чтобы дышать.