О. О. Царёва, Л. М. Зелёный, Х. В. Малова, М. В. Подзолко, Е. П. Попова, В. Ю. Попов, “Что ожидает человечество при инверсии магнитного поля Земли: угрозы мнимые и подлинные”, УФН, 2018, том 188, номер 2,страницы 207

Эта публикация цитируется в 10 статьях

ФИЗИКА НАШИХ ДНЕЙ
1000-Й НОМЕР ЖУРНАЛА "УСПЕХИ ФИЗИЧЕСКИХ НАУК". ФИЗИКА НАШИХ ДНЕЙ

Что ожидает человечество при инверсии магнитного поля Земли: угрозы мнимые и подлинные

О. О. Царёва^a, Л. М. Зелёный^ba, Х. В. Малова^ca, М. В. Подзолко^c, Е. П. Попова^cd, В. Ю. Попов^ef

^a Институт космических исследований РАН, г. Москва
^b Московский физико-технический институт (государственный университет), г. Долгопрудный, Московская обл.
^c Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д. В. Скобельцына
^d Институт физики Земли им. О. Ю. Шмидта РАН
^e Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики", г. Москва
^f Физический факультет, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Аннотация: Глобальное магнитное поле Земли, существующее благодаря работе внутреннего динамо-механизма, подвержено с момента своего формирования непрерывным изменениям, происходящим на различных масштабах времени. Палеоданные свидетельствуют о том, что сравнительно длительные периоды эволюционных изменений сменяются быстрыми инверсиями. Согласно наблюдениям современное магнитное поле Земли ослабевает, а магнитные полюсы смещаются, что может говорить о начале процесса инверсии. В работе проведена аппроксимация коэффициентами Гаусса компонент земного магнитного поля за последние 100 лет. Методом экстраполяции оценено, что магнитная дипольная компонента обратится в нуль к 3600 г., при этом геомагнитное поле будет определяться меньшей по величине квадрупольной магнитной составляющей. Развита численная модель, позволяющая оценить и провести сравнение потоков галактических и солнечных космических лучей в магнитосфере Земли, а также на её поверхности в периоды доминирования дипольного или квадрупольного полей. Принята во внимание роль атмосферы, поглощающей частицы космических лучей. Оценена величина радиационной опасности для людей на Земле и на высоте $\sim$400 км, соответствующей орбите Международной космической станции. Показано, что в максимально неблагоприятный для человечества период инверсии, когда магнитное поле Земли достигнет минимума, поток галактических космических лучей на Земле может возрасти не более чем в три раза, а радиационная опасность не превысит предельно допустимой дозы. Таким образом, опасность периодов магнитной инверсии для людей и природы в целом не может привести к фатальному исходу, несмотря на то что в период инверсии структура магнитосферы должна кардинально измениться.

Ключевые слова: геомагнитное динамо, инверсия магнитного поля, геомагнитное поле, моделирование, галактические космические лучи, солнечные космические лучи, радиационная безопасность.

PACS: 91.25.Cw, 91.25.Mf, 94.20.wq

Поступила: 27 июня 2017 г.
Доработана: 27 июля 2017 г.
Одобрена в печать: 28 июля 2017 г.

DOI: 10.3367/UFNr.2017.07.038190