Магнитное поле Земли и этногенез.

Магнитное поле Земли и этногенез.

Человечество развивается, эта парадигма не требует обоснований. Многие философы мира вводят термины антропогенез и антропосфера, указывая на всё возрастающую роль человечества в существовании Земли. Но вот как развивается, куда и с какой целью – об этом идут жаркие споры. Одна из интереснейших гипотез развития антропосферы, предложенная Л.В. Гумилёвым обосновывает развитие человечества в виде отдельных составляющих – этносов, историю которых называет этногенезом [1]. Согласно этой гипотезе люди развиваются периодически и поэтому еще в палеолите освоили всю сушу планеты, кроме Антарктиды. Почему? Причиной этого является микромутация, приводящая к возникновение в некоторых племенах (этносах) активных (пассионарных) особей. Как при всякой мутации, их сначала немного, но они очень активны. Они усложняют первичную простую систему, создавая в ней много подсистем (субэтносов), блоков (конвиксий) и звеньев (консорций). Усложненная система обретает мощь и расширяет ареал. Но пассионарные особи часто гибнут, чем снижают энергетический уровень системы, возвращающийся к равновесному значению. В конце этногенеза остается немного гармоничных людей как реликт, и так они живут, пока не произойдет новый взрыв или, точнее, мутация, т.е. толчок (от лат. muto-толкаю) [2].

Пассионарии появляются не случайно и не в единичных случаях, а как популяции, которые образуются в результате своеобразного явления — пассионарного толчка. Особенность таких толчков — их кратковременность и геометрия на поверхности Земли. В определенный момент времени на узкой и вытянутой полосе поверхности Земли (полосы от толчка к толчку не совпадают), имеющей геометрию, близкую к геодезической линии, возникает серия пассионарных популяций. Внутри которых начинаются бурные процессы этногенеза, приводящие через 130-160 лет к появлению группы новых этнических систем, проходящих синхронно все последовательные фазы этногенеза (если процесс этногенеза не обрывается извне: стихийные бедствия, истребление и т.п.). Через 1500 лет с момента толчка пассионарный признак полностью устраняется из популяции, процесс этногенеза завершается и этнос либо исчезает (как система, но не обязательно как люди), либо существует неограниченно долго в состоянии равновесия с биоценозом своего ландшафта, в гомеостазе. Причина возникновения пассионарных толчков, вызывающих этногенез, предположительно связана с мутацией плода  человека в утробе матери. При этом фактор, вызывающий данную мутацию распространяются по  поверхности Земли в виде полос, протянувшихся на значительные расстояния. И это не геологическое явление в литосфере, так как полосы проходят огромные расстояния вне зависимости от геологических структур.

Возможные варианты явления ограничиваются глубинными процессами в недрах Земли (в земном ядре и/или мантии) или космическими. Так как вся материя делится  на вещество и поле, то наиболее вероятное воздействие оказывают поля, естественные космические и планетарные.  Они имеют ключевое значение в возникновении и эволюции живых существ на Земле. Жизнь на Земле развивается в узкой плёнке вдоль поверхности, мощность которой достигает всего двух-трёх десятков километров. А человек, как биологический вид практически повсеместно привязан к дневной поверхности Земли.  Параметры физических полей на дневной поверхности Земли зависят от динамики космических процессов, полей генерируемых Землёй (магнитных, гравитационных и т.д.), активностью Солнца, взаимным расположением планет, фазами Луны, галактическим космическим излучением. Это, в свою очередь, определяет параметры магнитных, электромагнитных, гравитационных и иных полей на поверхности, интенсивность корпускулярных потоков, электрические свойства биосферы, погодные условия на Земле и т.д. Изменения параметров физических полей на Земле изменяют функциональную активность организмов, влияя на физико-химические свойства молекул, активность ферментов, скорость биохимических реакций, структуру и транспортные свойства клеточных мембран, активность электроуправляемых ионных каналов, экспрессию генов и клеточных рецепторов, возбудимость нейронов и другие процессы.

