Maqnit sahəsi
Ayın və Günəşin mövcudluğundan yaranan qravitasiya təsirləri Yer mantiyasının tsiklik deformasiyasına səbəb olur və bununla da onun fırlanma oxunu yelləyir. Bu mexaniki təsir bütövlükdə bütün planetə təsir edir və çox aşağı özlülüklü maye dəmirdən ibarət olan xarici nüvədə güclü cərəyanlara səbəb olur. Belə cərəyanlar yaratmaq üçün kifayətdir maqnit sahəsi Yer.
Yerin maqnit sahəsi bizi daim Günəşin yaratdığı yüklü hissəciklərdən və radiasiyadan qoruyur. Bu qalxan geodinamo, Yerin xarici nüvəsində böyük miqdarda maye dəmir ərintinin sürətli hərəkəti ilə formalaşır. Bu maqnit sahəsini bu günə qədər saxlamaq üçün, klassik modelə görə, Yer son 4,3 milyard il ərzində təxminən 3000°C soyumuş nüvəyə ehtiyac duyurdu.
İndi CNRS və Paskal Universitetindən olan tədqiqatçılar qrupu əsas temperaturun cəmi 300°C aşağı düşdüyünü bildirir. Bu onunla bağlıdır ki, alimlər indiyədək Ayın təsirini nəzərə almayıblar və bu fərqi kompensasiya etdiyi və geodinamonu aktiv vəziyyətdə saxladığı güman edilir. Tədqiqatçıların işi 2016-cı il martın 30-da Earth and Planetary Science Letters jurnalında dərc olunub.
Yerin maqnit sahəsinin formalaşmasının klassik modelində paradoks var: geodinamo işləyərkən dörd milyard il əvvəl tamamilə ərimiş və o zaman bu gün təxminən 6800°C temperatura malik olan Yer nüvəsi soyuyacaqdı. 3800°C. Bununla belə, planetin daxili temperaturunun erkən təkamülünün son simulyasiyaları, ən qədim karbonatitlərin və bazaltların tərkibinin geokimyəvi tədqiqatları belə soyumanı təsdiqləməyib. Beləliklə, tədqiqatçılar geodinamoda başqa bir enerji mənbəyi olduğunu irəli sürürlər.
Yer bir qədər yastı formaya malikdir və qütblər ətrafında fırlanan əyilmiş ox üzərində fırlanır. Onun mantiyası Ayın yaratdığı gelgit təsirləri səbəbindən elastik deformasiyaya uğramışdır. Tədqiqatçılar sübut etdilər ki, bu təsir xarici nüvəni təşkil edən maye dəmir ərintinin hərəkətini davamlı olaraq stimullaşdıra bilər və öz növbəsində Yerin maqnit sahəsini yarada bilər. Yer-Ay-Günəş sisteminin fırlanmasından cazibə enerjisinin ötürülməsi səbəbindən Yer davamlı olaraq 3,700 milyard vatt güc alır ki, bunun da 1,000 milyard vattdan çoxunun xarici hissədə bu cür hərəkəti yaratmaq üçün mövcud olduğu güman edilir. əsas. Bu enerji Yerin maqnit sahəsini yaratmaq üçün kifayətdir və bununla da əsas paradoksu həll edir klassik nəzəriyyə. Qravitasiya qüvvələrinin planetin maqnit sahəsinə təsiri artıq Yupiterin iki peyki: İo və Avropa, eləcə də bir sıra ekzoplanetlər üçün sənədləşdirilmişdir.
Nə Yerin öz oxu ətrafında fırlanması, nə oxunun istiqaməti, nə də Ayın orbiti sabit olmadığından, onların nüvədəki hərəkətə birgə təsiri qeyri-sabitdir və dinamoda rəqslərə səbəb ola bilər. Bu proses xarici nüvədə və onun Yer mantiyası ilə sərhədində daha isti bölgələrin mövcudluğunu izah edə bilər. Bu da öz növbəsində Yerin tarixində böyük vulkanik hadisələrə səbəb ola bilər. Yeni model göstərir ki, Ayın Yerə təsiri sadə gelgitlərdən çox-çox kənara çıxır.
