Что будет, когда магнитное поле Земли повернет в обратном направлении?

В Университете Мэриленда ученые при помощи гигантской юлы пытаются спрогнозировать, каким будет следующий большой кувырок нашей планеты. В большой, похожей на ангар, лаборатории Университета Мэриленда быстро вращается сфера из нержавеющей стали трехметрового диаметра.

Это самая крупная вращающаяся модель внутренней части Земли из когда-либо построенных, и она похожа на Звезду смерти из «Звездных войн», только немного светлее. Геофизик Дэниел Лэтроп (Daniel Lathrop) хочет, среди прочего, использовать эту модель для создания прогноза о том, что произойдет, когда изменит свое направление магнитное поле Земли.

На всем протяжении истории нашей планеты магнитные полюса Земли менялись местами сотни раз. Магнитный север устремлялся вниз земного шара, а магнитный юг перемешался в северном направлении. Характерные следы в вулканических породах указывают на то, что последний раз такое произошло 780 000 лет назад, когда предки человека только учились разводить огонь.

Но мы по-прежнему живы, так что и следующий переворот мы, наверное, тоже переживем. Однако нам неизвестно, что от этого ждать. Когда полюса меняются местами — а происходит это постепенно на протяжении примерно тысячи лет — магнитное поле ослабевает. Но оно защищает нас от излучения. Не нанесет ли в таком случае солнце мощный радиационный удар по Земле и по нам с вами? Не собьются ли беспомощно с пути перелетные птицы, полагающиеся на это магнитное поле? И когда это произойдет? Согласно некоторым оценкам, «скоро». Для геофизика «скоро» это следующие 10 000 лет. Но все может начаться уже завтра.

И вот здесь на сцену выходит сфера Лэтропа. Внутри нее находится другая сфера, а пространство между ними заполнено 12 тоннами жидкого натрия, нагретого до 121 градуса Цельсия. Когда сфера вращается, воспроизводится движение бурлящего расплавленного железа во внешней части ядра Земли, которое создает электрические токи, генерирующие магнитное поле в ходе процесса, носящего название динамо. Коллектив Лэтропа надеется выяснить, как формируется и развивается земное магнитное поле. «Любая теория, даже исключенная ими, станет для многих из нас новостью первой полосы», — говорит изучающий Землю планетолог Питер Олсон (Peter Olson) из Университета Джона Гопкинса.

Но даже запустить эту сферу было очень непросто. На проектирование и изготовление ушло восемь лет. Два года понадобилось для проведения экспериментов с водой, еще шесть месяцев на слив воды и заполнение модели натрием — элементом, который часто взрывается. «К опасностям надо относиться с уважением», — говорит Лэтроп.

При вращении сферы со скоростью 72 километра в час и с небольшой помощью электромагнитов ученые увидели, как в натрии возникают кратковременные магнитные взрывы. Когда скорость вращения доведут в этом году до 145 километров в час, натрий может создать магнитное поле без внешних воздействий. Если так и будет, то ученые, у которых одна секунда эксперимента соответствует 5000 лет земного времени, первыми на планете смогут увидеть изменение направления магнитного поля.