Над южной частью Атлантического океана, Южной Америкой и частью Южной Африки существует обширная зона, где магнитное поле Земли заметно слабее, чем в остальных регионах. Её называют Южно-Атлантической аномалией (ЮАА, или SAA — South Atlantic Anomaly). NASA сравнивает её с «вмятиной» в магнитном поле или «выбоиной в космосе». Эта область не опасна для людей на поверхности, но создаёт реальные проблемы для спутников и космических аппаратов.
Откуда берётся аномалия
Магнитное поле Земли генерируется движением жидкого железа во внешнем ядре планеты — примерно в 2 900 километрах под поверхностью. Этот процесс называется геодинамо. Жидкий металл движется конвективно, создавая электрические токи, которые, в свою очередь, порождают магнитное поле.
Поле неоднородно — у него есть области, где интенсивность выше и ниже. ЮАА — зона пониженной интенсивности, где магнитные силовые линии, вместо того чтобы выходить из ядра вовне, возвращаются обратно. Это явление связано с особенностями потоков в ядре и, возможно, с влиянием крупного аномального образования в мантии — так называемой Африканской крупной провинции низких скоростей сдвиговых волн (African LLSVP).
Дрейф и разделение
По данным NASA, аномалия не стоит на месте. Она медленно дрейфует на запад — примерно на один градус долготы каждые пять лет — и расширяется. За последнее десятилетие она выросла примерно на половину площади Европы.
Кроме того, наблюдения с 2015 по 2020 год показали, что ЮАА начала разделяться: её минимум — точка с наименьшей интенсивностью поля — расщепился на два отдельных «долины». Модели прогнозируют, что это разделение продолжится.
По прогнозам NASA Goddard Space Flight Center, в ближайшие годы область с интенсивностью ниже 24 000 нанотесл (примерно вдвое слабее нормы) вырастет ещё на 10 % по сравнению с 2019 годом.
Влияние на спутники и МКС
В зоне ЮАА ослабленное поле позволяет заряженным частицам солнечного ветра и космических лучей проникать ближе к поверхности. Спутники на низких орбитах проходят через аномалию регулярно — и при каждом проходе подвергаются повышенному воздействию радиации.
Это приводит к сбоям бортовой электроники: короткие замыкания, ложные сигналы, потеря данных. МКС также проходит через ЮАА, и астронавты отмечали вспышки перед глазами — результат попадания высокоэнергетических частиц на сетчатку. Операторы спутников учитывают ЮАА при планировании орбит и отключают чувствительные инструменты при прохождении.
Угроза инверсии?
Ослабление магнитного поля в одном регионе иногда интерпретируется как признак приближающейся инверсии — полной смены полярности поля (когда магнитный северный полюс и южный меняются местами). Такие инверсии происходили в прошлом: последняя, называемая событием Брюнес-Матуяма, произошла около 780 000 лет назад.
Однако по данным исследования 2020 года, ЮАА — не уникальное явление: подобные аномалии возникали и исчезали на протяжении как минимум 11 миллионов лет, не приводя к инверсии. Это означает, что существование ЮАА само по себе не свидетельствует о скорой смене полярности.
Почему это не угроза для жизни на поверхности
NASA подчёркивает: ЮАА не создаёт видимых последствий для повседневной жизни на поверхности Земли. Ослабление поля в этом регионе остаётся в пределах нормальной вариации. Атмосфера и оставшееся магнитное поле по-прежнему обеспечивают достаточную защиту от радиации.
ЮАА — предмет научного интереса, а не повод для тревоги. Она помогает учёным лучше понять процессы в ядре Земли, совершенствовать модели магнитного поля и более точно прогнозировать условия для космических миссий.
Как NASA и ESA отслеживают аномалию
Мониторинг ЮАА ведётся несколькими группами спутников. Европейская миссия Swarm (ESA, с 2013 года) состоит из трёх спутников, измеряющих магнитное поле с высокой точностью. Данные Swarm подтвердили и расширение аномалии, и появление второго минимума. Со стороны NASA наблюдения ведутся аппаратурой на борту МКС и других низкоорбитальных спутников.
На основе этих данных группа NASA Goddard и Университета Мэриленда (Куанг и Тангборн) строит прогнозы изменения ЮАА на ближайшие годы, используя метод ассимиляции геомагнитных данных. Их модель воспроизводит наблюдаемое расширение и прогнозирует дальнейший рост площади аномалии.
Все данные о магнитном поле публикуются в открытом доступе — они используются не только геофизиками, но и операторами спутников, планирующими орбиты и режимы работы бортовой электроники при прохождении через ЮАА.
Что известно о долгосрочных тенденциях
Магнитное поле Земли ослабевает в глобальном масштабе — не только в зоне ЮАА. За последние 200 лет средняя напряжённость поля снизилась примерно на 9 %. Это естественный процесс, связанный с изменениями в ядре, — но его темп не указывает на скорую инверсию. Исследователи NASA подчёркивают: поле остаётся достаточно сильным для защиты биосферы, а его изменения происходят на масштабах столетий и тысячелетий, а не лет.
Читайте также: Что известно о слабом участке магнитного поля Земли
Для учёных ЮАА — окно в динамику ядра Земли. Изучая, как меняется аномалия, они совершенствуют модели геодинамо и уточняют прогнозы — не только для космической техники, но и для понимания глубинных процессов, формирующих наш мир.