Огромная магнитная аномалия над Атлантикой

Магнитное поле Земли защищает свою поверхность и ее обитателей — включая всех людей с их хрупкими телами, а также чувствительной электроникой, — от смертельно опасных космических лучей и летящих от Солнца заряженных частиц. Однако в некоторых местах эта невидимая броня слабеет, а бреши растут. Поэтому ученые со всего мира очень внимательно изучают такие аномалии, чтобы лучше понимать механику работы магнитогидродинамического динамо в недрах планеты, а также прогнозировать изменения в магнитном поле.

Магнитная аномалия представляет из себя значительное ослабевание магнитного поля Земли над определенным регионом на поверхности планеты. Как следует из названия, Южно-атлантическая (ЮАА) расположена над южной частью Атлантического моря, частично «накрывая» Южную Америку и «цепляя хвостиком» самый юг Африки. Наибольший размер это образование имеет на высоте порядка 500−600 километров. На уровне моря ее «проекция» несколько меньше и проявляется в величине магнитного поля — она равна таковой на высоте порядка тысячи километров над теми участками земной поверхности, где аномалий нет.

Такое уменьшение магнитного поля еще не опасно для обитателей нашей планеты, но уже создает серьезные проблемы инженерам, которые проектируют космические аппараты и контролируют их миссии. Например, легендарный орбитальный телескоп «Хаббл» вращается вокруг Земли как раз на высоте примерно 540 километров — то есть несколько раз в сутки пролетает аккурат через аномалию. В эти минуты работа космической лаборатории приостанавливается из-за повышенного уровня радиации.

Беда в том, что где магнитное поле Земли ослабевает, снижается защита всего пространства вокруг планеты от солнечного ветра и галактических лучей. Заряженные частицы получают возможность почти не отклоняясь устремиться к земной поверхности и, естественно, сталкиваются со всем, что встречается им на пути. Более того, для космических аппаратов ситуация с Южно-атлантической аномалией осложняется еще и структурой радиационных поясов. Именно в этом районе Атлантики внутренний пояс Ван Аллена опускается почти до поверхности планеты.

Радиационные пояса Ван Аллена — это два своеобразных одеяла Земли, сформированных из заряженных частиц (протонов и электронов), которые попали в ловушку между линиями магнитного поля нашей планеты. Обычно, большинство спутников располагаются ниже внутреннего пояса (орбиты до 1000 км в апогее) и почти не подвергаются деструктивному воздействию ионизирующего излучения. Но Южно-атлантическая аномалия все равно портит нервы космонавтам и инженерам ракетно-космической отрасли.

Помимо «Хаббла», которому приходится периодически прекращать научную работу, жертвами этой области в околоземном пространстве являются многие другие аппараты: МКС несет повышенную радиационную защиту, так как тоже пролетает через эту аномалию, предположительно несколько спутников Globalstar были повреждены, а на шаттлах и вовсе обычные ноутбуки отключались. Для людей пролет через аномалию на высоте 400 километров над Землей тоже не проходит незаметно — большую часть фосфенов (вспышек за закрытыми глазами, которые вызывают высокоэнергетические элементарные частицы) астронавты и космонавты наблюдают именно над Атлантикой.

Чем же вызвано такое неприятное поведение магнитного поля — вопрос не до конца закрытый. Согласно общепринятой и хорошо доказанной теории, жидкое металлическое ядро Земли во время своего вращения и постоянного перемешивания конвекционных потоков работает как динамо. Но, поскольку его структура неоднородна, разные массы вещества перемещаются в недрах планеты с несколько разной скоростью. Эти флуктуации накладываются на несовпадение магнитной оси с осью вращения планеты и «выливаются» в ослабление магнитного поля над югом Атлантики.

Современные исследования показывают, что Южно-атлантическая аномалия более-менее стабильна на протяжении уже, как минимум, 8 миллионов лет и плавно дрейфует на запад со скоростью около 0,3 градуса в год. Это совпадает с разницей в скорости вращения земной поверхности и внешних слоев ядра планеты. А вот что наиболее интересно, ЮАА меняет свою форму и плавно распадается на две части. Данный процесс идет давно и в ряде источников изначально рассматривается две отдельных аномалии — Бразильская и Кейптаунская.

На общее здоровье планеты такие изменения, насколько можно судить, серьезного влияния не оказывают. Проблемы возникают только когда человек забирается выше над поверхностью — спутников на орбите становится все больше, а в их конструкции все чаще используются обычные коммерчески доступные компоненты. Насколько серьезным окажется эффект повышенного излучения на те аппараты, что попадут в аномалию во время или после сильной солнечной бури, только время может показать.

Существование Южно-атлантической аномалии было подтверждено в 1958 году во время пилотируемой миссии Gemini 4. На фото — астронавт Эдвард Уайт (Edward H. White II) совершает выход в открытый космос.