Что же происходит с магнитной осью?

Не будем трогать ось диполя. Это штука расчетная, давайте возьмем фактические данные. Соединив точки СМП и ЮМП, мы получим линию, которую с некоторыми допущениями, несущественными для данной статьи, можно считать интегральной магнитной осью. Проследим, какие изменения происходят, и как она примерно будет проходить в ближайшем будущем.

Рис. 8. Положение магнитной оси в 1997, 2005, 2017 и 2050 г.

(карта Тихого океана - http://planetolog.ru/map-ocean-big.php?ocean=TI&scheme=1)

На карте Тихого океана мною белым цветом намеренно выделен 180-й меридиан, разделяющий Землю на Восточное и Западное полушария. Также проведены линии, соединяющие истинные магнитные полюсы, соответствующие определенным годам. Все это я проделала для того, чтобы наглядно показать, как изменяется асимметрия магнитного поля в текущие, а также ближайшие годы (прогностически). Приведу координаты истинных магнитных полюсов по данным http://wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp/poles/polesexp.html (1997, 2005, 2017, 2019, 2020 г.г.) и примерный прогноз на 2050 г. (выделен курсивом), если скорости и направления дрейфа истинных магнитных полюсов не изменятся (координаты СМП приняты по центру Таймыра на географической карте).

1995 г.: СМП – 79,0º с.ш., 105,8º з.д.

ЮМП – 64,8º ю.ш., 138,7º в.д.

2005 г.: СМП – 83,2º с.ш., 118,2º з.д.

ЮМП – 64,5º ю.ш., 137,8º в.д.

2017 г.: СМП – 86,5º с.ш., 172,6º з.д.

ЮМП – 64,2º с.ш., 136,3º в.д.

2019 г.: СМП – 86,4º с.ш., 175,3º в.д.

ЮМП – 64,1º ю.ш., 135,9º в.д.

2020 г.: СМП – 86,4º с.ш., 169,8º в.д.

ЮМП – 64,1 ю.ш., 135,8 в.д.

2050 г.: СМП – 75º с.ш., 100º в.д.

ЮМП – 63,5º ю.ш., 134,5º в.д.

А теперь давайте посмотрим на асимметрию расположения истинных магнитных полюсов по долготе в те же годы. Расстояние между Северным и Южным магнитными полюсами указано в градусах долготы. Первым указано кратчайшее расстояние, вторым – остальное, взятое в восточном направлении.

1995 г.: 115,5º, расст. в вост. направлении 244,5º,

2005 г.: 104º, 256º,

2017 г.: 51,1º, 308,9º,

2019 г.: 39,4º, 320,6º,

2020 г.: 34º, 326º,

2050 г.: 34,5º, 325,5º.

Вот такой получается магнитный эксцентриситет! Но эти данные соответствуют истинным магнитным полюсам. То, что даже геомагнитная ось не проходит через геометрический центр Земли, показывают довольно сложные расчеты с помощью математического моделирования. Искусственность такого приема очевидна, но результатам оценки параметров диполя обычно не придается абсолютного значения, важны изменения этих параметров во времени. Именно это и демонстрируется на рис. 9.

Рис. 9. Изменение расстояния центра эксцентричного диполя от центра Земли

за период с 2001 по 2009 годы

(http://www.izmiran.ru/POLAR2012/REPORTS/POLAR_2012_Zvereva.pdf )

По данным Ф, Дергачева (http://artefact-2007.blogspot.ru/2014/09/5.html), эксцентричный диполь в 1980 г. располагался на расстоянии 490 км от центра Земли в направлении точки с координатами 21º с.ш. и 147º в.д. (находится в Тихом океане в северной оконечности Марианских остовов), а в 2009 г., как показано на рис. 9, – на расстоянии 553 км. Представляете? И то и другое все еще в пределах твердого ядра. Реальное магнитное поле так не выглядит. Если все остальные магнитные диполи планеты по своим магнитным моментам на несколько порядков меньше главного, то почему такая невообразимая разница в географических координатах между так называемыми геофизическими (расчетными) и истинными магнитными полюсами? И почему такая невероятная асимметрия координат истинных полюсов и полная симметрия геофизических? Вернитесь к вышеприведенным числам и рис. 3. Что-то не так с математической моделью?