Bu yaxınlarda Ayın maqnit xüsusiyyətlərinin də olduğu aşkar edilmişdir. Avtomatik zondlardan əldə edilən məlumatlar alimlərə bildirib ki, günəş küləyi Ayın ətrafında dolaşır və onunla Yerlə müqayisədə tamamilə fərqli şəkildə qarşılıqlı təsir göstərir, çünki o, bizim planetdən fərqli olaraq öz maqnit sahəsinə malik deyil. Amma bu ona heç də mane olmur...
Yer ətrafında günəş küləyinin axını maqnitosferi - içərisində geomaqnit sahəsinin özünü göstərən nəhəng uzanmış damcı şəklində bir boşluq təşkil edir. Baş hissəsi həmişə Günəşə baxır, günəş küləyinin gəldiyi yerdən onun sərhədinə qədər olan məsafə 10-12 Yer radiusu, yəni təxminən 70 min kilometrdir; Yerin gecə tərəfində, antigünəş istiqamətdə, maqnitosferin uzun quyruğu 200-dən çox Yer radiusunu uzanır, uzunluğu bir milyon kilometrdən çoxdur. Və bu maqnitosfer Yerlə birlikdə orbitdə uçur, Yeri əhatə edir və planeti zərərli qısa dalğalı radiasiyadan qoruyur.
Ancaq bu, Yerin bütün maqnit qabığıdır. Bəs planetimizin peyki? Ayın maqnit sahəsi haqqında etibarlı eksperimental məlumatı ilk dəfə kosmik gəminin Yerdən Aya ilk uğurlu uçuşu həyata keçirilən zaman Rusiya Elmlər Akademiyasının Yer Maqnitizmi, İonosfer və Radio Dalğalarının Yayılması İnstitutunun rus alimləri əldə etmişlər. 1959-cu ildə istifadəyə verilmişdir. Bunu xüsusilə müzakirə etmək lazımdır, çünki bu kosmik missiya ilk dəfə olaraq Yerdən Aya uçuş zamanı elmi məlumatları telemetrik olaraq idarəetmə mərkəzinə ötürən elmi cihazlarla təchiz edilmişdir, çünki missiyanın taleyi qısa idi - uçmaq. Ay və sərt enişdə qəzaya uğradı ...
12 sentyabr 1959-cu ildə "Luna-2" avtomatik planetlərarası stansiyasını (AIS) Aya uçuş yolunda yerləşdirən "Vostok-L" daşıyıcı raketi buraxıldı. Kosmik gəminin öz hərəkət sistemi yox idi və sadəcə olaraq 14 sentyabr 1959-cu ildə dünyada ilk dəfə olaraq Aristil, Arximed və Avtolik kraterləri yaxınlığında Mare Serenity bölgəsində Ayın səthinə çataraq qəzaya uğradı. Ayın səthinə Sovet Sosialist Respublikaları İttifaqının gerbini əks etdirən vimpeli çatdırıldı! N. S. Xruşşov ABŞ-a səfəri zamanı Amerika prezidenti cənab Eyzenhauerə yadigar kimi vimpənin dublikatını təqdim etdi.
Bu baxımdan elmi nailiyyətlər bu ilk uğurlu təcrübə idi. “Luna 2” kosmik gəmisi elmi avadanlıqlarla təchiz edilib: ssintillyasiya sayğacları, Geiger sayğacları, maqnitometrlər və mikrometeorit detektorları. Maqnitometrlərə İZMIRAN işçisi, laboratoriyanın müdiri, planetar maqnitizm üzrə mütəxəssis S. Ş. Dolqinov cavabdeh idi. Alətlərdən telemetriya siqnalları uğurla qəbul edildi, lakin maqnitometrlərdən gələn siqnallar Ayın maqnit sahəsinin böyüklüyünü göstərmədi! Ayın maqnitini ölçmək üçün bir təcrübə aparıldı və S. Ş. Dolginovun etdiyi kimi, öz nöqteyi-nəzərini dərhal ifadə etmək üçün alətlərinizə inam və qeyri-adi cəsarət lazım idi. O, Ayın dipol konfiqurasiyasında öz maqnit sahəsinin olmadığını söylədi! Nəticələr Rusiya elmi mətbuatında dərc olunub. Ayı qeyri-maqnit kosmik cisim kimi təyin edən bu ilk kəşf belə edildi!
