Магнитное поле Земли.

Наша планета Земля обладает магнитными свойствами. Стрелка компаса всегда ориентируется по магнитному меридиану, указывая одним концом на север, другим — на юг. Магнитологи показали, что для создания наблюдаемого геомагнитного поля в центре Земли необходимо поместить гигантский цилиндрический магнит диаметром 200 и длиной 4000 километров. Ось земного магнита расположена под углом 11,5° к оси вращения Земли, поэтому магнитные полюса не совпадают с географическими. Со временем магнитные полюса меняют свое положение. Установлено, что северный магнитный полюс за сутки перемещается по поверхности Земли на 20,5 метров, или 7,5 километров в год, а Южный — на 30 метров (11 км в год). В главе 2.1 отмечено, что как у всякого магнита, магнитные силовые линии Земли выходят из одного полюса и через околоземное пространство замыкаются в другом полюсе. За счет этого явления около Земли создается магнитосфера (рис. 2.5). Она задерживает потоки солнечных заряженных частиц, называемых плазмой или солнечным ветром, не пропуская их к поверхности планеты. Солнечный ветер огибает Землю и смещается на ночную сторону, вытягивая, в свою очередь и магнитные силовые линии в этом же направлении. Деформация магнитных силовых линий связана с тем, что потоки солнечной плазмы несут с собой как бы «вмороженное» магнитное поле, которое и взаимодействует с магнитосферой Земли. За последние 600 тысяч лет палеомагнитологи зафиксировали 12 эпох инверсии геомагнитного поля (табл. 4.12).

Таблица 4.12 — Инверсия магнитного поля Земли за последние 600 тысяч лет (по Е. М. Филиппову, 1990)

Европейская шкала (по данным различных авторов), тыс. лет

Шкала Конг Юсуци (по данным анализа Керна с берега Желтого моря), тыс. лет

Название периода инверсии для европейской шкалы

2,9-3,2

7-8

10-12

11-13

Готтенборг

20-24

19-31

Пашами

36-36

41-43

Каргаполова

50-60

106-112

110-130

Блейк (х-зона)

218-268

198-215

Днепр-Чеган

326-346

293-311

у-зона

378

400-420

Уреки

500

500

600

К этим эпохам приурочиваются геологические, климатические, биологические изменения на Земле. Спад геомагнитного поля до минимального значения происходит примерно за 2700 лет, а его восстановление 8700 лет, т. е. полный цикл составляет около 11400 лет. Г. Н. Матюшин (1982) считает, что инверсия, происшедшая 250 тысяч лет назад, привела к появлению неандертальца, обладающего зачатками речи.

Таким образом, жизнь на Земле существует в условиях естественного (земного) магнитного поля. Среднее его значение составляет около 0,5 эрстед (Э). Однако напряженность его не везде одинакова. В Московской области естественное магнитное поле равняется 0,5 Э, в Антарктиде 0,68 Э. На Земле есть области сильных магнитных аномалий, например, в районах залежей магнети- товых и других руд, богатых железом, где напряженность магнитного поля зачастую превышает среднюю величину в 2-3 раза (район Курской магнитной аномалии — КМ А).

Магнитное поле влияет на все живое. Для каждого вида существуют допустимые уровни безопасности, например для человека исследователи считают безопасным магнитное поле напряженностью 300-700 эрстед.

В последние годы значительно возрастает количество электромагнитной энергии, рассеиваемой в атмосферу электростанциями, радио- и телетрансляционными станциями, линиями электропередач. В начале XXI столетия, по прогнозам, оно составит 0,01% солнечной радиации, а следовательно явится существенным экологическим фактором. С этой точки зрения представляют интерес экспериментальные исследования, в которых выявляется чувствительность к действию магнитного поля. Например, в 1960 г. была обнаружена способность растений реагировать на направление магнитных силовых линий поля Земли. Семена растений, ориентированные зародышевой частью к южному магнитному полюсу, прорастали более энергично, проростки росли быстрее, чем в случае противоположной или поперечной ориентации. Восприимчивость растений к магнитным воздействиям иллюстрируется рядом других факторов: изгибание корешков и проростков высших растений, спорангиев низших грибов по направлению магнитных силовых линий, получившего название «маг- нитотропизма». Отмечено влияние магнитного поля на преобладание особей мужского или женского пола у некоторых двудомных видов, стимулирующее действие на рост культурных растений, подавление инфекции грибного и бактериального характера, например у пшеницы и ячменя.

Обследование свекловичных полей Белгородской области (зона КМА) показало отставание роста ботвы и корней сахарной свеклы в районе с аномальным магнитным полем. На целом ряде экспериментальных исследований получено, что искусственные магнитные поля большой напряженности вызывают у растений различные нарушения.

Возможность восприятия позвоночными животными магнитного поля обсуждается в научной литературе с середины XIX столетая. Впервые данный вопрос на научной основе был поставлен в 1855 г. русским ученым А.Т. Мидцендорфом, предположившим возможность ориентации птиц по геомагнитному полю. Позднее аналогичное предположение было высказано и в отношение рыб, а с открытием электрорецепторов проблема восприятия магнитного поля рыбами получила новый толчок к развитию. Оказалось, что ампулы Лоренции скатов очень чувствительны к изменению магнитного поля, вертикально пронизывающего тело (рис. 4.59).

— Расположение ампул Лоренции на теле ската

Рисунок 4.59 — Расположение ампул Лоренции на теле ската:

слева — со стороны спины; справана брюшной стороне; 1-4различные группы ампул; 5глаз; 6брызгальце

Исследования магнитной чувствительности электрорецепторов представляет большой интерес не только потому, что на их примере впервые показана возможность восприятия магнитного поля земли позвоночными животными, но и в плане бионического моделирования.

Используя принципы работы электрорецепторов, можно построить различные датчики, например скорости движения относительно окружающей среды и дна, наличие металлических предметов в воде и т. д.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >