Переполюсовка магнитного поля Земли

[akb]

Господа, давайте обсудим дружно ...

Ну, касательно "нет магнитного поля, нет атмосферы", надо объяснить аномалию Венеры. Магнитного поля нет, а атмосферы определённо есть. Я не убеждена что атмосфера Земли быстро испарялась бы без магнитного поля. Через несколько миллонов лет, возможно, а не с течением периода изменения направления магнитного поля.

Венера, на мой взгляд, не очень удачный пример. Многие учёные считают, что вулканическая активность, как главный поставщик атмосферных газов, присутсвует на ней до сих пор.
А если посмотреть на Марс. Признано, что вулканическая активность там на сегодня прекратилась, однако, по разным оценкам, прекратилась она относительно недавно - от 1 до 600 млн. лет назад. И именно отсутствие магнитного поля считается одной из причин быстрой потери марсом атмосферной влаги и атмосферы. Но есть один существенный нюанс - сила тяжести на Марсе в 2 раза меньше земной, и атмосферу ему удержать труднее.

[L_Pt]

Господа, давайте обсудим дружно ...

Ну, касательно "нет магнитного поля, нет атмосферы", надо объяснить аномалию Венеры. Магнитного поля нет, а атмосферы определённо есть. Я не убеждена что атмосфера Земли быстро испарялась бы без магнитного поля. Через несколько миллонов лет, возможно, а не с течением периода изменения направления магнитного поля.

Венера, на мой взгляд, не очень удачный пример. Многие учёные считают, что вулканическая активность, как главный поставщик атмосферных газов, присутсвует на ней до сих пор.
А если посмотреть на Марс. Признано, что вулканическая активность там на сегодня прекратилась, однако, по разным оценкам, прекратилась она относительно недавно - от 1 до 600 млн. лет назад. И именно отсутствие магнитного поля считается одной из причин быстрой потери марсом атмосферной влаги и атмосферы. Но есть один существенный нюанс - сила тяжести на Марсе в 2 раза меньше земной, и атмосферу ему удержать труднее.

Только это не нюанс, а нюантище – вторая космическая в 2.2 раза меньше.
Наверняка именно это и есть основная причина такой слабой атмосферы Марса.

Плюс меньшая масса наверняка предполагает и более слабый вулканизм.

А вот приплюсовалось ли ко всему этому еще и слабое магнитное поле – это уже под вопросом.

[konstkir]

Малая 2-я, большая как-то не убеждает без числовой оценки.
Я с так же голо могу утверждать, что огромная скорость солнечного ветра легко выбивает любую атмосферу при достаточной интенсивности и времени. 

[L_Pt]

Вот уж не думал, что на вторую космическую для Марса надо приводить ссылки и что-то доказывать…
Из вики - 5,027 км/с.
А так как среднеквадратичная скорость  молекул это корень из температуры, то значит что для достижения достаточных условий для диссипации атмосферы v_мол> 0.2 v_2косм достаточны температуры в 5 раз меньше, чем для того же газа на Земле.

К примеру, для молекул воды это будет составлять по уравнению

722 K  или ~450 C
Очень даже скромная температура для земной термосферы, полагаю на Марсе она не намного меньше.  В итоге вода достаточно быстро испаряется с Марса только под действием солнечного излучения.

[konstkir]

Вы не то считали. Я имел в виду что любая 2-я скорость не мешает выбивать атмосферу  световому ветру. Нужна магитная защита или приличные вулканы.
Тема об этом, а не о температуре атмосферы.
Это надо оценивать

[L_Pt]

Вы не то считали. Я имел в виду что любая 2-я скорость не мешает выбивать атмосферу  световому ветру. Нужна магитная защита или приличные вулканы.
Тема об этом, а не о температуре атмосферы.
Это надо оценивать

Я отвечал конкретно про Марс, его то точно не стоит брать в пример, так как он лишился большей части атмосферы именно из-за слабой гравитации, а не слабого магнитного поля.

