Геофизики открыли всепланетное электрическое поле вокруг Земли
Группа ученых из NASA впервые обнаружила и измерила глобальное электрическое поле нашей планеты, существование которого предсказывали физики почти 60 лет назад. Согласно заявлениям специалистов, именно это поле вызывает утечку газа в космос в полярных широтах, а также ответственно за ряд других эффектов, в которых еще предстоит разобраться. Авторы нового исследования считают, что их работа не только раскроет загадки истории Земли, но и позволит проникнуть в тайны других планет и понять, какие из этих миров могут быть пригодны для жизни.
В 1968 году ученые обнаружили в атмосфере нашей планеты, а именно — в горячей ионосфере, одну странность: потоки ионов над полюсами Земли покидали атмосферу и улетучивались в космос, отчего на определенных высотах в полярных широтах она начинала «редеть». В горячем газе значимая доля частиц передвигается с достаточно высокой скоростью — значит, самые быстрые ионы могут разорвать оковы земной гравитации.
Однако спутники, пролетавшие над полюсами Земли, показали, что большая доля частиц, составляющих поток, не нагревается, кроме того, движется со сверхзвуковыми скоростями и запросто преодолевает земное притяжение. Иными словами, частицы разгонялись не благодаря горячему газу, а неким другим механизмам.
Что же заставляет ионы улетучиваться из атмосферы? Тогда же физики предположили, что причина — еще не открытое слабое электрическое поле.
Ионосфера начинается на высоте 50 километров и заканчивается на высоте около 1000 километров. В этой части атмосферы ультрафиолетовые и рентгеновские лучи Солнца как бы «срывают» электронное «облако» атомов водорода и кислорода и превращают некоторые атомы в положительно заряженные ионы. В результате образуется «суп» из электронов, ионов и смеси нейтральных атомов и молекул — ионосферная плазма. Температура ионосферы может достигать нескольких тысяч градусов Цельсия (зависит от высоты и времени года).
Электроны и ионы создают вокруг себя небольшое электрическое поле. Однако первые заряжены отрицательно, а вторые — положительно. Если же концентрация электронов и ионов одинакова, то их поля должны компенсировать друг друга. То есть, по идее, ионосфера должна быть лишена масштабного электрического поля.
Ионы тяжелее электронов, иногда в десятки тысяч раз. Логично предположить, что первые частицы под действием гравитации могут опускаться вниз, вторые — наоборот, подниматься вверх. Эта разница концентрации частиц «вверху» и «внизу» достаточная, чтобы создать протяженное электрическое поле, пусть и слабое. Поскольку ионы заряжены положительно, а электроны отрицательно, поле притягивает частицы друг к другу и мешает ионам опускаться слишком низко. Некоторые ионы даже оказываются так высоко, что уносятся в космос.
Физики подсчитали, что перепад высоты с 200 до 780 километров обеспечивает разность потенциалов лишь около 0,4 вольта — слабое напряжение, но достаточное, чтобы часть ионов разгонялась до сверхзвуковой скорости.
В XX веке ученые не могли выделить слабое глобальное электрическое поле вокруг Земли, поскольку не располагали необходимыми технологиями. В XXI веке ситуация изменилась.
В мае 2022 года с архипелага Шпицберген специалисты Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства США отправили в космос ракету Endurance, оборудованную приборами для изучения ионосферы. Старт состоялся в той части Земли, над которой ионы каким-то образом улетучиваются в космос.
Ракета поднялась на максимальную высоту 768 километров и спустя 19 минут упала в Гренландское море. За это время Endurance смогла собрать необходимую информацию об ионосфере, которую исследователи из NASA представили в статье, опубликованной в журнале Nature.
Выяснилось, что Земля действительно обладает слабым глобальным электрическим полем. Приборы зафиксировали, что оно начинается на высоте примерно 250 километров и заканчивается на высоте 768 километров. На этом отрезке инструменты зарегистрировали разность электрического потенциала в 0,55 вольта, что близко к значению, предсказанному учеными в 1968 году.
«Это напряжение почти ничто. Оно немного меньше рабочего напряжения батарейки для часов. Но его достаточно, чтобы объяснить, как ионы разгоняются до звуковой скорости и улетучиваются в космос», — пояснил Глинн Коллинсон (Glynn Collinson), главный исследователь миссии Endurance.
По словам авторов открытия, новое всепланетное поле провоцирует небольшую утечку атмосферы в космос в полярных широтах, а также оказывает на атмосферу планеты эффекты, которые еще предстоит изучить.
Исследователи заключили, что, изучая сложную динамику движения и эволюции атмосферы Земли, можно не только больше узнать об истории нашей планеты, но и проникнуть в тайны других миров: частности, понять, какие из них, вероятно, пригодны для жизни.
Telegram 
Дзен 
VK В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые раскрыли причины удивительной сохранности крупнейшей из пирамид Гизы. Секрет того, что за прошедшие тысячелетия пирамиду не разрушили землетрясения, кроется в особенностях ее конструкции, в том числе в так называемых разгрузочных камерах, расположенных непосредственно над погребальной камерой фараона.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Астрофизики Южного федерального университета предложили объяснение одной из самых интригующих загадок современной физики — годичных колебаний сигнала в детекторе DAMA/LIBRA, который вот уже почти тридцать лет регистрирует странные сигналы в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии, интерпретируемые как взаимодействие частиц темной материи с обычным веществом.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии