Использование постоянных магнитов в промышленности, быту и военном деле

Свойство магнетита (или магнитного железняка) притягивать железные предметы было известно уже в глубокой древности. После долгих изучений все тела в природе по своим магнитным свойствам разделили на два основных класса: на парамагнитные и диамагнитные.

Впервые это деление для большой группы веществ чисто опытным путем произвел более ста лет назад Фарадей. Он под - вешивал между полюсами электромагнита кусочки различных веществ. При включении электрического тока некоторые веще - ства, такие, как платина, марганец, хром и др. , втягивались в магнитное поле и устанавливались вдоль магнитных линий. Эти вещества ученый назвал парамагнитными {от греческого <<пара>> - около).

К группе парамагнитных веществ Фарадей относил также же - лезо, никель, кобальт и их сплавы. Эти вещества особенно силь - но втягиваются в поле даже при очень слабых токах в электро - магните. Они являются как бы сверхпарамагнитными и поэтому впоследствии их стали выделять в особый класс ферромагнитных веществ (от латинского <<феррум>> - железо),

К другой группе Фарадей отнес тела, которые при включении электромагнита выталкиваются из межполярного пространства или устанавливаются поперек магнитных линий поля. Такие вещества он назвал диамагнитными (от греческого << д и а>> - врозь).

Диамагнитными свойствами обладают медь, алюминий, серебро и, в особенности, висмут и сурьма.

Ферромагниты.

Из магнитных веществ люди раньше всего познакомились с таким сильно магнитным веществом, как железо. Кроме железа, ферромагнитными свойствами, как было установлено позже, обладают химические элементы никель и кобальт. Сплавляя эти элементы между собой в определенных количествах, получают материалы, которые в большинстве случаев также обладают ферромагнетизмом (железо-кобальтовые и другие сплавы). Фер - ромагнитные свойства имеют также многочисленные сплавы желе - за, никеля и кобальта с парамагнитными и диамагнитными элемен - тами, например сплавы никеля с медью, железа с углеродом т. д. Содержание железа, никеля или кобальта в этих сплавах должно быть гораздо больше, чем парамагнитного или диамаг - нитного элементов.

Магнитными свойствами обладают и некоторые оксиды железа, никеля и кобальта. Такие материалы в отличие от сплавов на - зываются ферритами. К ним, в частности, относится магнетит, с магнитными свойствами которого человек столкнулся еще в глубокой древности.

Изучению ферромагнитных материалов всегда уделялось большое внимание, ибо они широко используются в электротех - нике и радиотехнике.

В 1935 г. был открыт четвертый ферромагнитный элемент - гадолиний. В последнее время было установлено, что и другой элемент - диспрозий, - стоящий в таблице элементов по-сосед-ству с гадолинием, также обладает ферромагнетизмом. Однако гадолиний и диспрозий встречаются в природе редко и как маг - нитные материалы практически не используются, а представляют только научный интерес.

Кроме того, ученые определили, что марганец и хром, при сплавлении с некоторыми элементами, например с медью и алю - минием, становятся ферромагнитными. Так, сплав, состоящий из марганца, меди и алюминия, может служить хорошим магни - том. Таким образом, был установлен замечательный факт, что сплавы некоторых парамагнитных и диамагнитных элементов становятся ферромагнитными.

И наоборот, такие ферромагнитные элементы, как железо и никель, будучи сплавлены в определенной пропорции, обра - зуют материал со столь слабыми магнитными свойствами, что его следует считать скорее парамагнитным, чем ферромаг - нитным.

Опыты показали, что если нагревать какое-либо ферромагнит - ное тело, то намагниченность начинает падать, сначала медленно, затем быстрее и быстрее и, наконец, практически совсем исчезает. Точные исследования показали, что тело становится слабомаг - нитным (парамагнитным).

В этом можно убедиться на простом опыте.

Железный гвоздь при обычной температуре притягивается электромагнитом, но если его нагреть докрасна, то гвоздь потеряет свои ферромагнитные свойства и не будет притягиваться.