Возвращаясь к Венере – видел ли кто цифры с какой скоростью она теряет атмосферу? Видел много сообщений что Venus Express что-то мерил, но везде говориться исключительно про водород, про потери атомов кислорода, углерода или азота ничего нет.
Про водород иногда цифры пишут, например тут http://www.newsland.ru/news/detail/id/332371/cat/69/ - 2*10²⁴ атомов водорода в секунду. Не сказал что это сильно много.

При такой скорости земные океаны «высохли» б за 10¹⁵ лет.

[Azteckium]

Вывод. Гипотеза об образовании воды на Земле из протонов солнечного ветра может рассматриваться только в том случае, если будет достоверно установлено существенно (на 4 порядка) большая интенсивность солнечного ветра 3-4.5 миллиарда лет назад.

Таким образом, на настоящий момент, гипотеза не обоснована.

Гы, если бы было все очевидно, она и не была бы гипотезой. Основное допущение которое там было сделано, что при остатках пылевого облака гелиосферное МП имело высокую напряженность в эклиптике, солн. ветер по силовым линиям в основном и шел по эклиптике , из-за чего его плотность была сильно выше.

[AlAn]

При такой скорости земные океаны «высохли» б за 10¹⁵ лет.

Если бы состояли из водорода, вода, она помассинее будет.

[L_Pt]

При такой скорости земные океаны «высохли» б за 10¹⁵ лет.

Если бы состояли из водорода, вода, она помассинее будет.

Если бы я не пересчитывал массу водорода на массу воды, было б ~10¹⁶ лет. 

Еще раз повторю вопрос к аудитории – никто не поделится ссылками на научные работы по результатам работы Venus Express, если такие вообще есть? Популярным статьям с одиночными цифрами (которые к тому же часто конфликтуют друг с другом) веры мало.
Это бы дало практически однозначный ответ.

[Dem]

Венера, на мой взгляд, не очень удачный пример. Многие учёные считают, что вулканическая активность, как главный поставщик атмосферных газов, присутсвует на ней до сих пор.

На Венере нет движения плит с их затягиванием внутрь, расплавлением  и извержением лёгкой части затянутого - прежде всего водяного пара и углекислоты из известковых осадков
Поэтому состав вулканических газов скорей всего сильно отличается.

А если посмотреть на Марс. Признано, что вулканическая активность там на сегодня прекратилась, однако, по разным оценкам, прекратилась она относительно недавно - от 1 до 600 млн. лет назад. И именно отсутствие магнитного поля считается одной из причин быстрой потери марсом атмосферной влаги и атмосферы. Но есть один существенный нюанс - сила тяжести на Марсе в 2 раза меньше земной, и атмосферу ему удержать труднее.

Для Марса есть гораздо более тривиальный ответ - вымораживание. Даже при нынешнем ничтожном давлении на полюсах всё равно холоднее чем нужно для сохранения углекислоты в газообразном состоянии. Т.е. сколько бы углекислоты на Марсе изначально не было - хоть уровня Венеры - она бы всё равно вымерзла до нынешнего состояния. И находилась бы вся в виде ледников под слоем нанесённого ветром грунта

[akb]

На Венере нет движения плит с их затягиванием внутрь, расплавлением  и извержением лёгкой части затянутого - прежде всего водяного пара и углекислоты из известковых осадков
Поэтому состав вулканических газов скорей всего сильно отличается.

Про состав вулканических газов я ничего не писал. Впрочем, всем известно, что атмосфера Венеры состоит в основном из углекислоты с примесями азота и серы.

Для Марса есть гораздо более тривиальный ответ - вымораживание. Даже при нынешнем ничтожном давлении на полюсах всё равно холоднее чем нужно для сохранения углекислоты в газообразном состоянии. Т.е. сколько бы углекислоты на Марсе изначально не было - хоть уровня Венеры - она бы всё равно вымерзла до нынешнего состояния. И находилась бы вся в виде ледников под слоем нанесённого ветром грунта

Ранее на Марсе было значительно теплее, и резкое понижение температуры поверхности планеты, возможно, связано именно с потерей атмосферы, а не наоборот.

