Магнитное поле и магнитные бури на Солнце

Солнце – это единственная звезда в Солнечной системе, вокруг которой по орбитам обращаются планеты и их спутники, а также астероиды, метеориты, кометы и космическая пыль. Масса Солнца составляет 99,866% от суммарной массы всей Солнечной системы. Солнце состоит из водорода (~73% от его массы и ~92% от его объёма) и гелия (~25% от массы и ~7% от объёма). Присутствуют в составе Солнца и другие элементы с меньшей концентрацией: железо, никель, кислород, азот, кремний, сера, магний, углерод, неон, кальций и хром. На 1 000 000 атомов водорода на Солнце приходится 98 000 атомов гелия, 851 атом кислорода, 398 атомов углерода, 123 атома неона, 100 атомов азота, 47 атомов железа, 38 атомов магния, 35 атомов кремния, 16 атомов серы, 4 атома аргона, 3 атома алюминия, по 2 атома никеля, натрия и кальция, а также совсем немного всех прочих элементов. Средняя плотность Солнца составляет 1,4 г/куб. см. Температура поверхности Солнца достигает 6000 градусов по шкале Кельвина.

Земля от Солнца удалена примерно на 149 миллионов 600 тысяч километров (что приблизительно равно одной астрономической единице). Солнце находится на расстоянии около 26 000 световых лет от центра нашей Галактики – Млечного Пути и вращается вокруг него, делая один оборот более чем за 200 миллионов лет. Орбитальная скорость Солнца равна 217 км/с, – именно с такой скоростью и Земля вместе с Солнцем мчится вокруг центра Галактики. В настоящее время Солнце находится во внутреннем крае рукава Ориона нашей Галактики, между рукавом Персея и рукавом Стрельца, в так называемом «Местном межзвёздном облаке» – области повышенной плотности галактического газа, расположенной, в свою очередь, в имеющем меньшую плотность «Местном пузыре» – зоне рассеянного высокотемпературного межзвёздного газа.

Внутреннее строение Солнца. Рисунок с сайта: http://ru.wikipedia.org/w/index.php?title

Центральная часть Солнца с радиусом примерно 150–175 тыс. км (20–25% от радиуса Солнца) называется солнечным ядром. Плотность вещества в ядре составляет примерно 150 000 кг/ куб. м. Считается, что температура в центре ядра более 14 миллионов градусов Кельвина. Ядро Солнца вокруг своей оси вращается значительно быстрее поверхностных слоев. Считается, что в ядре осуществляется протон-протонная термоядерная реакция, в результате которой из четырёх протонов образуется ядро гелия. При этом каждую секунду в излучение превращаются около 4,26 млн тонн вещества, однако эта величина ничтожна по сравнению с массой Солнца – 2·10 в 27-й степени тонн. Мощность теплового потока, выделяемая различными зонами ядра, зависит от их расстояния до центра Солнца. Удельное же тепловыделение всего объёма Солнца ещё на два порядка меньше. Благодаря столь скромному удельному энерговыделению запасов «топлива» (водорода) должно хватить на несколько миллиардов лет поддержания термоядерной реакции. Считается, что ядро – это единственное место на Солнце, в котором энергия получается от термоядерной реакции, остальные же, лежащие над ядром слои звезды нагреты этой внутренней энергией, они просто переносят ее от ядра к поверхности. Вся энергия ядра последовательно проходит сквозь слои, вплоть до фотосферы, с которой энергия излучается в виде солнечного света.