Очень эффектен опыт с магнитной вертушкой. Вблизи по - люса электромагнита помещают <<магнитную>> вертушку, спицы которой сделаны из никелевых проволок. Если нагре - вать спицы, близко расположенные к полюсу, то вертушка нач - нет вращаться вокруг вертикальной оси. Вращение объясняется тем, что спица, попавшая в пламя горелки, нагревается, теряет свои ферромагнитные свойства и перестает притягиваться к по - люсу; ее место, вследствие притяжения к полюсу, занимает более холодная спица. Этот процесс все время повторяется, и поэтому вертушка непрерывно вращается. Получается своеоб - разный двигатель. Впрочем, коэффициент полезного действия такого термомагнитного двигателя очень низок.

Впервые исчезновение магнитных свойств при нагревании железа наблюдал еще в 1600 г. английский врач Вильям Гиль - берт - первый исследователь магнетизма. Более подробно это явление было изучено в 1895 г. французским ученым Пьером Кюри. Температуру, при которой данный ферромагнетик те - ряет свои ферромагнитные свойства, стали называть температурой Кюри или точкой Кюри.

Для железа эта температура равна 768 °С, для никеля - 365 °С, для кобальта - 1150 °С. Сплав, состоящий из 30% ни - келя и 70% железа, имеет точку Кюри 80 °С, а элемент гадоли - ний - 16 °С; следовательно, при комнатных температурах гадо - линий находится в парамагнитном состоянии и лишь при пониже - нии температуры проявляет ферромагнитные свойства.

Парамагниты.

У парамагнетиков относи - тельная магнитная проницаемость чуть больше единицы.

Парамагнитными оказываются вещества, молекулы (или ионы) которых обладают по - стоянным магнитным дипольным моментом. В отсут - ствие внешнего поля молекулы ориентированы произ - вольно, и магнитные эффекты отсутствуют. Если же вещество помещено во внешнее магнитное поле (напри - мер, в соленоид), это поле создает вращающий момент, который действует на магнитные диполи, и ориентирует их по полю;

Диамагниты.

Диамагнетики материалы с относи - ельной магнитной проницаемостью меньше 1 построены из молекул, не обладающих постоянным магнитным дипольным моментом. Под действием внешнего магнит - ного поля в этих веществах возникают магнитные диполи, однако наведенный магнитный дипольный момент ока - зывается направленным противоположно внешнему полю. Поэтому поле в веществе оказывается несколько слабее внешнего поля. (В грубой модели строения ве - щества, в которой электроны вращаются по орбитам вокруг ядер, наложение внешнего поля приводит к уве - личению орбитальной скорости электронов, вращающихся в одном направлении, и уменьшению скорости электро - нов, вращающихся в противоположном направлении; в результате возникает дипольный магнитный момент, про - тивоположный по направлению внешнему полю. ) Диа - магнетизм присущ всем веществам, но у парамагнетиков и ферромагнетиков он маскируется гораздо более силь - ными парамагнитными и ферромагнитными эффектами.

Опыты с магнитами.

ОПЫТ №1

Я взял и переломим иголку-магнит посередине. Затем положил обе половинки на железные опил - ки. И у той, и у другой половинки опять притягива - ются оба конца! Пустим плавать ту половинку, которой я хотел оставить только северный полюс. Он и смот - рит по-прежнему на север, а другой конец половинки тот, что был прежде посередине иглы, - на юг. Это южный полюс! Таким же образом убедимся, что вто - рая половинка, которой я хотел оставить только юж - ный полюс, <<отрастила>> себе новый северный полюс. Оказывается, магниты даже ящериц перещеголяли: ящерица отращивает только хвост, а магнит восста - навливает взамен утраченного любой полюс и при - том мгновенно!

До каких пор он сохраняет эту способность? Проведя опыт я быстро убедился, что, сколько её ни ломай, у любого обломка, даже самого малень - кого, обязательно есть два магнитных полюса - северный и южный.

На своём опыте я в очередной раз убедился, что нельзя отделить северный полюс от южного.

ОПЫТ №2

Я взял железную линейку и поместил её в поле сильного магнита и оставил ее на длительное время в магнитном поле. именно так самопроизвольно на - магничиваются железные прутья, ножки столов и стульев, ведра и т. п. ; Также я натёр линейку посто - янным магнитом, ещё я поместил линейку в электромаг - нит, т. е. катушку с током. Во всех трёх случаях я получил постоянный магнит.

