Природа космических тел Солнечной системы - Тимофеев Дмитрий Николаевич - Страница 18

Рис. 24. Генерация магнитного поля Земли. Изображение поверхности Земли из сайта https://live.staticflickr.com/5343/10209385305_8b2341f255_b.jpg

Суточное вращение Земли, следовательно, и заряженных слоев ядра, вызывает кольцевой ток. По закону магнитной индукции, кольцевой ток должен создавать магнитное поле.

где H – напряженность магнитного поля, I — ток, R —радиус.

Слои заряжены противоположными зарядами, и общее магнитное поле будет равно сумме магнитных полей слоев.

Н=Н₁+Н₂+Н₃+…Н_n

На рис. 25 изображена картина суммирования магнитных полей фрагментов двух слоев ядра.

Рис. 25.  Суммирование магнитных полей фрагментов слоев

Если снаружи наружного и внутри внутреннего разно заряженных, равных по величине слоев магнитные поля будут компенсировать друг друга, то в промежутке между слоями магнитные поля будут суммироваться. По этой причине, при равной напряженности полей, доминировать будет магнитное поле наружного слоя.

Отрицательные заряды могут преобладать или во внутренней части ядра, или в наружной.

От этого зависит полярность суммарного магнитного поля Земли. На заряд слоя будет влиять температура слоя, которая может изменяться. Энергия магнитного поля в процессе трансформации космического тела может возрастать из-за увеличения электрического потенциала слоев и скорости вращения Земли. Доказательством такого механизма генерации магнитного поля является тот факт, что ориентация магнитного поля приблизительно соответствует оси вращения космических тел, а максимальная величина магнитного поля разных космических тел больше при большей скорости их вращения. Например, нейтронные звезды, скорость вращения которых может достигнуть 1800 оборотов в минуту (наблюдаемый период вращения до 0,033с), имеют магнитные поля в миллиарды и триллионы раз больше магнитного поля Земли. Величины магнитных полей медленно вращающихся космических тел, например, Луны незначительны.

Гипотеза 30

Известно, что магнитное поле не совпадает с осью вращения Земли в результате чего имеющее электрический заряд заряженное вещество в геосферах, при вращении пересекают магнитные силовые линии. Такие пересечения однозначно приводят к появлению токов внутри Земли, а те к генерированию магнитного поля, которое входит как составная часть общего магнитного поля Земли.

Гипотеза 31

Магнитное поле Земли неоднократно меняло свою полярность. Обращение или, как говорят, инверсии магнитного поля за последние 4 миллиона лет происходили 22 раза. Инверсии магнитного поля можно объяснить тем, что в ходе различных процессов в ядре Земли от постоянного повышения температуры изменяется взаимное расположение слоев, изменяются их массы, изменяются их заряды, следовательно, и величины генерируемых ими полей. Это влияет на суммарное магнитное поле Земли. Например, в первоначальном состоянии слои ядра располагались в порядке увеличения плотности атомов элементов. При разогревании и образовании в кристаллических газах межатомного пространства последовательность расположения слоев стала переходить в закономерность по закону Авогадро (слои элементов перестраиваются в последовательность увеличения атомных масс, гипотеза 15). Каждая перестановка изменяла магнитное поле в ту или иную сторону. Другой причиной является то, что при повышении температуры разные слои изменяют свои заряды не одинаково. У одних слоев заряды изменяются значительней, чем у других. Большое значение в том, что на суммарное магнитное поле влияют сильно заряженные слои ионизированных атомов элементов. Также изменяются величины их магнитных полей из-за перемен зарядов слоев в результате распада α- и β-активных изотопов. Все процессы этих изменений постоянно изменяют величину суммарного значения магнитного поля Земли то в одну, то в другую сторону и создают явление инверсий [Тимофеев, 2011б].

Гипотеза 32

Магнитные полюса Земли постоянно изменяют свое положение, перемещаются, что до настоящего времени объяснения не имело.

Магнитное поле Земли генерируется заряженными слоями. В зоне F ядра Земли происходит сепарация веществ, способных на ядерное деление, например, U²³⁵. При достижении критической массы U²³⁵ происходят цепные ядерные реакций распада, вызывающие локальные выделения тепла. Локальные температурные всплески происходят и в слое обогащенном U²³³, и в слое обогащенном Pu²³⁹. Это приводит к местному повышению температуры и конвективным процессам, деформирующим форму слоев ядра, что дает искажение магнитного поля и блуждание магнитного полюса Земли [Тимофеев, 2011б]. Дополнительные искажения могут вызываться изменениями состояния разных участков мантии, которая создает свое магнитное поле при суточном вращении разноименно заряженных слоев пород.

Гипотеза 33

Законы природы таковы, что в условиях глубинных сфер Земли самым тяжелым наиболее распространенным веществом оказался уран U²³⁸, который является основным элементом внутреннего ядра. Уран здесь находится в газообразном состоянии при температуре порядка 780000°К в седьмой степени ионизации.

Во внутреннем ядре Земли, в отличие от Солнца и крупных планет, свободное межатомное пространство в веществе достаточно большое, оно занимает объем равный 0.932 от объема атомов урана. Здесь в небольшом количестве могут находиться и ионизированные осколки деления ядер. Но большая их часть при распаде ядер делящегося вещества всплывает из зоны F и распределяется по своим слоям в верхнем ядре. Здесь также находится некоторое количество изотопов за урановых элементов протактиния, нептуния, плутония, америция, менделевия и других. Эти элементы известны, поскольку искусственно синтезированы в реакторах и ускорителях. Возможно наличие в ядре Земли и других, еще неизвестных науке элементов, которые естественным путем получаются в результате множественных ядерных реакций, например, нейтронного облучения, содержатся здесь в количествах, определяемых скоростями их синтеза и периодами их полураспада.

Синтез элементов по ядерной массе, значительно превышающей уран, невозможен из-за снижения прочности более тяжелых ядер. В 1939 году советские физики К. А. Петржак и Г. Н. Флеров, работая под руководством И. В. Курчатова, открыли спонтанное (самопроизвольное) деление ядер урана на два осколка со сравнительно близкими массами. Поведение тяжелого ядра может быть описано моделью жидкой капли, находящейся под действием сил электростатического отталкивания протонов и противодействующих им сил поверхностного натяжения. Степень неустойчивости ядра относительно деления определяется отношением энергий электростатического отталкивания к энергии поверхностного натяжения, то есть отношением Z²/А, где Z – заряд ядра, А – его массовое число. При достаточно больших значениях Z²/А деление атомного ядра может происходить самопроизвольно (так называемое спонтанное деление). Период полураспада при спонтанном делении быстро уменьшается с увеличением Z²/А, например, для U²³⁸ Т_1/2=8∙10¹⁵ лет, а для Сf²⁴⁶ Т_1/2=2∙10³лет. Спонтанное деление ядер характерно для всех элементов тяжелее тория. Этот процесс лимитирует массу ядер, определяет границу периодической системы и, следовательно, облик Вселенной. Более тяжелые ядра просто распадаются на осколки в условиях планет Солнечной системы. Возможно, в условиях глубин звезд или вещества нейтронных звезд ядра с номером 300, 400 и более реально существуют и реально определяют процессы в таких космических телах, однако, при условиях Земли существование таких элементов, как это предполагает Тихонов А. И. [Тихонов, 2016], не доказано. Нахождение таких элементов в ядрах планет маловероятно.