Розділ 4. Магнітні бурі, припливи і відпливи Місяця

Геомагнітні бурі – збурення магнітного поля Землі тривалістю від кількох годин до кількох діб, викликане надходженням в околиці Землі збуджених високошвидкісних потоків сонячного вітру і пов’язаної з ними ударної хвилі. Геомагнітні бурі відбуваються в основному в основному в середніх і низьких широтах Землі.

У результаті спалахів на Сонці в космічний простір викидається величезна кількість речовини (здебільшого протонів і електронів), частина якого, рухаючись зі швидкістю 400-1000 км/с, за один – два дні досягає земної атмосфери. Магнітне поле Землі захоплює з космічного простору заряджені частинки. Сильний потік часто збурює магнітне поле планети, через що швидко і сильно змінюються характеристики магнітного поля.

Найсильнішою сонячною бурею з усіх будь-коли зафіксованих стала буря 1859 року, відома як “Каррінгтонська подія”, яка вивела з ладу більшість магнітних приладів і телеграфні системи. Згідно з аналізом шарів льодової кори, подібний викид частинок Сонцем відбувається лише раз на 500 років. Сонячні бурі такої активності можуть спалити штучні космічні супутники і викликати глобальне відключення електрики.

Геомагнітні бурі впливають на багато областей діяльності людини, з яких можна виділити порушення зв’язку, систем навігації космічних кораблів, виникнення поверхневих зарядів на трансформаторах і навіть руйнування енергетичних систем.

Магнітні бурі також впливають на здоров’я і самопочуття людей. Вони небезпечні в першу чергу для тих, хто страждає артеріальною гіпертонією і гіпотонією, хворобами серця. Приблизно 70% інсультів відбувається саме під час сонячних збурень. Магнітні бурі нерідко супроводжуються головним болем, мігренню, прискореним серцебиттям, безсонням, поганим самопочуттям, зниженим життєвим тонусом, перепадами тиску. Вчені пов’язують це з тим, що при коливаннях магнітного поля сповільнюється капілярний потік і настає кисневе голодування тканин.

Припливи і відпливи місяця – періодичні коливання рівня води (підйоми і спади) в акваторіях на Землі, які зумовлені гравітаційним тяжінням Місяця і Сонця. Всі великі акваторії, включаючи океани, моря і озера, в тій вабо іншій мірі схильні до припливів і відпливів. Найвищий рівень води, що спостерігається за добу або половину доби під час припливу, називається повною водою , найнижчий рівень під час відпливу – малою (або стадією) відповідно до припливу чи відпливу. Середній рівень моря – умовна величина, вище за яку розташовані відмітки рівня під час припливів, а нижче – під час відпливів. Середня висота припливу (або відпливу) – осереднена величина, розрахована за великою кількістю даних про рівні повних або малих вод. Всі явища, пов’язані з припливом і відпливом, характеризуються періодичністю. Припливні течії періодично змінюють напрям на протилежний, тоді як океанічні течії, що рухаються безперервно і в одному напрямі, зумовлені загальною циркуляцією атмосфери і охоплюють великі простори океану.

Пояснення походження припливоутворюючих сил.

Хоч Сонце відіграє істотну роль у припливно-відпливних процесах, вирішальним чинником її розвитку є сила гравітаційного тяжіння Місяця. Ступінь впливу припливоутворюючих сил на кожну частку води, незалежно від її місцеположення на земній поверхні, визначається законом всесвітнього тяжіння Ньютона. Цей закон свідчить, що дві матеріальні частки притягуються одна до одної з силою, пропорційною масам обох часток і зворотно пропорційною квадрату відстані міх ними. При цьому мається на увазі, що чим більша маса тіл, тим більша сила взаємного тяжіння, що виникає між ними. Закон також вказує, що чим більша відстань між двома тілами, тим менше між ними тяжіння. Оскільки ця сила зворотно пропорційна квадрату відстані між двома тілами, у визначенні величини припли воутворюючої сили чинник відстані відіграє значно більшу роль, ніж чинник маси тіл. Гравітаційне тяжіння Землі, що діє на Місяць і втримує його на навколоземній орбіті, протилежне силі тяжіння Місяця, що діє на Землю. Точка земної поверхні, розташована безпосередньо під Місяцем, віддалена усього на 6400 км від центра Землі і в середньому на 386 063 км від центра Місяця. Крім того, маса Землі приблизно в 89 раз більша за масу Місяця. Таким чином, у цій точці земної поверхні тяжіння Землі, діюче н будь-який об’єкт, приблизно в 300 тис. разів перевершує тяжіння Місяця. Поширене уявлення, що вода на Землі, яка знаходиться прямо під Місяцем, підіймається в напрямі Місяця, що призводить до стоку води з інших місць земної поверхні; однак, оскільки тяжіння Місяця дуже мале в порівнянні з тяжінням Землі, його було б недостатньо, щоб підняти таку величезну вагу. Проте океани, моря і великі озера на Землі, будучи великими рідкими тілами, здатні переміщатися під дією сили бічного зміщення, і будь-яка тенденція до зсуву по горизонталі зрушує їх. Всі води, що не знаходяться безпосередньо під Місяцем, підкоряються дії сили тяжіння Місяця, направленої тангенціально до земної поверхні, і зазнають горизонтального зміщення відносно земної кори. У результаті виникає течія води з прилеглих районів земної поверхні у напрямі до місяця, що знаходиться під Місяцем. Скупчення води в точці під Місяцем утворює там приплив. Власне припливна хвиля у відкритому океані має висоту лише 30-60 см, але вона значно збільшується під час підходу до берегів. За рахунок переміщення води з сусідніх районів у бік точки під Місяцем відбуваються відповідні відпливи води у двох інших точках, віддалених від неї на відстань, яка дорівнює чверті кола Землі.

Цікаво зазначити, що зниження рівня океану в цих двох точках супроводжується підвищенням рівня моря не тільки на боці Землі, зверненому до Місяця, але й на протилежному боці. Цей факт також пояснюється законом Ньютона. Завдяки обертанню Місяця навколо Землі інтервал між двома послідовними припливами або двома відпливами в даному місці дорівнює приблизно 12 год. 25 хв. Інтервал між кульмінаціями припливу і відпливу становить близько 6 год. 12 хв. Період тривалістю 24 год. 50 хв. Між двома послідовними припливами називається припливною (або місячною) добою.