ОПЫТ №3

У обычных полосовых магни - тов северный и южный полюсы на - ходятся на противоположных кон - цах. Однако можно изготовить магнит, у которого оба конца бу - дут намагничены одноименно, на - пример, на обоих концах будет северный полюс! Я взял и натёр стальную школьную ли - нейку от середины, сначала к од - ному концу, а потом к другому, одним и тем же полюсом постоян - ного магнита, например южным. Тогда на концах полоски я получил два северных полюса, а посере - дине - два южных. Таким образом я получил униполярный магнит.

Использование постоянных магнитов в промышленности, быту, военном деле.

В навигации - стрел - ки компасов изготавливают с древнейших времен. Когда-то их вытачивали из природного маг - нитного железняка, причем самых причудливых форм - в виде че - ловечка или ложки. Теперь магнитные стрелки для морских компасов выполняют в виде стержня длиной 10 см и ши - риной 1-2 мм (спица), для тури - стических компасов - в виде пла - стинки-ромбика длиной 3 см и шириной 2-5 мм.

В информационной технике широко используются в качестве носителей информации магнитные диски, аудио- видеоленты - лав - сановые ленты, покрытые ферро - магнитным порошком. Запись и считывание данных производится в двоичном коде с помощью маг - нитной головки.

Сейчас все больше распрост - раняются магнитные карты для автоматов метро, телефонных ап - паратов, а также кредитные кар - точки, позволяющие оплачивать покупки безналично. Запись сумм производится на аналогичном магнитном носителе, нанесённом на пластиковую основу. Для офор - мления бухгалтерских или бан - ковских документов часто исполь - зуются магнитные чернила, сус - пензия или мастика, содержащая микроскопические магнитные ча - стицы в красящем веществе. За - писи производятся на обыкновен - ной бумаге перьевой или шари - ковой ручкой, а считывание - с помощью магнитной головки. Аналогичные <<магнитные>> зна - ки ставятся на банковских купю - рах, ценных бумагах, этикетках во избежание подделки.

В измерительных приборах магнитно-электрической системы (амперметрах, вольтметрах, авометрах, ваттметрах и др. ) посто - янные магниты создают магнит - ное поле, вращающее рамку с то - ком, а в динамиках радиоприем - ников, магнитофонов и т. п. - дви - гающее катушку с токами звуко - вой частоты. В лучевых трубках осциллографов, телевизоров, дис - плеев с помощью постоянных маг - нитов корректируют направлен - ность электронного пучка. В ге - нераторах и электродвигателях, особенно для вентиляторов, детс - ких игрушек и других компакт - ных изделий, используют посто - янные магниты в качестве стато - ров.

Чтобы очистить масло ДВС автомобиля, измеритель уровня масла в двигателе (масляный щуп) стали изготавливать из маг - нитного стержня.

В сельском хозяйстве магнит - ные сепараторы для отделения зерен от семян сорных трав.

В школе с помощью ферритовых магнитов и полосок магнит - ной резины крепят наглядные по - собия на магнитной доске; в маг - нитных <<кнопочницах>> и <<скрепочницах>> хранят мелкие метал - лические канцелярские принад - лежности. Многочисленные при - боры в кабинете физики позволя - ют наблюдать и исследовать раз - личные физические явления, на - пример, магнитоэлектрическую энергию в электрическую не без помощи постоянного магнита.

Наконец, постоянные магниты широко используются в быту. Если вы рассыпали гвозди или булавки, да которые еще и сме - шались с опилками, уронили в узкую щель ключ или другую цен - ную для вас вещь, способную на - магничиваться, не можете найти на полу уникальный винтик или гайку от оправы для очков, хоти - те оставить записку на холодиль - нике, постоянный магнит вас вы - ручит. Если в походе батарейки от фонаря быстро сели или не ра - ботают на морозе, индукционный фонарь безотказен в нем тоже есть постоянный магнит. Давно уже используют магнитные щеколды для мебель - ных дверей и др. Малыши <<ло - вят>> магнитной удочкой бумаж - ных рыбок с железной пластин - кой внутри, волшебные фигурки парят над магнитным постамен - том.

