«Кузнец – это в первую очередь инженер»
Как ученые исследуют магнитное поле Земли? Влияют ли на нас магнитные бури? А почему важно изучать атмосферное электричество? Как это делают ученые? Есть ли взаимосвязь между геофизикой и… кузнечным делом? Об этом рассказывает Константин Афиногенов, научный сотрудник лаборатории геофизического мониторинга Геофизической обсерватории «Борок» Института физики Земли им. О. Ю. Шмидта.
«Знание – сила»: Константин, сегодня выходной день. Почему вы в лаборатории?
Константин Афиногенов: Для обсерваторских наблюдений нет выходных и праздников, время дня и ночи не разделяется – оборудование работает круглосуточно, и есть процедурные элементы, которые без человека не выполняются. Например, проведение абсолютных магнитных измерений – это может сделать только человек. Существует обязательный регламент: два раза в неделю, понедельникчетверг или вторник-пятница, в зависимости от геомагнитной обстановки, выполняются эти наблюдения. И неважно, это праздник или выходной – их надо выполнять.
«ЗС»: Вы пришли сегодня сделать абсолютные магнитные измерения – что это такое?
К. А.: Есть прибор, магнитометр, который смонтирован на теодолит. Теодолит – это такая геодезическая штука, которая позволяет измерять углы в пространстве. У меня есть бумажка, на которой указаны все последовательности измерений, и мне нужно выставить магнитометр под определенным углом, записать значения магнитного поля, которые он выдает на дисплей, по времени. Раз в минуту, например, я располагаю магнитометр под определенным углом и записываю эти значения.
Следующий прибор – протонный магнитометр. Тот магнитометр на теодолите – векторный, его нужно кудато направлять, и он показывает вектор магнитного поля в конкретном направлении. То есть это векторный феррозондовый магнитометр. Но мне нужно будет еще с протонным магнитометром сделать десять измерений, из которых будет взята средняя величина, и потом все эти данные я загружаю в специальную программу. Она производит расчет базовой линии магнитного поля, которая необходима для внесения поправок в работу приборов, работающих автоматически 24/7, чтобы повысить точность этих наблюдений. Поэтому мы два раза в неделю делаем абсолютные измерения магнитного поля – с него получаются не только напряженность магнитного поля, но и углы склонениянаклонения. Вся эта работа позволяет точно наблюдать за магнитным полем планеты.
«ЗС»: Почему это важно?
К. А.: Во‑первых, это фундаментальная задача наблюдения за магнитным полем Земли. Здесь очень хорошо, даже по нашей одной точке, видно, как дрейфует магнитный полюс Земли – главный магнитный полюс, который у нас расположен на севере. Например, видно, как он перемещается, и можно рассчитать, в какую сторону, с какой скоростью он движется.
Во‑вторых, это наблюдение не точечное, а сетевое. Дело в том, что, до введения санкций мы работали в программе «Интермагнет» – это международная сеть магнитных наблюдений, центр этой программы располагается в IPGP – Институте физики Земли Парижа. Все эти данные, измеряемые здесь, мы отсылали во Францию. Кстати, оборудование здесь тоже стоит французское, они его сами привезли, сами поставили под нашим наблюдением, нас научили, как им пользоваться. И туда же приходили данные со всего мира: Африка, Австралия, США, Южная Америка – все материки. Много таких же точек стоит, где работают такие же люди, 24/7, и ведут абсолютные наблюдения. Для чего? Дело в том, что у нас магнитное поле по планете распределено очень неоднородно. Для понимания, у нас вообще не два полюса – южный и северный. Южный и северный – это глобальные, большие полюса, которые организованы движением жидкой части ядра нашей планеты. Есть еще множество маленьких, локальных «полюсов», которые организованы залежами магнетита, гематита, и это тоже «полюса».
«ЗС»: Курская магнитная аномалия, например.
К. А.: Да, там, где компас показывает совсем не туда. У нас по планете таких много. И плюс еще магнитное поле планеты само постоянно меняется, постоянно движется. Это небольшое смещение полюсов. Но магнитное поле планетарное – это ориентир, который до сих пор используют многие корабли, самолеты, в случаях, когда все остальное «отвалилось». Представьте: идет огромный корабль в Атлантическом океане, буря – небо закрыто грозовыми облаками, очень сильно заряженными, через которые GPS-сигнал не пробивается. У него пропала спутниковая связь. Радиосвязь недоступна, пеленгование по станциям, чтобы определить свое местоположение, тоже не работает, и вдруг у этого корабля еще и гирокомпас сломался. Или не сломался, но выдает ошибку, не знает, куда идти. Если сейчас этот корабль не сориентируется, сотни людей на борту могут погибнуть. Остается одно: идти по старому доброму магнитному компасу, потому что он надежный, он работает.
«ЗС»: Но может показывать не туда…
К. А.: Да, если стрелка показывает на север, это не означает, что ты идешь на географический север. Как раз для этого эта сеть «Интермагнет» делала карту магнитных полей по всей планете – по этим точкам измерений, которые туда постоянно онлайн приходили, формировалась актуальная карта магнитных полей, которая пересылалась на все транспортные суда, самолеты и т. д.
«ЗС»: А сейчас ситуация изменилась? Мы уже не получаем этих данных?
К. А.: В 2022‑м нам строго запретили отсылать данные магнитных наблюдений вообще куда-либо, даже у нас по стране. Поэтому пока что мы измеряем и складируем у себя. Мы надеемся, во‑первых, что когда-то это закончится, во‑вторых, это необходимая процедура наблюдения за магнит ным полем. Это тоже фундаментальная задача – не только для того чтобы ориентировались корабли. Слежение за магнитным полем – это серьезная научная работа.
«ЗС»: Вы также фиксируете магнитные бури, которые всех так волнуют. Многие люди приписывают им возможности изменять наше самочувствие. Какое ваше личное отношение к этому явлению?
К. А.: Это очень сложный вопрос. На спекуляцию я права не имею, могу отвечать только публикациями людей, которые этим занимаются вплотную. Клинического подтверждения того, что метеорологическая обстановка – скачки давления, температура – влияют на людей, нет. Точно так же нет клинического подтверждения о том, что магнитные поля, формируемые нашей планетой, влияют на человека. Основной аргумент, которые приводят медики: посмотрите на томограф. Магнитно-резонансная томография – это обычно один Тесла1, хотя бывают приборы более мощные – и пять, и десять Тесла. Магнитное поле настолько большое, что на расстоянии десяти метров туда сложно подойти с металлическим предметом, он начинает притягиваться. На расстоянии метра сложно держать, например, ключи в руке. И вот туда кладут человека. И ничего. У него не болит голова, он нормально себя чувствует.
1. Тесла – единица индукции магнитного поля в Международной системе единиц, равная индукции такого однородного магнитного поля, в котором на 1 метр длины прямого проводника, расположенного по нормали к вектору магнитной индукции, с током силой 1 ампер, действует сила 1 ньютон.