Ученые нашли третье глобальное поле у Земли: что это значит и к чему приведет

Как ученые обнаружили электрическое поле Земли

Ученым из разных стран мира впервые удалось зафиксировать и успешно измерить электростатическое поле Земли (его также называют электрическим полем), результаты исследования опубликованы в журнале Nature. Эксперты предполагают, что для нашей планеты оно имеет такое же фундаментальное значение, как ее гравитационное и магнитное поля. 

Ученые впервые заговорили об электрическом поле Земли еще в 1968 году — когда космические аппараты зафиксировали, что атомы водорода и кислорода покидают атмосферу на огромной скорости. Это явление называли «полярным ветром»: частицы внутри него были холодными, но двигались очень быстро. Эксперты того времени предположили, что это связано с существованием слабого электрического поля. Но подтвердить это долго не удавалось — не было попросту нужных технологий, чтобы его измерить.

Только в 2016 году ученые разработали детектор, способный фиксировать небольшие изменения в электрическом потенциале. NASA начало строить специальный ракетный корабль Endurance, чтобы найти это поле. В мае 2022 года его запустили с ракетного полигона Шпицберген — самой северной в мире стартовой базы, расположенной всего в нескольких сотнях километров от Северного полюса.

Корабль преодолел высоту 768 км и вернулся на Землю с важными данными — он зафиксировал изменение электрического потенциала на 0,55 вольта. Это немного (примерно такое же напряжение имеет батарейка в часах), но достаточно, чтобы объяснить феномен «полярного ветра», объясняют физики. 

Что изменится после открытия электрического поля

• Углубленное изучение планеты. Открытие электрического поля поможет ученым лучше понять, как Земля формировалась и как развивались другие планеты. Это знание может привести к другим новым открытиям в геофизике и дать более точные прогнозы о будущих изменениях в атмосфере и климате.  
• Новые технологии в энергетике. По мнению ученых, это открытие может вдохновить исследователей на разработку новых технологий, использующих электрическое поле Земли — особенно в освоении и использовании природных ресурсов.

Решена еще одна загадка, связанная с Землей. Но на практике это только начало исследований ее амбиполярного электрического поля.

Глин Коллинсонастроном Центра космических полетов имени Годдарда NASA

Как открывали магнитное и гравитационное поля: история вопроса

Магнитное поле Земли

• Еще в древности люди заметили, что магнитные стрелки компасов всегда указывают на север. Однако научное объяснение этого явления появилось только в XVI веке, когда английский ученый Уильям Гильберт предположил, что Земля — большой магнит с полюсами. Это стало революционным открытием, которое заложило основы понимания магнитного поля Земли.
• В XIX веке немецкий ученый Карл Фридрих Гаусс разработал методы  измерения силы и направления магнитного поля. Это позволило впервые создать его подробные карты.
• В 1831 году британский исследователь Джон Росс открыл в Канадском архипелаге Северный магнитный полюс — область, где магнитная стрелка занимает вертикальное положение. А в 1841-м Джеймс Росс (племянник Джона Росса) достиг другого магнитного полюса Земли — Южного, находящегося в Антарктиде.

Гравитационное поле Земли

• Концепция гравитационного поля Земли появилась благодаря работам Исаака Ньютона. В 1687 году он сформулировал закон всемирного тяготения. Согласно ему, сила притяжения между двумя телами прямо пропорциональна их массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
• В 1915 году Альберт Эйнштейн в своей общей теории относительности показал, что гравитация — это искривление пространства-времени, вызванное массой Земли. 
• Эти открытия стали основой для понимания того, как работают естественные силы и как они влияют на жизнь на Земле.

Фото обложки: NASA