Еще в 1941 г. А. П. Александров разработал эффективный метод размагничи - вания боевых кораблей с целью защиты их от магнитных мин. Магнитные мины уста - навливаются на некоторой глубине под во - дой. Когда над ними проходит корабль, при - ходит в действие механизм, заставляющий мину всплыть и взорваться. Сердцем это - го механизма является магнитная стрелка, поворачивающаяся вокруг горизонтальной оси под влиянием магнитного поля прохо - дящего над миной массивного железного корабля.

Для борьбы с магнитными минами при - меняют два способа.

Первый - магнитное траление, которое заключается в том, что летящий низко над поверхностью моря са - молет проносит над участком моря подве - шенный на тросах сильный магнит. (Иног - да просто спускают на поверхность воды на поплавках кабель в виде кольца и про - пускают по этому кольцу ток. ) Под влияни - ем поля магнита или тока механизмы всех мин приходят в действие, и они взрывают - ся, не причиняя вреда.

Второй способ - нейтрализация маг - нитного поля корабля. Он состоит в том, что корабль обматывают <<петлей>> из изо - лированного провода, по которому пропус - кают ток с таким расчетом, чтобы его маг - нитное поле было равно и противополож - но полю корабля (постоянного магнита). Оба поля, складываясь, уничтожают друг друга, и корабль свободно проходит над магнитной миной, не приводя ее в дей - ствие.

Магнитное поле Земли.

Первое исследова - ние магнитного поля Земли следует отнес - ти к 1600 г. , когда Уильям Гилберт опуб - ликовал свой трактат <<О магнитах>>. Спус - тя сто лет Эдмунд Галлей предпринял неви - данную попытку со - ставить карту магнит - ных склонений (углов между направлениями на Северный геогра - фический и на лежа - щий вблизи него юж - ный магнитный полю - сы), для чего пересек в разных направлени - ях. Атлантический оке - ан. Подробные опре - деления магнитного склонения выполняли и другие выдающиеся исследователи, напри - мер Джеймс Кук и Джеймс Росс. За по - следние 200 лет уче - ные повысили точ - ность измерений маг - нитного поля Земли, накопили большой объем данных, создали глобальную сеть об - серваторий, а в 1980 г. перешли на качественно новый уровень исследова - ний, запустив спут - ник МАGSАТ.

В 1983 г. , проана - лизировав данные за последние 380 лет, в том числе полученные со спутника, и ис - пользуя новейшие ме - тоды обработки дан - ных, учённые составили карты магнитной ак - тивности, экстраполи - рованные па поверх - ность внешнего ядра, т. е. на границу меж - ду ядром и мантией.

Эти карты прежде всего подтвердили уже известные пред - ставления о распреде - лении магнитного поля на поверхности планеты. В целом оно напоминает поле ги - гантского полосового магнита, вытянутого вдоль оси вращения Земли, или же поле огромной петли с током, опоясывающей планету по эквато - ру. Такое поле имеет два полюса, где напряженность макси - мальна, поэтому оно называется дипольным. Магнитное поле Земли можно изобразить с помощью силовых линий. Большая их часть выходит из поверхности вблизи Южного полюса и входит в нее вблизи Север - ного. Касательная к силовой линии определя - ет направление магнитной индукции, а густота силовых линий - ее величину. Поле это изме - няется во времени и неоднородно в простран - стве. Например, за десятилетие оно в целом ослабевает на 1 %, а в некоторых местах еще и поворачивается относительно земной поверх - ности примерно на 1°. Приблизительно раз в миллион лет случаются инверсии: поле меняет свою полярность. Например, в течение после - днего миллиона лет южный магнитный полюс переместился из Антарктики в Арктику. Ана - лиз карт поверхностного геомагнитного поля позволяет увидеть <<вековые вариации>> - из - менения поля, происходящие в течение дли - тельного времени, от десятков до десятков ты - сяч лет. Самые значительные изменения - ос - лабление дипольной составляющей и западный дрейф. Отмечено, что 2000 лет назад дипольная составляющая была значительно сильнее, чем сегодня. Это легко обнаружить, изучая древнеримскую керамику, содержащую части - цы железа, - они намагничены сильнее, чем в аналогичных современных изделиях. Если дипольная составляющая будет и дальше так убы - вать, то через 2000 лет она исчезнет. Западный дрейф - это неуклонное, продолжающее - ся уже нескольких столетий, смещение на запад линии ну - левого магнитного склонения, т. е. линии, на которой стрел - ка компаса указывает точно на географический полюс. Впер - вые он был отмечен Галлеем в Атлантическом океане.

