Väline kosmiline mõju. Miks seda ei fikseeritud?

Iga 12 000 ja 24 000 aasta järel satub meie planeet välise kosmilise mõju alla, mõjutades otseselt Maa tuuma. Selle tulemusena toimub tuuma ja magma liigne kuumenemine ning see põhjustab Maal globaalseid katastroofe. Mida on teada kosmiliste energiate mõjust Päikesesüsteemile?

Esimene fakt. See mõju tuleb päikesesüsteemi tsükliliselt iga 12 000 aasta järel ja iga 24 000 aasta järel on see tugevam. Sellest annavad tunnistust Kvaternaari lademete geokronoloogilised uuringud ja vulkaanipurse jäätuumade tuhakihtide analüüs^{1, 2, 3} (joon. 1, 2).

Riis. 1. Globaalsed pursked alates 2013. aastast pKr. e. 100 000 cal. l. vahemikus 70˚s. w. ja 70˚ S. w. Tulbad tähistavad intervalle ligikaudu iga 12 000 aasta järel. Joonisel olevate ringide suurus vastab purske ulatusele. Huvitav on märkida, et suured punased ringid viitavad katastroofilisematele pursetele, mis toimusid ligikaudu iga 24 000 aasta järel.

Allikas: Brown, S. K. et al. Kvaternaari purske rekordi iseloomustus: suurte plahvatusohtlike vulkaanipurskete (LaMEVE) andmebaasi analüüs. J Appl. Vulkaan. 3, 5 (2014). https://doi.org/10.1186/2191-5040-3-5

Riis. 2. Vulkaanilise aktiivsuse ulatus viimase 40 000 aasta jooksul jäätuuma andmete põhjal

Vulkaanipursete arvu kronoloogia, mis põhineb sündmuste radiosüsiniku dateerimisel ja väljendatakse suhtelise dispersioonina.

Allikas: Bryson, R. A. Milankovitchi kliima sundimise hiline kvaternaarne vulkaaniline modulatsioon. Theoretical and Applied Climatology 39, 115–125 (1989). https://doi.org/10.1007/bf00868307

Teine fakt. Kosmiline kiirgus mõjutab kõiki Päikesesüsteemi planeete (vt täpsemalt jaotisest „Muudatused Päikesesüsteemi teistel planeetidel“).

Kolmas fakt. Väliskosmiline kiirgus mõjutab ainult planeetide tuumasid, mis mõjutab nii nende magnetilisi omadusi (vt ptk „Muutused Maa magnetväljas“) kui ka tuumade asukohta planeetide sees (vt jaotist „Tuumahüpe“). See annab põhjust väita, et sellisel mõjul on tohutu energia.

Kõiki ülaltoodud fakte jälgides tekib küsimus: miks pole seda kiirguse veel otseselt fikseeritud?

Vaatleme järjestikku kõiki praegu teadaolevaid füüsilisi mõjusid planeedil Maa kosmosest (gravitatsioonilised, elektromagnetilised, akustilised, kosmiliste kiirte ja tumeaine mõju) ning seda, kas need võivad põhjustada muutusi Maa ja teiste planeetide tuumas tsüklilisusega 12 000 aastat.

Stsenaarium 1. Gravitatsiooniline interaktsioon

Oletame, et Päikesesüsteem, lennates läbi kosmose, satub teiste objektide põhjustatud gravitatsioonianomaaliasse. Siis muutuksid Päikese enda, kõigi planeetide ja nende satelliitide trajektoorid, kuna gravitatsiooniline vastastikmõju mõjutab planeete tervikuna. See tähendab, et see tõrjuks välja kogu planeedi, mitte ainult tuuma. Aga seda ei juhtu.

Mõned teadlased viitavad sellele, et Maale lähenevad naaberplaneedid või gaasihiiglased, nagu Jupiter, võivad oma gravitatsiooniväljaga mõjutada Maa tuuma, nihutades seda. Kuid on oluline märkida, et registreeritud muutused meie tuumas said alguse mitte selle nihkest, vaid selle magnetiliste omaduste muutumisest 1995. aastal⁴ (joonis 3). Ja alles pärast seda, 1998. aastal, toimus tuumahüpe⁵.

