Магнитное поле Земли — невидимый щит, защищающий планету от потоков заряженных частиц, которые Солнце непрерывно выбрасывает в космос. Без этого барьера атмосфера была бы подвержена эрозии, а поверхность — бомбардировке радиацией. Однако данные, полученные с помощью спутников Европейского космического агентства, показывают, что этот щит ослабевает. И речь идёт не о локальных флуктуациях — наблюдения фиксируют изменения, которые в научной литературе связывают с подготовкой к перевороту магнитных полюсов Земли.
Что такое переворот полюсов и почему он происходит, выяснили учёные благодаря изучению горных пород. Магнитные минералы, содержащиеся в лаве и осадочных породах, фиксируют направление и напряжённость магнитного поля в момент их образования. За последние миллионы лет Земля пережила множество полных смен полярности. Это нормальный геологический процесс. Последний полный переворот произошёл сотни тысяч лет назад и занял десятки тысяч лет.
Главная опасность переворота не в самой смене направлений. Процессу предшествует и сопутствует катастрофическое ослабление основного магнитного поля. Согласно трёхмерным компьютерным моделям, во время переворота напряжённость магнитного поля на поверхности может упасть до крайне низких значений. Уильямс в своём отчёте для ВВС США опирался на оценки, что поле может ослабнуть на девяносто процентов. Это не гипотетическое предположение — Геологическая служба США подтверждает, что текущее ослабление является частью долгосрочного тренда, который может привести к перевороту.
Именно это ослабление — ключевая угроза для современной технологической цивилизации. При нормальной напряжённости поля солнечные бури всё равно представляют серьёзную опасность. Геомагнитная буря 1989 года вывела из строя энергосистему канадской провинции Квебек примерно за полторы минуты, оставив миллионы людей без электричества на девять часов. В условиях ослабленного поля последствия аналогичного события были бы на порядок серьёзнее. Уильямс подсчитал, что в сценарии, где поле ослаблено до десяти процентов, а на Землю обрушивается солнечная буря класса Кэррингтон, более ста миллионов американцев могут остаться без электричества, а десятки миллионов — без света на недели, месяцы или даже годы.
Уязвимы не только наземные сети. Спутники на орбите, проходя через ослабленные участки магнитного поля, подвергаются повышенным дозам радиации, что может вызывать сбои электроники, повреждение солнечных панелей и выход аппаратов из строя. Сбои GPS затронут авиацию, судоходство, телекоммуникации и финансовые системы. Экономический ущерб от такого сценария, по оценкам Уильямса, превысит триллионы долларов только за первый год.
Наиболее яркий индикатор происходящих изменений — Южно-Атлантическая аномалия. Это область над южной частью Атлантического океана и Южной Америкой, где магнитное поле аномально слабое. Спутники ESA зафиксировали, что за последнее десятилетие эта аномалия расширилась на огромную площадь, почти равную половине континентальной Европы. При этом с начала 2020-х годов наблюдается ускоренное ослабление поля к юго-западу от Африки. Причина такой динамики, по словам исследователей, связана с необычными магнитными структурами на границе жидкого внешнего ядра и мантии — там, где вместо выхода из ядра магнитное поле, наоборот, входит обратно.
Одновременно с ослаблением в Южном полушарии происходит усиление поля в других регионах. С начала миссии Swarm магнитное поле над Сибирью значительно укрепилось, а над Канадой, напротив, ослабло и сжалось. Это связано с движением северного магнитного полюса, который за несколько десятилетий сместился из Канады в сторону Сибири. Скорость его движения резко возросла и превысила предыдущие темпы в несколько раз.
Дополнительным свидетельством нестабильности стали изменения в самом внешнем ядре. Исследователи из Эдинбургского университета, проанализировав данные спутников ESA и наземных обсерваторий за почти тридцатилетний период, обнаружили, что около 2010 года поток расплавленного железа в области под Тихим океаном неожиданно изменил направление — с западного на восточный. Этот разворот затронул значительную часть поверхности потока во внешнем ядре. Причина остаётся неясной: является ли это кратковременной флуктуацией, частью повторяющегося колебания или началом нового состояния циркуляции ядра.
Стоит отметить, что учёные не могут точно предсказать момент следующего переворота. Геологическая служба США подчёркивает: текущие измерения не позволяют определить, приведёт ли современное ослабление к полному перевороту, временной экскурсии или очередному периоду обычных вариаций поля. Однако сам факт, что поле ослабевает, аномалия расширяется, а течение ядра меняется, указывает на то, что Земля находится в состоянии активной магнитной перестройки.
Опасность заключается в том, что современная инфраструктура не готова к такому сценарию. Уильямс пришёл к выводу, что Соединённые Штаты не готовы к одновременному воздействию переворота полюсов и экстремальной космической погоды. Он рекомендовал усилить трансформаторы, разработать радиационно-стойкие спутники, улучшить прогнозирование космической погоды и создать национальные планы восстановления после длительных отключений электроэнергии. Актуальность этих рекомендаций только возросла за прошедшее десятилетие. Спутники продолжают фиксировать изменения, а вопросы, поднятые в отчёте, остаются без ответа. Переворот полюсов — это не гипотетическая угроза из далёкого будущего. Это процесс, который уже идёт, и его последствия могут оказаться ближе, чем принято считать.