[Alexeyy]

Порылся в литературе - статистический анализ уже делался. Например, довольно свежая работа:

A non-extensive statistical physics approach to the polarity reversals of the geomagnetic field, Physica A: Statistical Mechanics and its Applications, In Press, Available online 21 January 2011

тут чего только с этими данными не делали, даже функцию плотности вероятностей строили...

Что-то никак не найду данные - даты переполюсовок в фанерозое (включая, может,  чуть раньше).
По ссылке http://deeptow.whoi.edu/gpts.html данные приводятся (уже хорого), но максимум, где-то до 80 миллионов лет назад.
В какой-нибудь из выше приводимых статей (не знаю где их можно скачать) приводится анализ данных за очень большой период (фанерозой, например)? Если есть, то не сольете мне статью (у меня в рамблёре - ящик lesha74). Хотелось бы через неё выйти на автора и попросить выслать автора данные по датам переполюсовок.

[arduan]

Господа, давайте обсудим дружно ...

Ну, касательно "нет магнитного поля, нет атмосферы", надо объяснить аномалию Венеры. Магнитного поля нет, а атмосферы определённо есть. Я не убеждена что атмосфера Земли быстро испарялась бы без магнитного поля. Через несколько миллонов лет, возможно, а не с течением периода изменения направления магнитного поля.

Несколько лет назад я читала всё что я могла найти в интернете на этом субъекте. Следует синтез того, что помню из того, что я нашла - у меня больше нет ссылок. Нашла что среди учёных нет хорошего понимания феномена переплюсовки магнитного поля. Несколько думают, что измение случается с течением тысячей лет, и другие думают, что всё случается внезапно - один день поле направлено как сегодня, следующий день - наоборот. Ещё другие думают что поле никогда не испаряется, только становится замешанным перед тем, что опять формируется диполь на другое направление. Из того что я читала, нет связи переплюсовок с событиями вымирания видов. Это направляет на короткий период лишений магнитного поля, или на случае замешанного поля где остаётся защита, только неправильно не работает ваш компас.

Да,неправильно выразился.Речь о воде,которой на Венере было когда-то больше чем на Земле.:   http://www.yoki.ru/news/creatiff/science_/03-01-2008/54578-0/
http://kosmos-x.net.ru/news/sushhestvovala_li_na_venere_zhizn/2010-06-25-804
как считают ученые, миллиарды лет назад на Венере, вероятно, было значительно больше воды. Основания для такого заключения дают данные, полученные от «Venus Express». Почему же Венера потеряла свою воду? Как считают астрофизики, когда-то, примерно от 500 млн до 4 млрд лет от рождения планеты, под действием ультрафиолетовых лучей Солнца, молекулы воды распались на атомы - два атома водорода и один атом кислорода, и были унесены, вероятно солнечным ветром, в межпланетное пространство. Ведь у Венеры, в противоположность Земле, нет магнитного поля, которое могло бы защищать её от солнечного ветра - потока заряженных частиц, беспрепятственно бомбардирующих верхние слои атмосферы "голубой" планеты, унося из неё ионы.
Эксперименты, проведённые с помощью анализатора космической плазмы и атомов больших энергий (Analyser of Space Plasma and Energetic Atoms - ASPERA), установленного на борту европейского космического аппарата, показали, что на ночной стороне Венеры действительно существуют огромные потери водорода и кислорода, причём в соотношении, характерном для молекул воды. Была измерена скорость "выхода" этих атомов. При этом, как показали эксперименты, верхние слои атмосферы планеты содержат повышенное количество дейтерия, который, будучи более тяжёлым атомом по сравнению с водородом, с меньшей лёгкостью вырывается из объятий планеты.
  Земля тоже теряет воду в верхних слоях атмосферы. Под действием ультрафиолетовой части излучения Солнца молекулы воды на высотах 30-50 км распадаются на водород и кислород. Тепловая скорость движения некоторых атомов водорода - превышает вторую космическую скорость. В результате - каждую секунду из атмосферы в космос улетает примерно 1 кг водорода. Это количество содержится в 9 кг воды. Получается, что запасов воды на Земле хватит аж на 500 млрд лет,интересен вопрос : если бы у нашей планете не было-бы магнитного поля,насколько бы ускорился этот процесс?