Чтобы понять причины таких изменений, необходимо представлять себе конфигурацию магнитного поля ближе к его источнику, т. е. к внешнему ядру. Проводящее жидкое вещество, конечно, экранирует внутреннее поле, и все-таки его можно воссоздать по картине поля на поверхности Зем - ли, применив математические методы экстраполяции. При - мер созданной таким образом карты представлен на рисунке 3. Темным обозначены области, где силовые линии вы - ходят из ядра, светлым - где силовые линии входят в него; интенсивность тона соответствует величине напряженности поля. В оригинале карты цветные, красно-синие. Если бы магнитное поле на поверхности ядра было только дипольным, ориен - тированным вдоль оси вра - щения Земли, темная окрас - ка на карте становилась бы равномерно более густой в направлении к Южному полюсу, а светлая - более светлой в направлении к Северному. Это означало бы, что наибольших значе - ний магнитный поток дос - тигал бы точно на географи - ческих полюсах. Кроме того, магнитный экватор должен был бы проходить по границе между темной и светлой полусферами и со - впадать с географическим.

(Магнитным экватором называется линия нулевого магнит - ного потока, т. е. линия, на которой магнитные силовые ли - нии параллельны поверхности Земли. )

Действительно, геомагнитное поле на поверхности ядра напоминает дипольное поле: для Северного полушария в основном характерны светлые тона, для Южного - темные, магнитный экватор лежит близко к географическому. Но имеется ряд существенных особенностей. В дополнение к магнитному экватору имеется еще семь (!) линий нулевого потока, разграничивающих светлые и темные области (т. е. области, где магнитный поток направлен соответственно из ядра и в ядро). Под южной частью Атлантического океана находится обширное светлое пятно, обозначающее мощный поток, направленный в ядро (область обратного потока, ООП). Выделяются также области повышенного (ОВП) и пониженного (ОНП) потоков относительно значений, свой - ственных дипольному полю.

Наибольший вклад в дипольное поле вносят четыре такие области, расположенные симметрично относительно экватора (на пересечении параллелей 60° с. ш. , 60° ю. ш. и меридианов 120° в. д. , 120° з. д. ), - сев. -зап. , юго-зап. , сев. -вост. и юго-вост. ОВП. Положение этих аномалий мало из - менилось за историческое время, откуда следует, что они вносят постоянный вклад в распределение магнитного поля. Находятся эти аномалии вблизи полярных районов, характе - ризуемых, в общем-то, низкими значениями потока, причем разнесены так, будто обозначают проекцию внутреннего ядра на поверхность внешнего ядра. Как показали эксперименты с двумя концентрическими сферами, меньшая из которых вращалась внутри большей в жид - кой среде, у полюсов вращения внутренней сферы поток жидкости слабее, чем в осталь - ном объеме. Если предположить, что течение жидкого вещества во внешнем ядре происхо - дит аналогично, то можно ожидать, что поле будет слабее именно у полюсов.

Суммируя все известные факты, учённые пред - положили следующую модель. Области ОВП являются выходами двух столбов жидкости (возможно, таких столбов не два, а три). Эти столбы касаются внутреннего ядра и параллель - ны оси вращения Земли. Жидкость опускает - ся в каждом столбе по спирали к центру, та - ким образом, создавая динамо, которое концен - трирует магнитный поток внутри.

Чтобы понять природу сил, вызывающих западный дрейф и вообще вековые вариации, учённые попытались определить направление тече - ния жидкого вещества. Силовые линии поля, как известно, <<вморожены>> в жидкое железо ядра и перемещаются вместе с жидкостью. Проследив за ними, можно определить путь, проходимый фиксированным объемом жидкого вещества по поверхности ядра. Учённые обнаружили в Западном полушарии два отчетли - вых круговорота: один к северу от экватора, другой - к югу. Вблизи экватора ветви обоих круговоротов направлены на запад. Таким образом, за - падный дрейф неоднородностей магнитного поля является, судя по всему, частью циркуляции на поверхности ядра.

