Я познаю мир. Арктика и Антарктика

Годовое количество осадков – около 200 миллиметров (на западе больше, на востоке – меньше). Снег не тает около трехсот дней в году.

Для определения направлений на Земле чаще всего пользуются компасом – магнитной стрелкой, вращающейся на вертикальной оси. Его использование основано на интересной особенности Земли: она обладает магнитным полем.

Что такое поле, понять не просто, хотя ощутить его присутствие может всякий. Например, любое тело, имеющее массу, создает вокруг себя поле силы тяжести (его называют еще гравитационным). Его невозможно увидеть или пощупать рукой, но, подпрыгнув или подбросив вверх что–нибудь, мы тут же обнаружим его существование – Земля притянет к себе и нас, и подброшенный нами предмет.

Так же и с магнитным полем. Оно тоже невидимо, но если мы возьмем пару тел, обладающих магнитными свойствами (небольшой магнит и, например, гвоздь или пару магнитов), мы незамедлительно обнаружим магнитное поле: наши магниты начнут либо притягиваться, либо отталкиваться друг от друга – в зависимости от того, какими сторонами приблизить их один к другому. Можно и увидеть нечто, относящееся к магнитному полю. Для этого надо взять немного маленьких частиц, обладающих магнитными свойствами (например, опилок, которые получаются при обработке куска железа напильником или ножовкой), насыпать их на тонкий листок бумаги, а с другой стороны листка поднести магнит. Частицы вздрогнут, почувствовав его приближение. И если заставить частицы подрагивать на листке, потряхивая его, – для того, чтобы им легче было сменить свое положение на какое–нибудь другое, – мы увидим, что они расположатся не беспорядочно, как они сделали бы это в отсутствие магнита, а образуют некоторый рисунок, совершенно не похожий на случайный. Можно перемешать их и повторить опыт – рисунок снова воспроизведется. Каким он будет, зависит от формы магнита, который мы используем: у прямоугольного – один рисунок, у кольцеобразного – другой.

Опыт, с опилками

В любом случае частицы выстроятся вдоль некоторых линий, которые называют силовыми линиями. Магнитное поле Земли примерно такое же, как если бы в центре планеты находился мощный прямоугольный магнит, расположенный под небольшим углом к оси ее вращения (то есть именно таков рисунок силовых линий ее магнитного поля).

У магнита любой формы есть два разных конца, которые называют полюсами. Если мы сдвигаем магниты одинаковыми полюсами, они отталкиваются один от другого, а если разными – они притягиваются. Магнитные полюса, так же как географические полюса Земли, называют северным и южным. Поскольку Земля – магнит, у нее тоже есть магнитные полюса. И в современную эпоху магнитные полюса планеты располагаются недалеко от географических. Их координаты 77°с.ш., 102°з.д. и 65°ю.ш., 139°в.д. И магнитная стрелка компаса показывает именно на них, а не на географические полюса.

Мы сказали «в современную эпоху», и это важно, потому что магнитные полюса умеют мигрировать, перемещаться (указанные координаты относятся к 1985 году). Миграции полюсов обычно невелики, но время от времени – не особенно часто (раз в несколько миллионов лет) – они меняются местами.

Как об этом узнали? Когда застывают изверженные вулканом расплавленные горные породы, содержащие вещества, обладающие магнитными свойствами – железо или никель, то частички минералов, содержащих эти элементы, ориентируются в пространстве подобно маленьким стрелкам компаса. Порода застывает, и частички уже не могут изменить свою ориентацию. Исследуя такие частицы, геологи установили, что, во–первых, магнитное поле Земли существовало уже 3,5 миллиарда лет назад, а во–вторых, что за эти годы оно много раз меняло свою полярность на противоположную.

То, что магнитные и географические полюса в наше время располагаются близко друг от друга – замечательно. Компас очень простой прибор, и уже в древности им научились пользоваться для определения направлений. Но вот вблизи полюсов им пользоваться нельзя – ведь он показывает не на географические север и юг, и чем ближе мы к географическим полюсам, тем больше будет ошибка магнитного компаса. А если мы окажемся на линии, проходящей через географический и магнитный полюса между тем и другим, то компас вообще начнет показывать север (или юг) в противоположном от истинного направлении.

Полярные сияния

С магнитными полюсами Земли связаны не только поведение стрелки компаса, но и полярные сияния – оптические явления в верхних слоях атмосферы, свечение разреженного воздуха на высотах от 60 до 1.000 километров красного, желтого, зеленого и других цветов. Полярные сияния имеют вид дуг, лучей, корон, занавесей и наблюдаются в высоких широтах обоих полушарий (причем на всех долготах, хотя и с разной интенсивностью). Длятся они от нескольких минут до нескольких суток и возникают в любое время года, но видны – подобно звездам – только на ночном небосводе. Иногда – очень редко – они видны не только в приполярных, но даже и в тропических районах Земли.

Мрак полярной ночи ослабляется ими настолько, что порой становится светло,как при полной луне. Как уже было сказано, иногда при полярном сиянии можно даже читать.

Полярные сияния

Возникает оно при взаимодействии космических частиц и магнитного поля Земли. Потоки этих частиц, подобно металлическим частицам на листе, выстраиваются между полюсами в соответствии с расположением силовых линий магнитного поля, и их сгущения приходятся на приполярные районы. Как маленькие снаряды, эти частицы ударяют по частицам газов, составляющих земную атмосферу и заставляют их светиться.

Конечно, о природе сияний люди узнали совсем недавно – о космических и подобных им частицах ничего не было известно еще в первой трети XX века.

А до того они давали пищу многочисленным легендам. В Европе в средние века их считали предвестниками эпидемий чумы; впрочем, чума в те годы обрушивалась на европейцев так часто, что ее предвестниками люди ' склонны были считать едва ли не все, что угодно, например появление кометы.

Племенам северных германцев сияния представлялись щитами валькирий, а австралийским аборигенам – танцами богов. На Цейлоне их воспринимали как послания Будды. А некоторые эскимосские племена считали, что это души умерших перебрасываются черепом моржа.

Влияют ли полярные сияния на нашу жизнь как–нибудь еще, кроме как украшая ее (или пугая нас)? Если да, то мы об этом . пока ничего не знаем. Но то, что они красивы – это несомненно.

Луна

А Луна здесь при чем? Что до нее Арктике или Антарктике? Какая между ними может быть связь?

Луна – единственный спутник Земли. Диаметр ее чуть меньше трех с половиной тысяч километров. Вращается она вокруг Земли на расстоянии около 400 тысяч километров.

При этом скорости и направления ее вращения вокруг оси и вокруг планеты одинаковы, и поэтому она повернута к Земле всегда одной и той же стороной.

С вращением Земли вокруг Солнца и Луны вокруг Земли связано образование приливной волны. Между Землей, Солнцем и Луной существуют силы взаимного притяжения. На земных материках влияние этих сил почти не заметно (например, в окрестностях Москвы они приподнимают поверхность приблизительно на 40 см). Но в океане, где силы сцепления между частицами значительно меньше, они образуют мощные приливные волны. Эти волны представляют собой выступы на водной поверхности, перемещающиеся вслед за Луной и Солнцем. В зависимости от взаимного расположения всех трех небесных тел солнечные и лунные приливы могут складываться, или происходить в разное время, или гасить друг друга.