Все-таки мы живем в истинном магнитном поле. И, кстати сказать, на большинстве рисунков, где схематически изображается магнитное поле Земли, обычно проводятся две оси: географическая и магнитная, проходящая от нее под углом 11,5º, т.е. через истинные магнитные полюсы. Правда, не указывается при этом, какому году такая картинка соответствует. Информация для неразборчивого массового потребления? Для меня в данном случае важен смысл: такая ось существует, называется магнитной и характеризует фактическое планетарное магнитное поле. Поэтому мне и хочется взглянуть на линию, соединяющую истинные магнитные полюсы в текущие экстремальные годы. Пусть, с точки зрения геофизиков, такая линия не является магнитной осью, но суммарное поле формируется именно ею. Получается невероятный эксцентриситет магнитного поля.

Все мы представляем себе механический эксцентрик. С такой точки зрения наша планета эксцентриком не является: ось вращения проходит через центр масс Земли (в приближении будем считать его геометрическим центром). По координатам истинных магнитных полюсов видно, что асимметрия магнитного поля должна привести Земной шар к невероятной нестабильности. Для наглядности на рис. 10 я попробовала представить для вас прогностическую картину на 2050 год – самый экстремальный вариант из прогнозируемых. Если прогноз сбудется, СМП окажется на Таймыре.

Рис. 10. Асимметрия истинных магнитных полюсов (прогноз на 2050 год)

(http://www.mbmsystems.ru/images/stories/virtuemart/product/Rotating%20Earth5.gif ‒

исходное изображение глобуса, дополнительные построения – мои)

На рис. 10 дуги а и b показывают в градусах долготы расстояние между истинными магнитными полюсами (для наглядности показано в зоне экватора): а ‒ кратчайшее, находится целиком в Восточном полушарии и составляет 34,5º, b – находится в большей части Восточного полушария и в невидимом на данном рисунке Западном (продолжение дуги пунктиром) и составляет 325,5º. Впечатляет? Магнитное поле окажется наиболее уплотненным в узкой части Восточного полушария. Когда рисуют магнитосферу Земли, то изображают ее немного сплюснутой на дневной стороне (вследствие солнечного ветра) и далеко вытянутой – с ночной. Но при такой асимметрии она окажется вообще «кривой», если абстрагироваться от солнечного ветра. И такой магнитный «флюс» будет, во-первых, жестко локализованным в узкой зоне и, во-вторых, будет непрерывно вращаться вокруг оси вращения вместе с планетой. Планете в таком случае мало не покажется.

В большей части научных работ наличие магнитосферы у нашей планеты (как и у других планет, имеющих магнитное поле) объясняется турбулентностью внутри жидкого железоникелевого ядра планеты, приводящей к возникновению тока, возбуждающего магнитное поле (так называемое гидромагнитное динамо). Считается, что именно таким образом и организуется основной центральный диполь Земли. В рамках данной статьи по этому вопросу в полемику вступать мне не хочется. Какие бы координаты не приписывали виртуальному диполю, если он – главный фигурант в процессе формирования магнитного поля, при такой асимметрии поля (см. рис.10) реально он ни через твердое, ни через жидкое ядро проходить не может. Если, конечно, остальные, более мелкие, диполи отличаются от главного по магнитным моментам на несколько порядков. Напомню: при среднем радиусе Земли, составляющем 6371 км, радиус внешнего ядра принят равным 2260 км, радиус мантии – 2900 км. А мантия в основном состоит из твердых силикатных пород и окислов кремния и мания. О каком гидромагнитном динамо в данном случае может идти речь (если работает главная научная парадигма образования и функционирования магнитосфер небесных тел)? Я в данном случае оставляю пока за кадром обсуждение еще целого ряда провокационных вопросов.