Однако существуют и другие гипотезы, объясняющее выделение Солнцем огромного количества энергии. Согласно одной из них, которой придерживаюсь я, в ядре Солнца никаких термоядерных реакций не идет. Оно сверхплотное, и эту плотность унаследовало от черной дыры, находящейся в центре Галактики, из которой было выброшено много миллиардов лет назад на его теперешнюю орбиту. Колоссальная энергия выделяется в ядре за счет его разуплотнения, эта энергия поступает к поверхности Солнца – в его фотосферу. Термоядерные же реакции происходят не в ядре, а в фотосфере, в которой формируются конвекционные ячейки, облегчающие вынос энергии к поверхности, где и образуются кванты видимого света. Они (кванты электромагнитного излучения) разносят энергию Солнца по всей Солнечной системе и за ее пределы. Но не только кванты вета выбрасывает в окружающее его пространство наше светило. Оно испускает еще и так называемый солнечный ветер.

Солнечный ветер – это физическое явление, связанное с движением солнечной плазмы в пространстве Солнечной системы. Этот космический фактор заметно воздействует и на Землю, влияет на ее сферы, в том числе и на биосферу. Потоки солнечного ветра (плазмы), обтекая Землю, влияют на магнитосферу Земли, ее атмосферу, гидросферу и даже на литосферу. Такое влияние сильно зависит от процессов, происходящих на Солнце, поскольку процессы на Солнце и порождают солнечный ветер. Солнечный ветер 40 лет назад теоретически предсказал физик Е. Паркер. Через два года это предсказание было подтверждено экспериментально группой К. Грингауза при помощи приборов, установленных на космических аппаратах "Луна-2" и "Луна-3".

Источником солнечного ветра является солнечная корона. Температура короны Солнца настолько высока, что сила гравитации не способна удержать вещество вблизи его поверхности, и часть этого вещества непрерывно убегает (точнее, выбрасывается) в межпланетное пространство. В настоящее время до конца не известно, где именно образуется корональный газ, который в момент выброса получает столь высокую скорость. Не исключено, что этот вопрос тесно связан с проблемой нагрева солнечной короны, а может быть, и глубинными процессами на Солнце.

Солнечный ветер – это поток полностью ионизованной водородной (95%) и гелиевой плазмы (4%), он состоит из электронов и протонов примерно одинаковой плотности (условие квазинейтральности) и со сверхзвуковой скоростью движется от Солнца к периферии Солнечной системы. На орбите Земли скорость солнечного ветра равна примерно 400–500 км/с, а концентрация протонов (и электронов) составляет примерно 10–20 частиц в кубическом сантиметре. Температура этого потока равна примерно 150000 градусов по Кельвину (http://www.windows2universe.org/sun/wind _character.html).

Кроме электронов и протонов в межпланетном пространстве были обнаружены альфа-частицы (несколько процентов от общего количества частиц), небольшое количество более тяжелых тоже ионизированных частиц – ионов следующих химических элементов: углерод (C), кислород (O), неон (Ne), магний (Mg), кремний (Si) и железо (Fe), изотопы кремния (29Si, 30Si), фосфор (P), изотоп серы (34S), хлор (Cl) и его изотоп 37Cl, изотоп аргона 38Ar, изотопы кальция 42Ca и 44Ca, титан (Ti), хром (Cr) и его изотоп 53Cr, изотопы железа (54Fe и 57Fe), марганец (Mg), никель (Ni) и его изотопы (60Ni, 62Ni). Не обнаружены: азот (N), изотоп неона (22Ne), натрий (Na), изотопы магния (25Mg и 26Mg), алюминия (Al), серы (S), аргона (Ar) и кальция (Ca). Поток электричеси заряженных частиц солнечного ветра индуцирует в окружающем пространстве магнитное поле Солнечной системы. На орбите Земли напряженность этого поля составляет порядка нескольких гауссов (5-10 Гс).

Интенсивность солнечного ветра зависит от цикла солнечной активности, от того, выбрасывается плазма вблизи солнечного экватора или ближе к его полюсам. Вспышки на Солнце и разные скорости истечения плазмы из разных областей его поверхности приводят к тому, что в межпланетном пространстве образуются межпланетные ударные волны, которые характеризуются резким скачком скорости, плотности и температуры. Когда быстрый поток плазмы догоняет более медленный, то в месте их соприкосновения возникает градиент параметров, на котором не выполняются законы сохранения массы, импульса и энергии. Такой градиент не может существовать долго и постепенно он распадается – рассасывается. (Использована информация с сайта: http://www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/224.html).