Riis. 3. Põhja-magnetpooluse liikumiskiirus (km/aastas). 1995. aastal registreeriti põhjamagnetpooluse triivikiiruse järsk kiirendus 3,5 korda, 15 km-lt aastas 55 km-ni aastas. Elektromagnetvälja tekitab Maa tuumas dünamomehhanism ja seetõttu on ilmne, et muutused magnetväljas viitavad muutustele tuumas

NOAA magnetilise põhjapooluse asukoha andmed: https://www.ngdc.noaa.gov/geomag/data/poles/NP.xy

Massikeskme nihkumine oli juba alates 1995. aastast tuumas toimunud protsesside tagajärg. See tähendab, et selle põhjuseks ei saa olla suurte kosmoseobjektide gravitatsiooniline mõju. Lisaks toimuvad planeetide kohtumised Päikesesüsteemis vaid mõne aastakümne sagedusega. Ja seetõttu ei saa need olla kord 12 000 aasta jooksul tuumas toimuvate katastroofiliste muutuste põhjuseks.

Stsenaarium 2. Tumeaine

Tumeainele on iseloomulik, et see ei osale elektromagnetilises interaktsioonis⁶.

Kuid see osaleb gravitatsioonilises interaktsioonis, millest me eespool rääkisime. See tähendab, et see mõjutaks tähtede ja planeetide liikumist tervikuna, mitte ainult nende tuumasid. Seega ei saa välist kosmilist mõju põhjustada tumeaine.

Stsenaarium 3. Elektromagnetiline interaktsioon. Pulsar

Oletame, et meie Päikesesüsteemi tabas võimas elektromagnetkiirgus, näiteks pulsarilt (joonis 4).

Riis. 4. Illustratsioonil on kujutatud pulsari kunstiline kujutis. See kiirgab kahte raadiolainete kiirt (näidatud lilla). Kui pulsar pöörleb, levivad raadiolained läbi ruumi nagu tuletorni tuled. Allikas: NASA

Pulsarid on kiiresti pöörlevad tugevalt magnetiseeritud neutrontähed, mis on sündinud supernoova plahvatustest, mis on põhjustatud massiivsete tähtede kokkuvarisemisest. Pulsarid toodavad kiirgust raadio-, optilise-, röntgen- või gamma-kiirguse vahemikus, mis saabuvad Maale perioodiliste impulsside kujul.

Pulsarid kiirgavad erineva energiaga väga sihipäraseid impulsse. Päikesesüsteemi teekonnal Galaktikas pole aga nii ainulaadse perioodilisusega pulsareid, mille vahemaa oleks 12 000 aastat ja iga sekund kiirgaks välja võimsama voolu.

Stsenaarium 4. Elektromagnetiline interaktsioon. Supernoova plahvatus või päikesepõletus

Oletame, et Päikesel tekkis purske tagajärjel võimas elektromagnetkiirguse emissioon Maa suunas või saabus elektromagnetimpulss kosmosesügavuses toimunud supernoova plahvatusest.

Kuid pidage meeles, et elektromagnetkiirgus, nagu röntgen- ja gammakiirgus, neeldub peamiselt atmosfääris (joonis 5).

Riis. 5. Elektromagnetlainete atmosfääri läbimise skeem. Autor: NASA Pildi allikas: https://en.wikipedia.org/wiki/Radio_astronomy#/media/File:Atmospheric_electromagnetic_opacity.svg

Maa pinnale võib jõuda ainult kahte tüüpi elektromagnetkiirgus: nähtav ja raadiosagedused, kuid need ei jõua ka tuumani.

Seega ei saa ükski välisest allikast pärit elektromagnetlaine mõjutada planeedi tuuma seisundit, kuna need lihtsalt ei tungi sügavale Maa sisse.

Stsenaarium 5. Kosmilised kiired

Teine väline tegur, mis planeeti kosmosest mõjutab, on kosmilised kiired. Need on suure energiaga osakesed: prootonid, aatomituumad, neutriinod, elektronid, mis liiguvad valguse kiirusele lähedase kiirusega. Need on galaktilised, galaktikavälised ja päikeselised.

Paljud neist kalduvad Maa magnetvälja mõjul pooluste poole, ääristades Maa.

Ülejäänud laetud kosmilise kiirguse osakesed on atmosfääris hajutatud, põhjustades sekundaarsete elementaarosakeste hoovihma (joonis 6), osa neist võib jõuda Maa pinnale, kuid mitte jõuda tuumani.

Riis. 6. Primaarsest prootonist energiaga 1 TeV tekkiva sekundaarsete elementaarosakeste saju arvutimudel, mis tabab atmosfääri 20 km kõrgusel. Rannajoon on näidatud mõõtkavas allpool.

Sekundaarsete subatomaarsete osakeste (peamiselt elektronide) hoovihm tekib Maa atmosfääri mitmekordsete kaskaadreaktsioonide tulemusena. Dušši esivanem on esmane osake, mis siseneb kosmosest atmosfääri ja reageerib õhuaatomite tuumadega.