Откуда же возникают эти неоднородности? В 1958 г. Э. Буллард представил модель, согласно которой магнитный поток входит в ядро и выходит из него, когда циркулирующее жидкое вещество поднимает - ся из глубины ядра к его поверхности. Восхо - дящая жидкость создает область повышенных значений магнитного потока и ярко выраженную область обратного потока - комбинацию, называемую по аналогии с солнечными пятна - ми, горячим пятном.

Некоторые структуры поля быстро движут - ся, другие стационарны. В 1967 г. было вы - сказано предположение, что на течение жид - кого вещества на поверхности ядра могут ока - зывать воздействие перевернутые <<горы>>, про - никающие из мантии в ядро и влияющие на магнитное поле примерно так же, как обыч - ные горы на Земле влияют на погоду. Возмож - но также, что вследствие конвективного пере - носа тепла в мантии изменяется температура на поверхности ядра, что влияет на течение жидкого вещества и на магнитное поле. Учённые обнаружили любопытную корреляцию между картами магнитного поля на поверхности ядра и картами температуры в мантии. Так, напри - мер, три из четырех аномалий магнитного по - тока, вносящих существенный вклад в дипольное поле, лежат под <<холодными зонами>>, из чего следует, что в определенном смысле ди - намо <<привязано>> к мантии. Горячие пятна об - разуются под южной частью Африки, где ман - тия горячая и может индуцировать восходящее движение вещества ядра. Область пони - женных значений потока в Тихом океане также располага - ется под горячей зоной мантии; возможно, медленное восхо - дящее течение относит силовые линии поля в сторону от этой области. Холодная кольцевая зона вокруг Тихого океа - на может объяснить отсутствие здесь неоднородностей маг - нитного поля.

Все больше накапливается данных, свидетельствующих, что происходящее в наше время быстрое ослабление дипольной составляющей обусловлено ростом и перемещением об - ластей обратного потока под Африкой и Атлантическим оке - аном. Похоже, что уменьшение дипольной составляющей поля вызывается ростом африканской ООП и смещением на юг атлантической ООП. Центрально-атлантическая ООП заметна на картах, начиная с 1650 г. Она движется на запад со скоростью около 0,1° в год, одновременно смещаясь на юг. Африканское горячее пятно образовалось, скорее всего, вблизи Индонезии в конце XVIII в. , но не было особенно заметным до начала XX в. В настоящее время оно быстро (примерно на 0,3° в год) смещается на запад.

Исторические данные охватывают слишком короткий отрезок времени, чтобы на их основании можно было де - тально изучать цикл аномалий магнитного потока. Нам представляется, что ядерные пятна образуются вблизи Ин - донезии и движутся на запад с большой скоростью, до 0,3° в год. Достигнув южной оконечности Африки, они быстро усиливаются и продолжают движение под Атлантическим океаном, но уже с меньшей скоростью, около 0,1° в год, все больше при этом смещаясь к югу. Возможно, наблюдаемое сейчас атлантическое горячее пятно образовалось 900 лет назад, а африканское - 200 лет назад. Этот вывод носит гипотетический характер, но он объясняет ослабление ди - польной составляющей поля, отмеченное в археомагнитных записях. По мере смещения горячих пятен к югу связанный с ними магнитный поток противоположного знака ослабля - ет дипольное поле. Если со временем возникнут и начнут на запад новые пятна, дипольная составляющая поля уменьшится еще больше и может произой - ти смена полярности магнитного поля Земли.

Любопытно, что исторические данные пока - зывают, как образуются и усиливаются области обратного потока, но не показывают, как они исчезают. Имеются, впрочем, свидетельства того, что эти аномалии распадаются в периоды роста дипольного поля. В течение последних 10 млн. лет инверсии магнитного поля Земли про - исходили примерно один раз в 500 000 лет. Одна - ко дипольное поле исчезает гораздо быстрее. Это позволяет предположить, что поле меняет поляр - ность отнюдь не после каждого уменьшения ди - польной составляющей. Во многих случаях после ослабления областей обратного потока может возникать дипольное поле прежней полярности.