Итак, солнечный ветер уносит с Солнца ежесекундно около одного миллиона тонн вещества в виде горячей плазмы. Электрически нейтральных частиц в межпланетной плазме содержатся очень мало.

Взаимодействие солнечного ветра с магнитным полем Земли. Рисунок с сайта: http://biofile.ru/kosmos/731.html

Схема взаимодействия магнитного поля Земли с солнечным ветром, который сильно деформирует магнитное поле Земли – так, что оно сжато с его "наветренной" стороны и сильно вытянуто с "подветренной" стороны. Частицы солнечного ветра, сталкиваясь с магнитным полем Земли, отклоняются и обтекают его. Лишь незначительная их часть проникает в ионосферу в районе полюсов. Таким образом, магнитное поле Земли – это неплохой зонтик планеты, прикрывающий ее от электрически заряженных частиц солнечного ветра. Рисунок с сайта: http://www.vokrugsveta.ru/vs/article/451/

Многолетние наблюдения на орбите Земли показали, что солнечный ветер структурирован ("дует" неравномерно – порывами) и обычно делится на спокойный и возмущенный. Спокойные потоки солнечного ветра делятся на два класса: медленные (скорость примерно 300–500 км/с около орбиты Земли) и быстрые (500–800 км/с около орбиты Земли).

Благодаря высокой электрической проводимости плазмы (частицы ее электрически заряжены) магнитное поле Солнца оказывается как бы вмороженным в истекающие потоки плазмы, и эти неоднородности магнитного поля движутся в потоке солнечного ветра, отчего в межпланетной среде возникают устойчивые образования из плазмы – всевозможные структуры – плазмоиды. Плазмоиды, вероятно, могут проникать и в атмосферы планет, и на поверхность планет и их спутников. Многие НЛО, постоянно наблюдаемые на Земле, на Луне, на Марсе, вероятно, также являются такими солнечными плазмоидами.

Огромные плазмоиды есть и в короне Солнца: они зарегистрированы приборами, движутся, причем очень быстро и по весьма странным траекториям. В принципе, плазмоиды – это своеобразные магнитные ловушки или капсулы, в которых плазма удерживается весьма долго. Все то время, пока плазма находится внутри такой магнитной капсулы, в ней наверняка происходят какие-то процессы. Кроме того, между содержимым такой капсулы и окружающей средой может происходить обмен веществом, энергией и информацией. Насколько высок уровень структурной организованности плазмоидов, сказать пока невозможно, но в ряде случаев они ведут себя как живые существа. Немного пофантазировав, нетрудно представить себе плазмоидную солнечную цивилизацию, эволюционировавшую много миллиардов лет. Солнечный ветер, взаимодействуя с магнитными полями планет Солнечной системы, порождает в магнитосферах планет полярные сияния и вызывает магнитные бури, а на Земле эти бури негативно сказываются на электронных приборах и живых организмах, нарушают электронную связь.Солнечный ветер формирует границу гелиосферы (Солнечной системы), благодаря чему препятствует проникновению межзвёздного галактического газа в Солнечную систему. Магнитное поле солнечного ветра значительно ослабляет приходящие извне галактические космические лучи и потоки вещества. Повышение интенсивности межпланетного магнитного поля приводит к краткосрочным понижениям интенсивности космических (галактических) лучей, а уменьшение интенсивности межпланетного магнитного поля – к возрастанию интенсивности потока космических лучей. Так, в 2009 г. в период затянувшегося минимума солнечной активности интенсивность галактического излучения вблизи Земли выросла на 19% относительно всех наблюдаемых ранее максимумов этого излучения. Космическое излучение – это продукт сверхмощной черной дыры, находящейся в центре Галактики, а также более мелких черных дыр и звезд, выброшенных из этой центральной дыры. Замечу, что название "черная дыра" крайне неудачное, на самом деле это никакая не дыра, а напротив, очень массивное тело с колоссальной плотностью. К сожалению, об этих телах мало что известно, так как изучать их начали только в самом конце ХХ в.

Так выглядит на фотографии диск Солнца с темными пятнами – источниками сильных магнитных полей. Количество пятен на Солнце непостоянно. Пятна закреплены на поверхности и поворачиваются вслед за вращением Солнца вокруг своей оси. Фото с сайта: http://www.vokrugsveta.ru/vs/article/451/

Поверхность солнечной атмосферы неспокойная. Солнце выбрасывает в окружающее пространство струи раскаленной плазмы. Магнитное поле изгибает их в дуги – так светило тормозит потерю плазмы. Земной шар изображен здесь для правильного восприятия размера солнечных протуберанцев. Рисунок с сайта: http://www.vokrugsveta.ru/vs/article/451/

Источником солнечного ветра является корона Солнца, а корона – это плазма, то есть смесь заряженных частиц (ионов и электронов), которые в магнитном поле двигаются вдоль силовых линий. Известны два типа линий магнитного поля: «закрытые» и «открытые». Закрытые проходят через две точки фотосферы и выглядят, как петли или арки. Их можно увидеть в движении солнечных протуберанцев. Открытые же магнитные линии, начинаясь в одной точке фотосферы, вытягиваются и уходят в межпланетное пространство – пространство Солнечной системы. Области открытых полей – это те области, где корона Солнца может распространяться наружу в форме солнечного ветра. Так как солнечный ветер представляет собой расширение горячей короны, то он, как и корона, состоит в основном из сильно нагретых ионов и электронов. Расширяется корона неравномерно во все стороны пространства; скорости ее расширения, или скорости солнечного ветра, меняются от 300 км/сек до 1 500 км/сек в зависимости от процессов, происходящих в глубинах Солнца. Солнечный ветер дует во все стороны, наполняя заряженными частицами все околосолнечное пространство, всю свою планетную систему. Межпланетное магнитное поле поддерживается за счет солнечного ветра. Обтекая магнитосферы планеты, солнечный ветер делает их похожими на бутылки, «дно» которых обращенно к Солнцу. Узкое же «горлышко» этих бутылок именуется хвостом магнитосферы планет. Первые телескопические наблюдения солнечных пятен были выполнены Г. Галилеем в 1610 г. В принципе пятна на Солнце были известны многим народам и раньше. Изредка на Солнце появляются пятна таких размеров, что их можно было видеть невооруженным глазом. Иногда появление столь крупных пятен фиксировалось в летописях. Например, в русских летописях 1365 и 1371 гг. говорится, что они (пятна) были видны «аки гвозди». В китайских летописях имеются упоминания о солнечных пятнах во II веке н. э.В периоды «переполюсовки» магнитное поле в северном и южном полушариях меняет знак не одновременно. Одиннадцатилетний цикл солнечной активности был открыт Г. Швабе в 1843 г. Каждый новый цикл солнечной активности начинается с того, что в период минимума активные области наблюдаются только на широтах менее ±30°. В направлении к полюсам в это время количество активных областей резко убывает. При пике же магнитной активности зона активности на поверхности Солнца расширяется и уже простирается от экватора до ±60°.

Таким образом, Солнце является магнитопеременной звездой с довольно сложным характером переменности. В приполярных районах Солнца силы Кориолиса разворачивают поднимающиеся магнитные петли. Этот тип движений способен приводить к образованию близкого к дипольному крупномасштабного магнитного поля в области полюсов на Солнце. Это поле создает характерный вид приполярных областей солнечной короны, подобный «щеточкам». Они особенно заметны в минимумы солнечной активности.

