Знание-сила, 2007 № 08 (962) | страница 52

Поразительно, что до сих пор неизвестна природа земного магнетизма. Первая известная попытка его объяснения была предпринята выдающимся английским естествоиспытателем Уильямом Гильбертом в конце XVI века. Изготовив маленькую модель Земли из постоянного магнита, он убедился в схожести ее свойств с оригиналом и пришел к выводу, что Земля — огромный сферический магнит. Эта точка зрения доминировала в течение трехсот лет, пока не была опровергнута в конце XIX века Пьером Кюри. Он экспериментально доказал, что постоянные магниты (железо, никель) размагничиваются при достаточно высокой температуре — так называемой точке Кюри. Что же касается недр Земли, то в них температура значительно выше точек Кюри для железа и никеля и потому от идеи Гильберта пришлось отказаться.

В дальнейшем был предпринят ряд иных попыток решения этого вопроса. Наиболее популярной сейчас является теория динамо, в которой Земля рассматривается не как постоянный магнит, а как электромагнит. Но для его работы необходимо, как минимум, чтобы в Земле постоянно сохранялась электродвижущая сила, поддерживающая электрические токи и неизменное геомагнитное поле в течение геологически длительного времени. Однако совершенно неизвестно, каким образом это может осуществляться.

Уильям Гилберт

Шаровая молния — это один из наиболее удивительных объектов. Появляющаяся иногда во время грозы, она представляет собой небольшой упругий шар с диаметром, обычно не большим 50 сантиметров и временем жизни от секунд до нескольких минут. Поражает ее способность сохранять свою форму. Ведь совершенно непонятно, какие силы сдерживают ее от быстрого распада. Если бы она вовсе не имела электрических зарядов, то таким силам просто неоткуда было бы взяться. Но классическая теория не помогает и в случае существования зарядов. Если бы шаровая молния имела заряды одного знака, то согласно составной части теории Максвелла — закону Кулона, — она бы разлетелась. Ведь одноименные заряды отталкиваются. А если бы в ней чередовались заряженные слои разного знака, то, по тому же закону, она не сумела бы сохранить свою форму. Как известно, разноименные заряды притягиваются.

Как показывают измерения, в ясную погоду электрическое поле у поверхности Земли составляет 100 В/м, а на высоте около 50 километров его почти нет. Для того чтобы объяснить это свойство поля, предполагалось, что существует некий сферический конденсатор, положительно заряженная обкладка которого находится на высоте около 50 километров, а отрицательно заряженной обкладкой является поверхность Земли. Но тогда положительные заряды должны притягиваться Землей и конденсатор бы разрядился. Сторонники этой гипотезы пытаются спасти ее предположением о компенсации потерь вследствие подзарядки конденсатора от гроз. Но это не подтверждается современными экспериментальными данными. Кроме того, как показали ракетные исследования атмосферы на высотах до 80 километров, там неоднократно наблюдалась смена знака электрического поля, что является крайне удивительным. Оставаясь в рамках классической физики, можно объяснить это только одним: чередованием отрицательно и положительно заряженных слоев атмосферы. Но тогда соседние слои будут притягиваться друг к другу. И такая структура неминуемо разрушится.