Kosmosa atılan o ilk addımlardan illər keçdi. İndi kosmik missiyalar günəş küləyi və maqnitosferdə, asteroidlərdə və digər planetlərdə maqnit sahələrinin ölçülməsi də daxil olmaqla çoxsaylı və müxtəlifdir. İndi siz öyrənə və daha çox şey kəşf edə bilərsiniz incə effektlər və qarşılıqlı təsirlər.
Və bu yaxınlarda məlum oldu ki, özünün maqnit sahəsi olmayan Ay, buna baxmayaraq, günəş küləyinin maqnit sahələrinə təsir edir və bu dəyişikliklər Ay səthindən on minlərlə kilometr aralıda aşkar edilir. Bu, Günəşdən birbaşa axan davamlı plazma axını ilə Ay ətrafında axının xüsusiyyətləri ilə bağlıdır ki, bu da çox dəyişkəndir, onun parametrləri tez dəyişir. Qarşıdan gələn plazmadakı hissəciklərin sürəti və sıxlığı, həmçinin günəş küləyinin apardığı planetlərarası maqnit sahəsi vahidlərdən onlarla nT-ə qədər dəyişir.
Bəs bütün bunlar niyə baş verir, çünki Ayın öz maqnit sahəsinin olmaması səbəbindən maqnitosferi yoxdur? Məsələ bundadır: günəş küləyi plazmasının axını Ayın işıqlı tərəfindəki peykin səthinə sərbəst şəkildə çatır. Bununla belə, onun özü Günəşdən planetlərarası maqnit sahəsi daşıyır və Ayın ətrafında hərəkət edərkən quruluşu və davranışı NASA tədqiqatçılarının güman etdiyindən daha mürəkkəb olduğu ortaya çıxan bir keçirici mühitdir. .
Ayın səthindən təxminən 10 min kilometr yüksəklikdə olan məsafələrdə belə, ionların və elektronların plazma axınları qeydə alınır, qarşıdan gələn günəş küləyi axınında turbulent pozuntular yaradır. Plazma parametrləri Ayın səthindən xeyli əvvəl dəyişir.
Günəş küləyindəki bu turbulentlik hadisələri maneədən çox əvvəl bir çox kosmik gəminin məlumatlarında müəyyən edilmişdir: Amerikanın Lunar Prospector zondu, Yapon peyki Kaguya (SELENE), Çin Chang ′e-2, Hindistan Chandrayaan-1.
ARTEMIS kosmik zondu elektronların və ionların sıxlığı və enerjisindəki dəyişikliklərlə yanaşı, günəş küləyi axınında Aydan daha da böyük məsafədə elektromaqnit və elektrostatik dalğaların mövcudluğunu aşkar etdi. Bu bölgə "foreshock" adlanan bir maneə ətrafında axan zaman sıxılmış plazma zonasına bənzəyir. Bu hadisə Yerin maqnitosferində yay zərbəsi dalğasından əvvəl baş verir. Ayın, yuxarıda qeyd edildiyi kimi, maqnitosferi olmadığı üçün, bu fenomen çox güman ki, maneələr ətrafında axan plazmanın xüsusiyyətlərinə aid edilməlidir. Plazma proseslərinin kompüter modelləşdirilməsi göstərdi ki, birbaşa Ayın səthinə yaxın günəş radiasiyasının təsiri altında, plazma axını artdıqda, dəyişən. Məlum olub ki, onlar Günəşdən gələn ultrabənövşəyi şüalarla atomların elektron qabıqlarından ayrılan elektronları sürətləndirə bilirlər. İon axınları günəş küləyinin protonlarından əmələ gəlir və Ay səthinin müəyyən bölgələrində Yer peykinin səth süxurlarında saxlanılan zəif maqnit sahələrinin təsiri altında geri əks olunur. Bu ion axınları kosmosa geri əks olunur və fəvvarələrin axınlarına bənzəyir.