 

Магнитное поле Земли и магнитные бури на Земле

Наличие магнитного поля Земли – это научный факт, но причины возникновения этого поля и механизмы его генерации и поддержания до сих пор остаются загадкой. Эта загадка – одна из важнейших нерешенных фундаментальных проблем геофизики. 

Согласно гипотезе магнитного динамо, магнитное поле Земли объясняется циркуляцией электрического тока в ядре планеты. Предполагается, что постоянное магнитное поле Земли – это результат действия сложной системы электрических токов, сопровождающих турбулентную конвекцию в жидком внешнем ядре планеты. Под земной корой на глубине от 15 до 50 км находится верхняя мантия, которая идет на глубину до 640 км. Под ней расположена нижняя мантия (640–2885 км), под которой находится якобы жидкое ядро (2885–4590 км). Внутреннее же ядро, вероятно, твердое. Движения вещества в якобы жидком ядре Земли, как считают геофизики, и создают эффект динамо-машины, в которой механическая энергия движения расплавленной магмы генерирует электрические токи и связанный с ними магнетизм. Однако понять причины столь высокой турбулентности вещества внешнего ядра планеты, учитывая огромное давление в нем, невозможно.

Эта гипотеза была предложена в 1919 г. Джозефом Лармором, но он ее предложил для объяснения солнечного магнетизма, а ее почему-то перенесли и на земной. В середине 1940-х годов Я.И. Френкель и Вальтер Эльзассер предположили, что тепловая конвекция в ядрах планет – и есть причина, которая порождает их магнитные поля. Но недавно геофизики пришли к выводу, что магнитосфера Земли существовала уже 3,2 миллиарда лет тому назад, и магнитное поле ее в то время было даже вдвое сильнее, чем сейчас. Чтобы объяснить это в рамках гипотезы Д. Лармора, надо признать, что тогда размеры жидкого ядра Земли были больше, или турбуленция вещества в жидком ядре была интенсивнее. Магнитные силовые линии показывают, насколько структура магнитного поля Земли проще за ее пределами, чем внутри ядра и на поверхности земной коры. На поверхности Земли большая часть линий магнитного поля выходит изнутри (длинные желтые трубочки на схеме внизу) планеты у Южного полюса и входит внутрь (длинные голубые трубочки на схеме внизу) планеты около Северного магнитного полюса.Принято считать, что направление электрического тока противоположно направлению движения отрицательных электрических зарядов – электронов. Следовательно, направление электрического тока в теле планеты – от ее поверхности к ядру. Из-за утекания электронов и относительного накопления протонов в ядре планеты оно заряжено положительно, а в земной коре от избытка электронов накапливается отрицательный заряд. Собственное магнитное поле Земли можно разделить на основное (внутреннее) магнитное поле Земли, порождаемое электрическими токами в теле планеты, и переменное (внешнее) магнитное поле Земли, наведенное солнечным ветром. Основное магнитное поле (внутреннее) испытывает медленные изменения во времени с периодами в интервалах: 10–20, 60–100, 600–1200 и 8000 лет. Последний период длительностью 8000 лет связан с изменением дипольного магнитного момента в 1,5–2 раза. Внешнее магнитное поле от внутреннего отличается большей динамичностью.Вероятно, напряжение между "пластинами" земного конденсатора может изменяться вплоть до полного исчезновения – его разрядки. В этом случае должен произойти пробой конденсатора, в результате чего электроны из ионосферы должны перетечь в кору и мантию планеты. Такая разрядка земного конденсатора должна сопровождаться плазменной дугой (невероятной молнией), связующей ионосферу с мантией. Возможно, таких дуг возникает несколько, и периодически на планете случаются такие супергрозы.