[L_Pt]

Да,неправильно выразился.Речь о воде,которой на Венере было когда-то больше чем на Земле.:   http://www.yoki.ru/news/creatiff/science_/03-01-2008/54578-0/
http://kosmos-x.net.ru/news/sushhestvovala_li_na_venere_zhizn/2010-06-25-804

Максимум что там написано, это то что возможно ранее на Венере было больше воды чем сейчас.

[arduan]

Солнце посылает на Землю электромагнитные волны всех областей спектра - от многокилометровых радиоволн до гамма-лучей. Окрестностей Земли достигают также заряженные частицы разных энергий - как высоких, так и низких и средних. Наконец, Солнце испускает мощный поток элементарных частиц - нейтрино. Однако воздействие последних на земные процессы пренебрежительно мало: для этих частиц земной шар прозрачен, и они свободно сквозь него пролетают. Только очень малая часть заряженных частиц из межпланетного пространства попадает в атмосферу Земли (остальные отклоняет или задерживает геомагнитное поле). Но их энергии достаточно для того, чтобы вызвать полярные сияния и возмущения магнитного поля нашей планеты.
Электромагинтное возмущение подвергается строгому отбору в земной атмосфере. Она прозрачна только для видимого света и ближайших ультрафиолетового и инфракрасного излучения, а также для радиоволн в сравнительно узком диапазоне (от сантиметровых до метровых). Все остальное излучение либо отражается, либо поглощается атмосферой, нагревая и ионизуя ее верхние слои.
Поглощение рентгеновских и жестких ультрафиолетовых лучей начинается на вымотах 300-350 км; на этих же высотах отражаются наиболее длинные радиоволны, приходящие из космоса. При сильных всплесках солнечного рентгеновского излучения от хромосферных вспышек рентгеновские кванты проникают до высот 80-100 км от поверхности Земли, ионизуют атмосферу и вызывают нарушение связи на коротких волнах. Здесь можно предположить,что без магнитного поля это излучение будет проникать и на высоты с водяным паром,еще не успевшим выпасть дождем,вызывая множество смертельных для жизни эффектов. радиоактивное заражение этой воды,ее распад на водород и кислород и прочее.
Мягкое (длинноволновое) ультрафиолетовое излучение способно проникать еще глубже, оно поглощается на высоте 30-35 км. Здесь ультрафиолетовые кванты разбивают на атомы молекулы кислорода с последующим образованием озона. Тем самым создается не прозрачный для ультрафиолета "озоновый экран", предохраняющий жизнь на Земле от гибельных лучей.И в этом случае пойдет уничтожение этого слоя!
 Не поглотившаяся часть наиболее длинноволнового ультрафиолетового излучения доходит до земной поверхнсти. Именно эти лучи вызывают у людей загар.
Излучение в видимом диапазоне поглощается слабо. Однако оно рассеивается атмосферой даже в отсутствие облаков, и часть его возвращается в межпланетное пространство. Облака, состоящие из капелек воды и твердых частиц, значительно усиливают отражение солнечного излучения. В результате до поверхности планеты доходит в среднем около половины падающего на границу земной атмосферы света.
Количество солнечной энергии, приходящейся на поверхность площадью 1 кв метр, развернутую перпендикулярно солнечным лучам на границе земной атмосферы, называется солнечной постоянной. Измерять ее с Земли очень трудно, и потому значения, найденные до начала космических исследований, были весьма приблизительными. Небольшие колебания (если они реально существовали) заведомо "тонули" в неточности измерений. Лишь выполнение специальной космической программы по определению солнечной постоянной позволило найти ее надежное значение. По последним данным, оно составляет 1370 Вт/м2 с точностью до 0,5%. Колебаний, превышающих 0,2%, за время измерений не выявлено.