Səthdən cəmi bir neçə metr məsafədə görünən remanent maqnitləşmənin elektromaqnit sahələri Aydan minlərlə kilometr məsafədə günəş küləyində turbulent pozuntuları stimullaşdırır. Oxşar hadisələr Günəş Sistemində öz qlobal maqnit sahəsinə malik olmayan digər cisimlərin yaxınlığında baş verə bilər. Belə maneələrin ətrafında günəş küləyinin axını əlavə araşdırma tələb edən bir çox gözlənilməz plazma effektlərini ortaya çıxardı.
Bu məlumatlar Aya insanlı missiyaların təhlükəsizliyini müəyyən etmək üçün vacibdir.
Ayın maqnit sahəsi astrofizikləri narahat edən bir sirrdir, çünki əgər o varsa, deməli bunun səbəbləri var. Və məlum oldu ki, həqiqətən də Ayın maqnit sahəsi onun sərəncamında öz tərkibinə və xüsusiyyətlərinə görə yerin "ürəyinə" bənzəyən nüvəyə malik olması ilə əlaqədar ola bilər. 60-70-ci illərdə Apollos Aydan qaya nümunələrini çatdırmağa başlayanda elm adamları təəccübləndilər, çünki mövcud zəif cazibə şəraitində bu nümunələr bir qədər fərqli olmalı idi. O vaxtdan bəri dünyada bir-birinə zidd olan iki elmi baxış ortaya çıxdı. Birincisinə görə, Ayın həmişə bizim bildiyimiz kimi olduğu güman edilir ki, o, yalnız onun üzərində böyük kraterlər qoyan meteoritlərin təsirləri sayəsində əmələ gəlib.
İkinci nəzəriyyəyə görə, Ayın xarici qabığı Ayın qabığının səthi altında baş verən proseslər nəticəsində əmələ gəlmişdir. Məlum olub ki, otuz il əvvəl Aydan Yerə gətirilən nümunələr öyrənilərkən onların əksəriyyəti Ayın özü tərəfindən əmələ gəlib və meteoritlərin təsirinə məruz qalmayıb. Bu o deməkdir ki, onun əmələ gəlməsi Ayın nüvəsində və mantiyanın yuxarı təbəqələrində zaman keçdikcə sərtləşən hansı tektonik proseslərin baş verməsi ilə bağlıdır. Massaçusets Texnologiya İnstitutunun tədqiqatçıları müəyyən edə bildilər ki, Ayın içərisində hələ indi də ərimiş dəmirdən ibarət nüvə var. Getdikcə daha çox araşdırma, Ayın içərisində böyük bir ərimiş dəmir nüvənin ola biləcəyini və ya ən azından tədqiqatların əksəriyyətinin buna işarə etdiyini göstərir. Elmi qrupun rəhbəri İan Qarrik-Betel məhz belə bir nəticəyə gəlir.
Alimlərin niyə bu qədər diqqət yetirdiyini, alimlərin Ayın quruluşuna bu qədər diqqət yetirdiyini, nüvənin nə üçün inanılmaz bir şey olduğuna inandıqlarını, çünki o, Yerdə olduğu üçün niyə ən yaxın peykimizdə olmasın deyə izah etməyə dəyər. . Əslində, elm adamları uzun müddətdir ki, Ayın bu formalaşmasının bir növ reliktlərə aid olduğuna inanırdılar günəş sistemi. Bu, sadəcə öz nüvəsinə malik olmayan böyük bir daş topdur. Amma bu yanlış təsəvvürü asanlıqla izah etmək olar, çünki əslində Ayın içində nə olduğunu müəyyən etmək o qədər də sadə deyil, çünki bu, asan məsələ deyil. Axı belə dərinliklərə nüfuz etmək mümkün deyil. Və yalnız səthdən kifayət qədər material toplandıqda və “qabaqcıl tədqiqat metodları” ortaya çıxanda düzgün fərziyyə etmək mümkün idi. Həqiqətən də, hazırda peykdə çoxlu faktiki material toplanıb ki, bu da onun üzərində baş verən proseslərin başa düşülməsini xeyli asanlaşdırır. Lakin heç kim gələcək tədqiqatların necə irəliləyəcəyini deyə bilməz - Ayın geologiyası və tektonikasının strukturu və inkişafı ilə bağlı daha dəqiq məlumatlar lazımdır.