Неоднородность магнитного поля и магнитные силовые линии на модели. Рисунок с сайта: http://2012god.ru/monitoring-sobytij-chast-3-teoriya-magnitnogo-polya-zemli-mexanizm-vozniknoveniya-struktura-magnitnye-buri-perepolyarizaciya/

Так выглядит Аврора (полярное сияние) в годы активного Солнца. Полярные сияния – это результат воздействия солнечного ветра (выброшенной плазмы Солнца) и магнитного поля Земли. Сполохи Авроры сопровождаются и звуковыми эффектами, в это время небо начинает как бы шуметь. Фото с сайта: http://biofile.ru/kosmos/731.html

Большинство людей обычно не задумываются, почему стрелка компаса показывает на север или юг и считают, что так было и так бывает всегда. Но магнитные полюсы планеты не всегда располагались так, как сегодня. Инверсии магнитного поля – это смена знака осей симметричного магнитного диполя. В 1906 г. Б. Брюн, измеряя магнитные свойства неогеновых застывших лав в центральной Франции, обнаружил, что их намагниченность противоположна по направлению к современному геомагнитному полю, то есть Северный и Южный магнитные полюсы как бы поменялись местами. Наличие обратно намагниченных горных пород является следствием не каких-то необычных условий в момент излияния жидких лав, а результатом инверсии магнитного поля Земли в последующем. Остыв, магма "запомнила" направление магнитного поля , которое Земля имела в момент ее излияния. Открытие обращения полярности геомагнитного поля – это важнейшее открытие в геофизике, позволившее создать магнитостратиграфию, изучающую расчленение отложений горных пород по направлению ориентации их остаточной намагниченности.

Исследования остаточной намагниченности минералов в разных частях планеты показывают, что магнитное поле Земли за 4–5 млрд. лет меняло свою ориентацию – север на юг и обратно – не раз. Но в течение последних 780 тыс. лет подобного почему-то не происходило, хотя средний период смены магнитных полюсов – 250 тыс. лет. Замечено, что с 1830 г. магнитное поле Земли ослабло почти на 10%. Возможно, в скором времени Землю ждет очередная магнитная переполюсовка.

