Юрий Мизун - Тайны будущего. Прогнозы на XXI век

Если силовые линии магнитного поля сходятся, то есть частица, двигаясь по спирали, продвигается во все более сильное магнитное поле, то ее продвижение в это поле постепенно замедляется. Магнитное поле противодействует продвижению частицы. Оно беспрепятственно пропускает частицу внутрь только в том случае, если она движется строго вдоль силовой линии магнитного поля. Двигаясь по спирали в сторону более сильного магнитного поля, заряженная частица на каком-то расстоянии перестает углубляться. После этого момента она постепенно (тоже по спирали) движется в противоположную сторону. Магнитное поле выталкивает заряженную частицу в сторону более слабого поля.

Магнитное поле Земли неоднородно. Это видно по форме силовых линий. По мере движения от экватора к полюсам вдоль силовых линий видно, что они сгущаются все больше и больше. Это значит, что магнитное поле увеличивается. В таком магнитном поле, которое увеличивается в обоих направлениях от экватора, заряженная частица оказывается пойманной, захваченной. Вращаясь по спиралям, заряженные частицы движутся в таком поле последовательно, отражаясь от более сильного поля попеременно то в южном, то в северном полушарии. При этом заряженные частицы находятся выше земной атмосферы. Такие заряженные частицы действительно были измерены в магнитосфере Земли. Их назвали поясами радиации.

Как деформируется магнитное поле Земли солнечными частицами? Поскольку заряженные частицы взаимодействуют с магнитным полем, то они могут это поле деформировать. Поток заряженных частиц, пролетающий от Солнца, взаимодействует с самыми внешними силовыми линиями магнитосферы Земли. Концы силовых линий остаются на прежнем месте, в Земле. А сами линии «выворачиваются» и вытягиваются потоком заряженных частиц на ночную сторону. Они прикрывают магнитные полюса, и воронки над полюсами исчезают. Зато образуются новые воронки на полуденном меридиане. Новые воронки удалены от полюсов примерно на 1000 км.

Очень важно, что эти воронки могут смещаться. Чем сильнее энергия солнечного потока заряженных частиц, тем больше силовых линий он выворачивает с дневной стороны на ночную. Тем больше воронка удаляется от полюса.

Под действием солнечных заряженных частиц с дневной стороны магнитосфера Земли ограничена определенным расстоянием от поверхности Земли. Когда Солнце спокойно, это расстояние равно примерно десяти земным радиусам. Во время солнечных бурь поток солнечных частиц усиливается и поджимает магнитосферу с солнечной стороны ближе к Земле. В это время воронки смещаются еще дальше от полюса. При очень сильных солнечных бурях магнитосфера на дневной стороне может быть сжата до трех земных радиусов. Тогда воронки смещаются от полюса.

Под действием солнечных заряженных частиц меняется не только положение воронок, которые у диполя находятся над полюсами.

Воронки не только смещаются по направлению к экватору. Они при этом меняют свою форму. Каждая воронка при этом превращается в сплюснутую воронку-щель, в форме подковы. Она охватывает определенную область на дневной стороне магнитосферы.

Ночная часть магнитосферы мало похожа на дневную. Если на дневной стороне магнитное поле Земли простирается максимум на расстояние в десять земных радиусов, то на ночной стороне оно имеется на огромном расстоянии, равном ста радиусам Земли и более. Силовые линии магнитного поля Земли вытягиваются в направлении движения солнечных частиц, то есть от Земли. Так образуется шлейф силовых линий магнитосферы Земли. Специалисты его называют хвостом магнитосферы (рис. 11).

Заряженные частицы беспрепятственно движутся вдоль силовых линий магнитного поля. Это значит, что солнечные заряженные частицы через воронки на дневной стороне могут проникать сквозь магнитосферу к Земле, к ее атмосфере. Но внутри магнитосферы находятся заряженные частицы, которые там захвачены. В хвосте магнитосферы также имеются заряженные частицы. Они отсюда движутся вдоль силовых линий магнитного поля. Куда они попадут? Можно проследить, что они попадут в Арктику и Антарктику.

Если проследить за путем заряженных частиц на дневной и ночной сторонах магнитосферы, то окажется, что они приходят как раз в то кольцо (овал), которое светится полярным сиянием. Это что, случайность или закономерность?

Некоторые античные философы считали, что воздух является первичным элементом или основной субстанцией. Они полагали, что он не разделяется на более простые составляющие. Так, древнегреческий философ Эмпедокл учил, что Вселенная состоит из четырех элементов — воды, земли, огня и воздуха.

В XVII в. английский естествоиспытатель Джон Миов опытным путем пришел к выводу, что одна из частей воздуха поддерживает горение и жизнь. Ее он назвал «горючим воздухом».

Кислород был выделен спустя сто лет после открытия Миовом «горючего воздуха». Его выделили одновременно в Англии (Джозеф Пристли) и в Германии (Карл Шееле). Пристли нагревал ртуть на воздухе до тех пор, пока она не превращалась в красный порошок. При дальнейшем нагревании этого порошка из него выделялся газ, который поддерживал горение лучше, чем обычный воздух. Этот газ и оказался кислородом.

Азот был открыт следующим образом. В 1752 г. Джозеф Блэк в опытах выделил из воздуха вещество, которое он назвал «связанным воздухом». Спустя двадцать лет Даниэль Резерфорд при изучении свойств газа, образованного после сгорания древесного угля, открыл азот (удушливый газ).

Нейтральный газ аргон, который составляет 1 % всего объема воздуха, был выделен в 1894 г. Аргон выделили Джон Рэлей и Ульям Рамзай. Затем были выделены также гелий, неон, криптон, ксенон и водород.

На сегодняшний день установлено, что воздух состоит из следующих составляющих (цифры обозначают объем в процентах): Азот (78,084); Кислород (20,946); Аргон (0,934); Углекислый газ (0,033); Неон (0,000018); Гелий (0,00000524); Метан (0,000002); Криптон (0,00000114); Водород (0,0000005); Окислы азота (0,0000005); Ксенон (0,000000087) (рис. 12).

Воздух содержит также целый ряд примесей, находящихся в твердом и жидком состоянии. Все они естественного или искусственного происхождения, имеют весьма различный химический состав, размеры, форму и физические свойства. Эти частицы называются «аэрозолями». Особенно большое количество аэрозолей промышленного происхождения содержится в атмосфере больших городов. Там в одном кубическом сантиметре содержатся тысячи и даже сотни тысяч частиц. Общеизвестно, что над промышленными городами в атмосфере нередко «висят» десятки тысяч тонн сажи и пыли.