Bir neçə milyard il əvvəl Ayın intensivliyi təxminən 30 dəfə az olsa da, Yerlə təxminən eyni güclü maqnit sahəsi var idi. Yerin və bəzi digər planetlərin maqnit sahəsi ozon təbəqəsini məhv edən günəş küləyinin çox hissəsini yayındıraraq qoruyucu funksiyanı yerinə yetirir.
Yerin maqnit sahəsi maye nüvəsindəki hissəciklərin hərəkəti nəticəsində yaranır. Ayın nüvəsi bir qədər fərqli quruluşa malikdir və ölçüsünə görə daha kiçikdir. Lakin elm adamları uzun illər əvvəl Ayın içərisində məhz belə bir nüvənin olduğunu təklif etdilər və demək olar ki, sübut etdilər. Güclü bir maqnit sahəsi yaratdı. Ayın ətrafında maqnitləşmənin olması bu planetin nəhəng qaya formasiyası olduğu və öz nüvəsinə malik ola bilməyəcəyi nəzəriyyəsini təkzib edir. Ayın dərinliklərinə baxmaq və quruluşunu yaxşı öyrənmək mümkün deyil, lakin müəyyən dolayı əlamətlərə əsasən bunu etmək olar.
İkinci fərziyyə, maqnitləşmənin Ayın kiçik metal nüvəsi ilə deyil, onun üstündə oturan qalın ərimiş (maye) süxur təbəqəsi ilə bağlı olması idi.
Müasir Ayın maqnit sahəsi
Əslində, müasir Ay planetinin maqnit sahəsi sabit və dəyişən axınlardan ibarətdir. Daimi sahələr maqnitləşdirilmiş səth süxurları tərəfindən yaradılır. Bir nöqtədən digərinə çox tez dəyişirlər. Ayın dərinliklərində dəyişən sahələr yaranır.
Ayın maqnit sahəsi hazırda çox zəifdir. Onun gərginliyi təxminən 0,5 qammadır. Mütəxəssislər bunun yerin sahə gücünün təxminən 0,1%-ni təşkil etdiyini izah edirlər. Ayın yaxınlığındakı elektrik sahəsi ölçülmədi, lakin araşdırmalar aparıldı və elm adamları onun mövcud olduğunu və Yerdən gələn əhəmiyyətli gelgit təsirinə görə Ayın içərisində elektrik yüklərinin güclü yenidən paylanmasının baş verməli olduğunu aşkar etdilər.
Yerin maqnit sahəsi bizi daim Günəşdən bizə gələn yüklü hissəciklərdən və radiasiyadan qoruyur. Bu qalxan Yerin xarici nüvəsində (geodinamo) böyük miqdarda ərimiş dəmirin sürətli hərəkəti nəticəsində yaranır. Maqnit sahəsinin bu günə qədər yaşaya bilməsi üçün klassik model nüvənin son 4,3 milyard il ərzində 3000 dərəcə Selsi soyumasını nəzərdə tutur.
Ancaq Milli Mərkəzdən bir qrup tədqiqatçı elmi tədqiqat Fransa və Blez Paskal Universiteti əsas temperaturun cəmi 300 dərəcə aşağı düşdüyünü bildirdi. Əvvəllər nəzərə alınmayan Ayın hərəkəti temperatur fərqini kompensasiya etdi və geodinamonu qorudu. Əsər 30 mart 2016-cı ildə Earth and Planetary Science Letters jurnalında dərc olunub.