Основоположник гелиобиологии и космической антропоэкологии, А. Л. Чижевский, в книге «Земное эхо солнечных бурь», писал: «Мы привыкли придерживаться … антифилософского взгляда на жизнь как на результат случайной игры только земных сил. Это, конечно, неверно. Жизнь же, в значительно большей степени есть явление космическое, чем земное. Она создана воздействием творческой динамики космоса на инертный материал Земли… наибольшее влияние на физическую и органическую жизнь Земли оказывают радиации, направляющиеся к Земле со всех сторон Вселенной. Они связывают наружные части Земли непосредственно с космической средой, роднят ее с нею, постоянно взаимодействуют с нею, а потому и наружный лик Земли, и жизнь, наполняющая его, являются результатом творческого воздействия космических сил» [3].

Такого же мнения придерживался и В.И. Вернадский: «Твари Земли являются созданием сложного космического процесса, необходимой и закономерной частью стройного космического механизма, в котором, как мы знаем, нет случайностей» [4].

Наша звезда – Солнце – источник жизни на Земле, так как обеспечивает теплом и светом. Но одновременно оно является угрозой жизни, так как посылает смертельные ультрафиолетовые лучи и солнечный ветер. Солнечный ветер –  истечение плазмы солнечной короны в межпланетное пространство и на уровне орбиты Земли средняя скорость частиц солнечного ветра  достигает 400 км/с, а число частиц – несколько десятков в 1 см3. Если ультрафиолет задерживается озоновым слоем и водой, то последнему не дает погубить все живое магнитное поле Земли (МПЗ). Это поле служит так же препятствием для космических лучей. Космические лучи, т.е. энергичные (от 1 до12 ГэВ) электроны, протоны и ядра тяжелых элементов, приходящие с почти световыми скоростями, главным образом, из других частей Галактики.

На сегодня нет полностью признанной теории механизма возникновения магнитного поля планет. Но наиболее общепризнанной, является гипотеза гидромагнитного динамо, которая согласуется с наблюдаемыми свойствами МПЗ. Примем эту гипотезу, как факт. Динамо-эффект – самовозбуждение и поддержание в стационарном состоянии магнитных полей вследствие движения проводящей жидкости или газовой плазмы. Его механизм подобен генерации электрического тока и магнитного поля в динамо-машине с самовозбуждением. С динамо-эффектом связывают происхождение собственных магнитных полей Солнца, Земли и планет, а также их локальные поля, например, поля пятен и активных областей. МПЗ возникает в токопроводящем  жидком слое вращающегося внешнего ядра Земли.

МПЗ можно разделить на следующие основные части.

  1. Основное магнитное поле Земли, испытывающее медленные изменения во времени (вековые вариации) с периодами от 10 до 10 000 лет, сосредоточенными в интервалах 10–20, 60–100, 600–1200 и 8000 лет. Последний интервал связан с изменением дипольного магнитного момента в 1,5–2 раза.
  2. Мировые аномалии – отклонения от эквивалентного диполя до 20% напряженности отдельных областей с размерами до 10 000 км. Эти аномальные поля испытывают вековые вариации, приводящие к изменениям со временем в течение многих столетий. Примеры аномалий: Бразильская, Канадская, Сибирская. В ходе вековых вариаций мировые аномалии смещаются, распадаются и возникают вновь. 3. Магнитные поля локальных областей внешних оболочек с протяженностью от нескольких км до сотен км. Они обусловлены намагниченностью горных пород в верхнем слое Земли, слагающих земную кору и расположенных близко к поверхности. Одна из наиболее мощных – Курская магнитная аномалия.
  3. Внешнее магнитное поле Земли. Его основными источниками являются корпускулярные потоки намагниченной плазмы, приходящие от Солнца вместе с солнечным ветром, и формирующие структуру и форму земной магнитосферы.

Рассмотрим эти части более подробно, в порядке убывания их влияния на жизнь на Земле и человека в частности.