Искусственные спутники передают четкие моментальные снимки геомагнитного поля на поверхности Земли. Наибольшая напряженность магнитного поля прослеживается на Антарктическом побережье, под Северной Америкой и Сибирью. Ульрих Кристенсен считает, что эти обширные участки Земли существуют тысячи лет и поддерживаются постоянно развивающейся конвекцией внутри ядра. Могут ли аналогичные явления быть причиной смены полюсов? Думаю, что нет. Но если представить, что внутренние электрические токи определяются диффузией электронов из ядра в ионосферу в одних местах планеты и из ионосферы в мантию Земли в других, то становится понятным и наличие полюсов у планеты, и их отсутствие, и мозаичное расположение зон разнополярной намагниченности на поверхности планеты. Контурные карты магнитного поля Земли на границе ядро-мантия, составленные по измерениям, сделанным со спутника, показывают, что большая часть магнитного потока в настоящее время направлена от центра Земли к поверхности в Южном полушарии и к центру Земли в Северном. Но в некоторых районах складывается обратная картина. Участки обратного магнитного поля росли в числе и размерах между 1980 и 2000 гг. Если такие участки заполонят все пространство у обоих полюсов, то может произойти переполяризация. Временные интервалы преобладания какой-либо одной полярности получили название геомагнитных эпох, и части из них присвоены имена выдающихся геомагнитологов Брюнесса, Матуямы, Гаусса и Гильберта. В пределах эпох выделяются меньшие по длительности интервалы той или иной полярности, называемые геомагнитными эпизодами. Наиболее эффектно выявление интервалов прямой и обратной полярности геомагнитного поля было проведено для молодых в геологическом смысле лавовых потоков в Исландии, Эфиопии и других местах. Недостаток этих исследований заключается в том, что процесс излияния лав был прерывистым процессом, поэтому вполне возможен пропуск какого-либо магнитного эпизода. Ещё в Средние века мореплаватели обратили внимание на то, что в некоторые дни в некоторых местах стрелка компаса начинала беспорядочно колебаться. Это продолжалось несколько часов или даже суток. Такие явления стали называть магнитными бурями. В XVIII в. геофизик Иоганн Ламопт заметил, что интенсивность и частота магнитных бурь тем выше, чем больше на Солнце пятен. Позднее, в 1801 г. астроном Уильям Гершель выяснил, что цены на хлеб (зависящие от урожайности) на протяжении целого столетия менялись в соответствии с максимумами циклов солнечной активности. Астроном Фернан Моро в 1904 г. писал, что солнечные пятна влияют не только на мировой урожай хлеба, но и на урожай винограда, сроки цветения сирени во Франции и прилёта ласточек. Но в 1892 г. Уильям Томсон выступил с категорическим отрицанием связи между магнитными бурями на Земле и солнечной активностью, основываясь при этом только на умозрительных рассуждениях.Выше мы рассмотрели медленные вариации внутреннего магнитного поля Земли, происходящие в геологическом времени. Однако возникают вариации и внешнего магнитного поля под влиянием солнечного ветра, интенсивность которого изменяется ритмически, в частности, с периодом в 11 с небольшим лет и с периодом в 22 года.За последние 150 млн. лет переполяризация на Земле происходила сотни раз, о чем свидетельствуют минералы, намагниченные полем Земли во время разогрева горных пород. Затем породы эти остыли, а минералы сохранили прежнюю магнитную ориентацию, которую получили будучи в расплавленном состоянии – в состоянии извергающейся жидкой магиы.Новые участки обратного магнитного поля продолжают формироваться на границе ядро-мантия под восточным побережьем Северной Америки и Арктикой. Более того, ранее выявленные участки выросли и немного сдвинулись в сторону полюсов. В конце 80-х гг. XX в. Дэвид Габбинс из Лидского университета в Англии, изучая старые карты геомагнитного поля, отметил, что распространение, рост и смещение в сторону полюсов участков обратного магнитного поля объясняет снижение силы магнитного диполя Земли в историческом времени. По-видимому, в изменении напряженности и полярности магнитного поля Земли определенную роль играют и силы Кариолиса, возникающие при вращении планеты вокруг своей оси. Когда вращение относит участок обратного магнитного поля ближе к географическому полюсу, чем участок с нормальным потоком, наблюдается ослабление диполя, который наиболее уязвим вблизи своих полюсов. Таким образом можно объяснить обратное магнитное поле на юге Африки. При глобальном наступлении смены полюсов участки обратного магнитного поля могут разрастаться по всему региону вблизи географических полюсов.

Неоднородности солнечного ветра проявляются и при его столкновении с магнитосферой Земли. Фото с сайта: http://howitworks.iknowit.ru/paper1397.html

Сильные возмущения магнитного поля Земли, резко нарушающие плавный суточный ход элементов земного магнетизма, длятся от нескольких часов до нескольких суток и наблюдаются одновременно на всей Земле в годы "активного" Солнца. При этом пик активности Солнца длится 2–3 года. Спокойным Солнце бывает тоже 2–3 года в течение цикла. Остальные годы (5–6) приходятся на увеличение и снижение активности. С наибольшей интенсивностью магнитные бури проявляются в высоких широтах. В средних широтах изменения напряжённости геомагнитного поля во время магнитных бурь колеблются в пределах от 0,1 до 1 а/м. Как правило, магнитная буря состоит из предварительной, начальной и главной фаз, а также фазы восстановления. В предварительной фазе наблюдаются незначительные изменения геомагнитного поля (в основном в высоких широтах), а также возбуждение характерных короткопериодических колебаний поля. Начальная фаза характеризуется внезапным изменением отдельных составляющих поля на всей Земле, а главная – большими колебаниями поля и сильным уменьшением горизонтальной составляющей. В фазе восстановления поле возвращается к своему нормальному значению. В возмущённом геомагнитном поле обычно выделяют апериодическую вариацию, полярные магнитные суббури, проявляющиеся в средних широтах в виде более слабых возмущений. Специфические короткопериодические колебания и другие виды вариаций вызываются потоками солнечной плазмы из активных областей Солнца, накладывающимися на спокойный солнечный ветер.

