Загадочные капли, закопанные внутри Земли, могут быть причиной слабого места в магнитном поле

В геомагнитной броне Земли есть щель, и она растет.

Слабое место в магнитном поле нашей планеты, расположенное над южной частью Атлантического океана, за последние два столетия увеличивалось в размерах и начало разделяться на две части.

Для тех из нас, кто находится на земле, это не повод для беспокойства: защитное поле продолжает защищать планету от смертельной солнечной радиации.

Но южноатлантическая аномалия, как ее правильно называют, действительно влияет на спутники и другие космические корабли, которые проходят через территорию между Южной Америкой и южной Африкой. Это связано с тем, что через это поле просачивается большее количество заряженных солнечных частиц, что может вызвать сбои в работе компьютеров и схем.

Источник этой растущей «вмятины», как ее называет НАСА, остается загадкой. Но ученые ожидают, что он продолжит расширяться.

«Эта вещь будет увеличиваться в размерах в будущем,— сказал Жюльен Обер, эксперт по геомагнетизму из Парижского института физики Земли.

Связь с гигантскими каплями внутри Земли

Обер считает, что Вмятина может иметь связь с двумя гигантскими каплями плотной породы, похороненными на глубине 1800 миль внутри Земли. Из-за своего состава капли мешают жидкому металлу во внешнем ядре, которое генерирует магнитное поле.

Обе капли являются «в миллионы раз больше, чем Эверест по объему,» в соответствии с Цянь Юань, исследователь геодинамики в Университете штата Аризона.

Команда Юаня считает, что капли имеют потустороннее происхождение: после того, как древняя планета размером с Марс упала на Землю, она могла оставить эти части позади.

Кусочки планеты на Земле возрастом 4,5 миллиарда лет

Почти на 2000 миль ниже поверхности Земли закрученное железо во внешнем ядре планеты создает магнитное поле, которое простирается оттуда до космоса, окружающего нашу планету.

Этот водоворот частично создается процессом, в котором более горячий и легкий материал из ядра поднимается в полутвердую мантию наверху. Там он заменяется более прохладным и плотным материалом мантии, который опускается в ядро ​​ниже. Это называется конвекцией.

Проблема в том, что что-то на границе между ядром и мантией под южной частью Африки наносит ущерб этой конвекции, тем самым ослабляя силу магнитного поля над ней.

По словам Обера, вполне вероятно, что виновата одна из капель, которую расследует команда Юаня.

Исследование Юаня утверждает, что капли — это остатки древней планеты под названием Тейя, которая столкнулась с Землей в младенчестве 4,5 миллиарда лет назад. Столкновение помогло создать Луну.

После этого крушения думают: две части Тейи, возможно, затонули и сохранились в самой глубокой части мантии Земли.

На анимации ниже, основанной на анализе 2016 года, показано расположение этих планетных фрагментов.

Юань сказал, что эти капли — их техническое название — большие провинции с низкой скоростью сдвига — на 1,5–3,5% плотнее, чем остальная часть мантии Земли, а также горячее.

Поэтому, когда эти куски вовлекаются в конвекцию, они могут вращаться с обычным потоком. Это, в свою очередь, может привести к тому, что железо в ядре под югом Африки будет закручиваться в направлении, противоположном направлению железа в других частях ядра.

Ориентация магнитного поля Земли зависит от направления, в котором движется железо внутри. Чтобы иметь сильное магнитное поле, все должно быть ориентировано одинаково. Таким образом, любые области, которые отклоняются от обычного рисунка, ослабляют общую целостность поля.

Тем не менее, возможно, эти провинции с низкой скоростью сдвига вовсе не виноваты в слабом месте поля.

«Почему такая же слабость не наблюдается в магнитном поле над Тихим океаном, где находится другая провинция?— сказал Кристофер Финлей, геофизик Датского технического университета.

«Враждебный регион»

Более слабое поле позволяет большему количеству заряженных частиц солнечного ветра достигать спутников и других космических аппаратов на низкой околоземной орбите. Это может вызвать проблемы с электронными системами, прервать сбор данных и привести к преждевременному старению дорогих компонентов компьютера.

В 1970-х, 1980-х и 1990-х годах в Южно-Атлантической аномалии часто случались отказы спутников.— сказал Обер.

Даже сегодня Европейское космическое агентство обнаружило, что спутники, пролетающие через регион, «больше вероятность возникновения технических неисправностей,«Как кратковременные сбои, которые могут нарушить связь. Вот почему операторы спутников обычно отключают второстепенные компоненты, когда объекты проходят через зону.

Космический телескоп Хаббла также проходит через аномалию на 10 из 15 своих орбит вокруг Земли каждый день, проводя почти 15% своего времени в этой «враждебной области,»По данным НАСА.

Спутники Swarm

Исследователи используют набор из трех спутников, под общим названием Swarm, чтобы следить за Южно-Атлантической аномалией.

Некоторые исследования показывают, что общая площадь региона увеличилась в четыре раза за последние 200 лет и продолжает расти из года в год. Аномалия также ослабла на 8% с 1970 года.

В последнее десятилетие Swarm также заметил, что аномалия разделилась пополам: одна область магнитной слабости возникла над океаном к юго-западу от Африки, а другая — к востоку от Южной Америки.

По словам Финли, это плохая новость, потому что это означает, что зона, враждебная космическим кораблям, будет становиться больше.

«У спутников будут проблемы не только над Южной Америкой, но и со спутниками над южной Африкой.» он сказал.