Магнитное поле Земли можно представить как огромный кокон, защищающий нас от космического излучения и заряженных частиц, которые бомбардируют планету в виде солнечного ветра. Без этого поля жизнь, какой мы ее знаем, не существовала бы.
Большая часть поля образуется на глубине более 3000 км за счет движения расплавленного железа во внешнем ядре. Остальные 6 % частично связаны с электрическими токами в пространстве, окружающем Землю, и частично с намагниченными породами в верхней литосфере — твердой оболочке Земли, состоящей из коры и верхней мантии.
Поскольку это «литосферное магнитное поле» очень слабое, его трудно обнаружить из космоса. Но трио спутников ЕКА под названием Swarm способно отображать его магнитные сигналы. На основе данных, собранных с их помощью, была выпущена новая карта магнитного поля самого высокого разрешения.
«Объединив данные Swarm с историческими данными с немецкого спутника CHAMP и используя новый метод моделирования, удалось зафиксировать крошечные магнитные сигналы земной коры», — объяснил Нильс Олсен из Технического университета Дании, один из ученых, работавших над созданием карты.
«Понять кору нашей родной планеты нелегко. Мы не можем просто пробурить ее, чтобы узнать структуру, состав и историю. Поэтому наблюдения из космоса имеют большую ценность. Они дают четкий глобальный взгляд на магнитную структуру жесткой внешней оболочки Земли», — добавил руководитель миссии Swarm Руне Флобергаген.
Презентация новой карты состоялась на этой неделе на конференции Swarm Science Meeting в Канаде. Она позволяет детально увидеть вариации магнитного поля, обусловленные геологическими структурами земной коры.
Одна из таких аномалий происходит в Центральноафриканской Республике, сосредоточенной вокруг города Банги, где магнитное поле значительно сильнее и отчетливее. Причина этой аномалии до сих пор неизвестна, но некоторые ученые предполагают, что она может быть результатом воздействия метеорита более 540 миллионов лет назад.
Магнитное поле находится в постоянном движении. Каждые несколько сотен тысяч лет полярность переворачивается так, что магнитный север становится югом, и наоборот.
Когда благодаря вулканической активности формируется новая кора, главным образом вдоль дна океана, богатые железом минералы в затвердевающей магме ориентированы на магнитный север. Так получается «моментальный снимок» состояния магнитного поля, в котором оно находилось, когда остывали породы.
Магнитные полюса со временем меняют полярность, и затвердевшие минералы образуют «полосы» на морском дне, обеспечивающие летопись магнитной истории Земли. Новая карта предоставляет беспрецедентный глобальный взгляд на эти полосы, связанные с тектоникой плит, отраженной в срединно-океанических хребтах.
«Эти магнитные отпечатки свидетельствуют о развороте полюсов, позволяют восстановить прошлые изменения основного поля и исследовать движения тектонических плит. Полученная карта определяет характеристики магнитного поля примерно до 250 км и поможет исследовать геологию и температуры в земной литосфере», — отметил Дхананджай Рават из Университета Кентукки в США.