Внешнее магнитное поле Земли. Оно существует в виде токовых систем, находящимися за пределами земной поверхности и называется магнитосферой. Уточним данное понятие. Магнитосфера – область околоземного космического пространства, контролируемая магнитным полем Земли, внешняя граница которого называется магнитопаузой. Магнитосфера формируется в результате взаимодействия солнечного ветра с плазмой верхних слоев атмосферы и магнитным полем Земли. По форме магнитосфера представляет собой каверну и длинный хвост, которые повторяют форму магнитных силовых линий. Подсолнечная точка в среднем находится на расстоянии 10 земных радиусов, а хвост магнитосферы простирается за орбиту Луны. Хвост магнитосферы образован силовыми линиями магнитного поля Земли, выходящими из полярных областей и вытянутых под действием солнечного ветра на сотни земных радиусов от Солнца в ночную сторону Земли. В итоге плазма солнечного ветра и солнечных корпускулярных потоков как бы обтекают земную магнитосферу, придавая ей своеобразную каплеподобную хвостатую форму. В хвосте магнитосферы, на больших расстояниях от Земли, напряженность магнитного поля Земли, а, следовательно, и их защитные свойства, ослабляются. В результате некоторые частицы солнечной плазмы получают возможность проникать через барьер. И тогда они попадают во внутрь земной магнитосферы, а так же в магнитные ловушки радиационных поясов. Радиационные пояса Земли – две области ближайшего околоземного космического пространства, которые в виде замкнутых магнитных ловушек окружают Землю. В них сосредоточены огромные потоки протонов и электронов, захваченных дипольным магнитным полем Земли.

Проникновение частиц солнечного ветра в радиационные пояса возможно через особые точки магнитосферы, так называемые дневные полярные каспы, а также через т. н. нейтральный слой в хвосте магнитосферы (с её ночной стороны). В области дневных каспов и в нейтральном слое хвоста магнитосферы геомагнитное поле резко ослаблено. Поэтому оно не является существенным препятствием для заряженных частиц солнечного ветра и космических лучей. Вследствие этого они по нейтральному слою хвоста геомагнитного поля ночью проникают до поверхности Земли.

Проникая в головную часть магнитосферы, заряженные частицы солнечного ветра формируют потоки высыпающихся частиц, вызывающих полярные сияния и авроральную радиацию (зона квазизахвата)  [5].

Магнитное поле Земли (геомагнитное) оказывает сильное влияние на электрически заряженные частицы, движущиеся в околоземном космическом пространстве.

Есть два основных источника возникновения этих частиц: космические лучи, т.е. энергичные (от 1 до12 ГэВ) электроны, протоны и ядра тяжелых элементов, приходящие с почти световыми скоростями, главным образом, из других частей Галактики. И корпускулярные потоки менее энергичных заряженных частиц (105–106 эВ), выброшенных Солнцем. В магнитном поле электрические частицы движутся по спирали; траектория частицы как бы навивается на цилиндр, по оси которого проходит силовая линия. Радиус этого воображаемого цилиндра зависит от напряженности поля и энергии частицы. Чем больше энергия частицы, тем при данной напряженности поля радиус (он называется ларморовским) больше. Если ларморовский радиус много меньше, чем радиус Земли, частица не достигает ее поверхности, а захватывается магнитным полем Земли. Если ларморовский радиус много больше, чем радиус Земли, частица движется так, как будто бы магнитного поля нет. Такие частицы вторгаются в атмосферу и вызывают при столкновении с ее атомами ядерные превращения, которые дают определенные количества вторичных космических лучей. Эти вторичные космические лучи уже регистрируются на поверхности Земли.

Основное МПЗ. Физика признаёт три необходимых условия образования магнитного поля планеты, Первое — большой объем электропроводящей жидкой массы, насыщенной железом. Второе — движение жидкой массы в виде потоков (проводников). Третье – вращение массы (планеты в целом) с определенной скоростью.

Исходя из современных теорий строения Земли, можно предполагать, что существует жидкий железистый слой, образующий внешнее ядро Земли, мощностью около 5 тыс. км. Температура ядра достигает 5000 о С, как и температура поверхности Солнца.