Годы минимумов и максимумов последних 11-летних циклов Номер Минимум Максимум   Номер Минимум Максимум 1 1755 1761   13 1889 1893 2 1766 1769   14 1901 1905 3 1775 1778   15 1913 1917 4 1784 1787   16 1923 1928 5 1798 1804   17 1933 1937 6 1810 1816   18 1944 1947 7 1823 1830   19 1954 1957 8 1833 1837   20 1964 1968 9 1843 1848   21 1976 1979 10 1856 1860   22 1986 1989 11 1867 1870   23 1996 2000 12 1878 1883   24 2008

Солнечный диск в год "активного" и "спокойного" Солнца. Фото с сайта: http://www.armageddononline.org/Quiet-Sun-baffling-astronomers.html

Магнитная буря – одно из основных проявлений более общего геофизического процесса – магнитосферной бури, которая сопровождается возникновением в верхней атмосфере Земли полярных сияний, ионосферных возмущений, рентгеновского и низкочастотного излучений. Во время магнитосферной бури существенно изменяются параметры слоев ионосферы, отражающих и поглощающих радиоволны (высота их расположения, концентрация электронов и другие). В результате возникают значительные помехи в коротковолновой радиосвязи. Во время магнитных возмущений происходит также разогрев верхней атмосферы и передача теплоты вниз, в тропосферу, что способствует развитию в ней циркуляционных движений и возникновению циклонов.

Миллиарды тонн заряженных частиц (плазмы), выброшенные Солнцем, движутся со скоростью 560 километров в секунду и скоро прибудут на земную орбиту. Они вызовут на Земле магнитную бурю, радио- и коммуникационные помехи, масштабные сбои в работе электронных систем, особенно на орбитальных аппаратах. Такой солнечный «плевок», спровоцировав мощнейшую геомагнитную бурю, ухудшит самочувствие людей, вызовет ярчайшие северные сияния. ФЙото с сайта: http://argumentiru.com/science/2013/07/269359

На этом графике-диаграмме показано изменение магнитного поля Земли в течение трх дней. Самое неприятное в такой буре – это резкие измения поля и их размах. В течение буквально 3–4 часов напряженность поля изменяется в десятки раз. Схема с сайта: http://geo-storm.ru/buri-na-solntse/geomagnitnye-buri/geomagnitnye-buri-chto-govorit-nauka/ Течение химических реакций в клетках живых организмов, скорость нервных импульсов имеют электромагнитную природу. Поэтому реакция живого организма на внешние изменение магнитного поля неизбежна. Первой отреагирует центральная нервная система – довольно устойчивым стрессом. При значительных изменениях магнитного поля происходит выброс адреналина как реакция на стресс. Последствия этого: расстройства сна, недомогания, возбуждённость и раздражительность, обострение хронических заболеваний и даже летальное исходы. Большие войны, революции и вооруженные конфликты обязательно начинались в год высокой солнечной активности. Казалось бы, нужно делать все, чтобы смягчить последствия воздействия магнитных бурь на психику. Однако посмотрите, какие кровавые сцены и сцены насилия показывают по телевизору в 2013 г. (год максимальной солнечной активности), о чем пишут газеты! Такое впечатление, что СМИ намеренно стараются усилить эффект воздействия магнитной бури на психику отдельных людей и на социум в целом.

В Институте физики Земли им. Шмидта выявили зависимость между магнитными бурями и сейсмологическими процессами. Сопоставляя более 14 тысяч землетрясений и сотни магнитных бурь, учёные сделали вывод, что наибольшая активность сейсмологических процессов наблюдалась через несколько суток после магнитной бури. Таким образом, как считают геофизики, магнитная буря является импульсом, запускающим сейсмические волны.