Yerin maqnit sahəsinin formalaşmasının klassik modeli paradoksa səbəb olub. Geodinamonun işləməsi üçün Yer 4 milyard il əvvəl tamamilə ərimiş olmalı və onun nüvəsi o vaxtkı 6800 dərəcədən bu gün 3800 dərəcəyə qədər yavaş-yavaş soyumalıdır. Lakin planetin daxili temperaturunun erkən təkamülünün son modelləşdirilməsi, ən qədim karbonatitlərin və bazaltların tərkibinin geokimyəvi tədqiqatları ilə birlikdə bu cür soyumanı dəstəkləmir. Beləliklə, tədqiqatçılar geodinamoda başqa bir enerji mənbəyi olduğunu irəli sürürlər.
Yer qütblər ətrafında fırlanan bir az yastı forma və əyilmiş fırlanma oxuna malikdir. Onun mantiyası Ayın yaratdığı gelgit təsirləri səbəbindən elastik deformasiyaya uğramışdır. Tədqiqatçılar göstərdilər ki, bu təsir xarici nüvədə ərimiş dəmirin hərəkətini davamlı olaraq stimullaşdıra bilər ki, bu da öz növbəsində Yerin maqnit sahəsini yaradır.
Planetimiz Yer-Ay-Günəş sistemindən cazibə fırlanma enerjisinin ötürülməsi ilə davamlı olaraq 3,700 milyard vatt güc alır və 1,000 milyard vattdan çoxunun geodinamo üçün mövcud olduğu güman edilir. Bu enerji Yerin maqnit sahəsini yaratmaq üçün kifayətdir və Ay ilə birlikdə bu, klassik nəzəriyyənin əsas paradoksunu izah edir. Qravitasiya qüvvələrinin planetin maqnit sahəsinə təsiri Yupiterin İo və Avropa peykləri, eləcə də bir sıra ekzoplanetlər nümunəsi ilə çoxdan təsdiq edilmişdir.
Nə Yerin öz oxu ətrafında fırlanması, nə oxunun istiqaməti, nə də Ayın orbiti nizamlı olmadığından, onların birləşmiş təsiri qeyri-sabitdir və geodinamoda rəqslərə səbəb ola bilər. Bu proses xarici nüvədə və onun Yer mantiyası ilə sərhədində bəzi istilik impulslarını izah edə bilər.
Beləliklə, yeni model göstərir ki, Ayın Yerə təsiri gelgitlərdən çox-çox kənara çıxır.
Eyni zamanda, Ayın Yerin nüvəsinin qarışmasında iştirak etməsi ilə bağlı təkliflər var. Ay yerin nüvəsini qarışdırmaqda iştirak edə bilər. Fransız alimləri araşdırmalardan sonra Earth and Planetary Science Letters səhifələrində deyildiyi kimi bu qənaətə gəliblər.
Fransız planetoloqları və geofiziklərinin fikrincə, Ay gelgit qüvvələrinin köməyi ilə Yerin nüvəsini qarışdıra bilər və bununla da geomaqnit sahəsini qoruyub saxlaya bilir. Məlum olduğu kimi, maqnit sahəsi planeti yüklü kosmik hissəciklərdən qoruyur, ancaq Yerin sayəsində bu qədər uzun müddət saxlanıla bilməzdi.
Belə bir versiya var ki, Ay dəmir və nikelin maye xarici nüvəsini qarışdırmağa kömək edir, bu elementlərin soyumasına mane olur və fəaliyyətlərini davam etdirməyə imkan verir. Əvvəllər düşünüldüyü kimi, geomaqnit sahəsinin işləməsi Yerin fırlanması, həmçinin daxili və xarici təbəqələr arasındakı temperatur fərqi ilə təmin edilir.
Alimlər hesabladılar ki, xarici nüvələr 4,3 milyard il ərzində 5,4 min dərəcə soyumalı idi, lakin sonda onlar cəmi bir neçə yüz dərəcə soyudular. Bu, Yerin maqnit sahəsinin mexanizminə xarici mexanizmin də təsir etdiyini göstərir. Onlar Ayın cazibə sahəsinə görə yaranan gelgit qüvvələri ola bilər.
Yerin gelgit qüvvələri səbəbindən aldığı enerji planetin maqnit sahəsinin düzgün işləməsi üçün kifayət etməlidir.