Случайный характер инверсий объясняет одна из существующих моделей, в которой предпола - гается, что величина дипольной составляющей испытывает колебания. Изредка амплитуда этих колебаний становится настолько большой, что полярность поля изменяется. Мы хотели бы добавить, что колебания могут возникать в результате движения горячих пятен.

Вместе с тем образование горячих пятен не может объяс - нить одну удивительную особенность инверсий поля рисунок 6. В раз - личные геологические эпохи инверсии происходили через разные интервалы. В меловой (90 млн. лет назад) и в перм - ский (170 млн. лет назад) периоды инверсий, насколько мы знаем, не было. Это следует из того, что намагниченность образовавшихся в эти периоды пород одинакова по направ - лению. В последние 90 млн. лет инверсии поля происходили со все возрастающей частотой. Состояние ядра изменяется слишком быстро, чтобы только им объяснить такое <<долго - периодное>> поведение. Следует учитывать изменения, про - исходящие в твердой мантии, поскольку в них обнаружива - ются циклы продолжительностью 100 млн. лет. При увели - чении температуры нижней мантии (в частности, под юж - ной частью Африки и Индонезией) рост областей обратного потока мог ускоряться, что и приводило к инверсии. В настоящее время геофизики готовы к тому, чтобы постро - ить более полную теорию геомагнетизма. Дальнейшие ис - следования потребуют непрерывных наблюдений. Данные, полученные со спутника МАGSАТ, значительно обогатили наши знания. Несмотря на огромный успех этого начина - ния, никаких определенных планов в отношении будущих полетов не существует. Отсутствие финансовых средств гро - зит также закрытием важных геомагнитных обсерваторий. Как это ни удивительно, но сегодня проводится меньше наблю - дений, чем 25 лет назад.

Влияние магнитного поля Земли на человека.

Обсуждая магнитное поле Земли, обратимся к проблеме магнитных бурь. Оказывается, последствия магнитных бурь могут быть существенно более тяжелыми, чем хаотические отклонения магнитной стрелки компаса или ограниченный радиоприем.

Магнитные бури способны выводить из строя даже технику. Наведенные во время сильнейшей магнитной бури 13-14 марта 1989 года <<запредельные>> токи в линиях электропередач канадской провинции Квебек вывели из строя мощную энергетическую систему. В результате более 6 миллионов человек остались без электроэнергии, убытки превысили 1 миллиард долларов. По этой же причине в трубопроводах могут наводиться токи до 1000 А, которые способствуют выводу их из строя.

Ясно понимая разницу между человеческим организмом и сталью трубы нефтепровода, нельзя не прийти к выводу, что, даже с учетом слабости магнитного поля Земли его влияние на <<слабого человека>> может оказаться очень сильным.

Исследования показали, что ухудшение состояния здоровья людей, страдающих заболеваниями сердечно-сосудистой системы, самым тесным образом связано с магнитными бурями. Во время магнитных бурь учащались случаи повышения артериального давления, ухудшалось коронарное кровообращение. В Минске изучалась динамика заболеваемости инфарктом миокарда. Анализировались клинические, лабораторные и электрокардиологические данные. Все указанные медицинские данные сопоставлялись с солнечными и магнитными бурями, погодными условиями. К анализу привлекались даже данные о движении воздушных фронтов циклонов и антициклонов. Оказалось, что с наибольшим числом случаев инфаркта миокарда наиболее тесно связаны не погодные факторы, а возмущенность геомагнитного поля.

В научно-исследовательском институте физических методов лечения и медицинской климатологии им. И. М. Сеченова (г. Ялта) в течение десяти лет исследовалось влияние магнитных бурь на состояние людей, страдающих заболеваниями органов дыхания. Оказалось, что показатели жизненной емкости легких во время магнитных и солнечных бурь резко снижается. Действие магнитных бурь на этих больных заключается в том, что у них учащаются случаи легочных кровотечений, которые приводят к летальному исходу. Также было установлено, что тяжелые больные реагируют на геомагнитные возмущения раньше тех больных, состояние здоровья которых лучше.