Внутренняя энергия отчасти ядерного, отчасти гравитационного  происхождения создает внутри ядра условия для создания потоков вещества. Так как более разогретая, менее плотная металлическая составляющая нижней части внешнего ядра стремится вверх, а достигнув верхних слоев, она отдает часть тепла и остывает, становится плотнее и опускается.

Вращение Земли происходит с угловой скоростью один оборот в сутки. Но вследствие больших размеров линейная скорость достаточна для возникновения динамо-эффекта. Возникающая при этом сила Кориолиса закручивает поднимающуюся жидкую массу в штопор или спираль, подобно оторвавшейся пружине.

Общая конфигурация магнитного поля, достигающего земной поверхности (и доступной наблюдению), носит название диполя. Как и в поле линейного магнита, основной геомагнитный поток направлен от центра Земли в Южном полушарии и к центру — в Северном. Граница, где диполь меняет направление, характеризуется очень слабым магнитным потоком. Назовем эту границу магнитным нулём, здесь наблюдается ослабление поля и увеличивается проницаемость для космических лучей. При этом, в последние несколько тысяч лет линия нуля проходит в основном севернее экватора. Вследствие закручивания жидкого потока силами Кориолиса и выталкивания их за пределы ядра возникают отдельные участки обратной полярности. В настоящее время подобные участки существуют в Южной Атлантике (от Африки до Америки) и на восточном побережье Северной Америки. На их границах так же ослабевает магнитное поле. Это тоже оказывает сильное влияние на внешнее МПЗ и его защитные функции.

Мировые аномалии МПЗ.

Возникают вследствие конвективных течений в средней мантии. Механизм возникновения таких течений аналогичен механизму в ядре Земли. Но учитывая, что мощность средней мантии ниже, а доля железа меньше – сила таких аномалий значительно меньше основного МПЗ, хотя и оказывает на него воздействие.

Так как данные аномалии, как и локальные, значительного влияния на этногенез не оказывают, мы в дальнейшем их не рассматриваем.

Примерно 99% энергичных частиц, «пробивающих» магнитный экран Земли, являются космическими лучами галактического происхождения, и лишь около 1% образуется на Солнце.

Но Солнце так же обладает магнитным полем (гелиомагнитное поле), которое распространяется далеко за пределы земной орбиты. Поле это изучено в недостаточной степени. Хотя известно об его значительных колебаниях (число Вольфа), по которым выделены минимум Маундера (XVIII век) и минимум Шпёрера (XVI век) [6]. По данным Ермакова В.И. и др. наблюдаются циклы солнечной активности с периодом около 200 лет [7]. В целом гелиомагнитное поле изучено достаточно слабо, причины его колебаний связывают с так называемыми тёмными пятнами. Но механизм его изменений не разработан. Возможное влияние магнитного поля Солнца на периоды проникновения космических лучей до Земли пока не ясно.

Одной из причин изменений может служить влияние магнитных полей планет-гигантов (Юпитера и Сатурна), а так же транснептуновых небесных тел, входящих в «пояс Койпера». Пока такая связь не ясна, но это дело будущего. Одним из таких тел, которые достаточно изучены, является двойная планета Плутон-Харон.

Интересную гипотезу выдвинули Кирилл Бутусов и Владимир Мичурин о связи периода обращения Плутона и циклами этногенеза [8]. Это пока наблюдаемый факт, причины же этого определит астрономия. Возможно не Плутон, а какое то другое космическое тело, или группа тел данного пояса, имеющих тот же период обращения и вызывающих изменение гелиомагнитного поля.

Исходя из данных построений, можно предложить следующий механизм воздействия на человека, приводящий к появлению большого количества пассионариев (пассионарный толчок). Космические лучи, прорвавшиеся в определённый период (раз в 240-260 лет) внутрь солнечной системы, встречают магнитное поле Земли и обходят его. И только в небольшой период времени, причем ночью, по узкой полосе нейтрального слоя прорываются к земной поверхности. Возникают мутации в живых организмах. Значительные искажения (генетические болезни) в видах устраняются естественным отбором, а не большие искажения (пассионарность) начинают свои победные шествия по народам, попавшим под облучение. Период облучения незначителен, но интенсивен. Возможно, сохраняется и действует некоторое время вторичная радиация, которая и вызывает микромутации. Интересно было бы отследить такое явление конца прошлого, начала нынешнего века и попробовать провести его мониторинг. Но для этого необходимо провести в кратчайшие сроки изучение естественной радиоактивности всей поверхности Земли, что не реально.