http://galspace.spb.ru/index63-4.html

[Dem]

Ранее на Марсе было значительно теплее, и резкое понижение температуры поверхности планеты, возможно, связано именно с потерей атмосферы, а не наоборот.

Тут может быть два устойчивых состояния атмосферы во внезапными переходами между ними...
Если атмосфера начинает вымерзать - поверхность покрывается отражающим излучение снегом и температура продолжает падать. В обратную сторону это тоже работает - при возрастании давления увеличивается парниковый эффект и теплоперенос к полюсам, что вызывает дальнейшее испарение и увеличение давления

[Azteckium]

Солнце посылает на Землю ...
http://galspace.spb.ru/index63-4.html

И какая связь этого комикса с переполюсовками МПЗ?

[Azteckium]

Ранее на Марсе было значительно теплее, и резкое понижение температуры поверхности планеты, возможно, связано именно с потерей атмосферы, а не наоборот.

Тут может быть два устойчивых состояния атмосферы во внезапными переходами между ними...
Если атмосфера начинает вымерзать - поверхность покрывается отражающим излучение снегом и температура продолжает падать. В обратную сторону это тоже работает - при возрастании давления увеличивается парниковый эффект и теплоперенос к полюсам, что вызывает дальнейшее испарение и увеличение давления

В общем-то не 2, а больше, все зависит от химсостава и отношения твердых/газообразных фракций в атмосфере. Терморежим определяется балансом излучения и поглощения, который связан с составом атмосферы. Обычно имеются устойчивые точки - на Венере своя, на Земле своя, вокруг которых температура колеблется в определенных пределах. Если система, по какой-либо причине (например, заканчивается мощный приток энергии из внутренних областей планеты или меняются оптические свойства атмосферы) выходит из устойчивого состояния, она переходит в следующее практически скачкообразно.

[dims]

Я думаю, последствия для климата будут минимальны. Атмосферу не сдует. Это доказывается тем, что её не сдуло в прежние переполюсовки. Насколько я понимаю, направление магнитного поля в прошлом определяют по остаточной намагниченности горных пород. А вот по климатическим данным переполюсовки не определяются. Возможно, я ошибаюсь.

С другой стороны, влияние на биосферу может быть значительным. Палеонтологии известны и массовые вымирания и другие видоизменения биосферы. Возможно, какие-то из них связаны с переполюсовками, просто это её не отождествлено. Радиация может влиять на биосферу не сразу, а через много поколений, поэтому, возможно, точного временного совпадения между переполюсовками и эволюционными событиями быть не должно.

Думаю, для людей дело обойдётся обычными крышами и какой-нибудь одеждой с капюшонами. Для животных, наверное, для некоторых, переполюсовка будет пагубной, но не для всех. Для растений, быть может, будет, наоборот, выгодно.

[Azteckium]

Палеонтологии известны и массовые вымирания и другие видоизменения биосферы. Возможно, какие-то из них связаны с переполюсовками, просто это её не отождествлено. Радиация может влиять на биосферу не сразу, а через много поколений, поэтому, возможно, точного временного совпадения между переполюсовками и эволюционными событиями быть не должно.

Известно 3 или 4 глобальных экологических катастрофы (когда эволюция резко меняла направление развития). Повторюсь, никому в голову не пришло связать их с переполюсовками, которых было в сотни раз больше. В масштабах эволюции "много поколений" - это ничто.