Но проникновение очень краткое и поэтому ограничено поверхностью геоида, что дает длину толчка не более половины земного шара. При этом данные лучи проникают редко и периодически. Период равен примерно 250 годам. Причиной этого возможно служит периодичность источника (в пределах галактики), либо с периодичность других полей (гелиомагнитных), препятствующих проникновению данных лучей к орбите Земли. А так же возможно что это период совпадения линии нейтрального слоя и магнитного нуля. Тогда, когда все эти события совпадают, и происходит данный процесс.

Это представляется наиболее вероятным, так как линия нуля меняется со временем и имеет достаточно узкую полосу при длительном протяжении. В то же время линия нейтрального слоя имеет большую ширину при проекции на земную поверхность. В тех областях, где они совпадают и наблюдаются мутации человечества, фиксируемые ростом пассионарности. Это объясняет основную приуроченность субширотных линий к южной части северного полушария и экваториальной зоне. Появление субмеридиональных толчков связано с отдельными участками выталкивания линий полярности и возникновения по границам данных областей магнитного нуля и приполярными каспами.

Как известно, географический полюс Земли не совпадает с магнитным полюсом. Соответственно, магнитный экватор отклоняется от географического экватора. Поэтому линия падения нейтрального слоя относительно параллелей имеет искажение, то есть не совпадает. Но так как земной геоид имеет форму, приблизительно совпадающую с шаром, то при проекции нейтрального слоя на поверхность Земли на карту происходит её искажение от прямой линии [9].  Этим можно объяснить наклонные, дугообразные  и субширотные линии пассионарных толчков. Таких ударов за последний период времени большинство. При этом угол наклона осей пассионарных толчков, возможно, связан с изменениями магнитного поля Земли, которое, как предполагается, связано с процессами в Земном ядре. Так как явления изменений магнитного поля изучаются недавно (не более 3 веков), то пока более точных пояснений дать не возможно.

Дальше включается механизм развития пассионарности, предложенный Львом Гумилёвым.

  1. Гумилёв Л.Н. Этногенез и биосфера Земли. М.: Рольф, 2001. – 500 с., с ил.
  2. Гумилёв Л. Н., Иванов К. П. Этносфера и Космос // Материалы Второго Всесоюзного совещания по космической антропоэкологии. М.: Знание, 1984. С.211-220.
  3. Чижевский А.Л. Земное эхо солнечных бурь. М.: Мысль. 1976. — 367 с.
  4. Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера. Озон.RU. 2017. -576 с.
  5. Александров Н.Л. Полярные сияния. СОЖ, Науки о Земле, Процессы на поверхности Земли, 2001. http://www. issep.
  6. John A. Eddy. The Maunder Minimum The reign of Louis XIV appears to have been a time of real anomaly in the behavior of the sun//Science.18 June 1976, Volume 192, Number 4245.
  7. В.И. Ермаков, В.П. Охлопков, Ю.И. Стожков, «Спектральный анализ данных о пятнообразовательной деятельности Солнца за последние   2650 лет», Краткие сообщения по физике, номер 10, 12-17, 2002
  8. Кирилл Бутусов, канд. ф-м. наук, Владимир Мичурин Лев Гумилев: Космос и Человечество// Международный научно-художественный журнал пограничных знаний «Терминатор», No 4/5, 1995, с. 8-9.
  9. www.krugosvet.ru/enc/ Earth_sciences/geografiya/GEODEZIYA.html?page=0,5

 

 

Бузмаков Василий Николаевич.

Кандидат геолого-минералогических наук.

buzvn@mail.ru