Riis. 7. Skemaatiline esitus prootonite lagunemise protsessist erinevateks osakesteks ja sekundaarsete osakeste vihmasaju tekkest. Diagrammil näitavad nooled tütarosakesi, milleks prootonid võivad laguneda. Need osakesed võivad ulatuda leptonitest (näiteks elektronidest) mesonite ja barüonideni

Teadaolevalt on Maa pinna all ainult kahte tüüpi osakesi: müüonid ja neutriinod. Muuonid tungivad sadade meetrite sügavusele, enne kui nad kõrvale kalduvad, aeglustuvad ja lagunevad elektroniks ja neutriinoks. Sel juhul ei jõua müüonid Maa tuumani.

Neutriinod on ainsad teadaolevad osakesed kosmosest, mis võivad jõuda Maa tuumani. Suure energiaga neutriinodel on suur tõenäosus mõjutada Maa sisemust. Nende vool ei ole aga nii suur, et viia Maa tuumale üle piisaval hulgal energiat, et selles täheldatud muutused toimuksid.

Ja madala energiatarbega neutriinod läbivad Maad tavaliselt ainega vastastikmõjuta (joonis 8).

Riis. 8. Neutriinod on ideaalsed infokandjad Universumis. (с) Irene Tamborra

Tehke kokkuvõte. Erinevate teadaolevate füüsikaliste mõjude stsenaariumide analüüs näitab, et ükski neist — gravitatsioonilised, elektromagnetilised, akustilised, kosmilised kiired ega tumeaine — ei saa otseselt mõjuda planeedi tuumale ja põhjustada tsüklilisi muutusi, mida me kogu Päikesesüsteemis jälgime.

Meil on praegu kaudseid viiteid kosmiliste mõjude kohta, kuid nende mõõtmiseks on vaja tööriistu. Analoogiana võib tuua olukorra mikrotasandil haiguse põhjuse otsimisega: alati ei leia me seda, sest me ei tea kõigist olemasolevatest viirustest ja seentest. See tähendab, et haiguste põhjuste leidmiseks tuleb jätkata mikrotasandil otsinguid.

Praegust olukorda võib kirjeldada kui globaalset pandeemiat meie päikesesüsteemis, kus kõik planeedid on avatud välisele kosmilisele mõjule. Muutusi täheldatakse isegi gaasihiiglastel, kus toimuvad pidevalt tuumareaktsioonid. See ahendab oluliselt väliste kosmiliste mõjude allikate mõistmise otsinguala, viidates uurimise vajadusele mikromaailma tasandil.

Siin seisame silmitsi teist tüüpi füüsikaga, mille hüpoteesi leiate jaotisest „Mis on kosmiline mõju“. Kui teadlased saaksid teha tuumas otseseid mõõtmisi, kasutaksid nad välistamismeetodit, mis sarnaneb tuumareaktoris kasutatava doosi monitooringuga. Meil pole aga otsest juurdepääsu kernelile. Seetõttu võiks praegusel hetkel neutronite tuumast lähtuv neutriinovoog anda lisateavet tuumas toimuvate protsesside kohta.

Katastroofiliste sündmuste ärahoidmiseks Maal on nõutav inimkonna parimate mõtete ühinemine ja vajalike tingimuste loomine selle keerulise ülesande lahendamiseks — meie planeedi uurimine ja kaitsmine väliste kosmiliste mõjude eest.

Bibliograafia:

1. Arushanov M. L. Kliima dünaamika. Ruumitegurid. Hamburg: LAMBERT Academic Publishing, 2023. lk 33.

2. Brown, S. K. et al. Kvaternaari purske rekordi iseloomustus: suurte plahvatusohtlike vulkaanipurskete (LaMEVE) andmebaasi analüüs. J Appl. Vulkaan. 3, 5 (2014). https://doi.org/10.1186/2191-5040-3-5

3. Bryson, R. A. Milankovitchi kliimamuutuse hiline kvaternaarne vulkaaniline modulatsioon. Theoretical and Applied Climatology 39, 115–125 (1989). https://doi.org/10.1007/bf00868307

4. Viterito, A. 1995: Tähtis pöördepunkt lähiajaloo geofüüsikas. Int. J. Environ Sci. Nat Res 29, 556271 (2022). https://doi.org/10.19080/ijesnr.2022.29.556271

5. Geodünaamiliste ja geofüüsikaliste nähtuste suundumuste järsud muutused aastatel 1997-1998. Autorid: Barkin Yu. V., Smolkov G. Ya. Ülevenemaaline päikese-maafüüsika konverents, mis on pühendatud RAS-i korrespondentliikme V. E. Stepanovi 100. sünniaastapäevale (16. – 21. september 2013, Irkutsk), Irkutsk, 2013.

6. Bertone, G. & Hooper, D. Tumeaine ajalugu. Rev. Mod. Phys. 90, 045002 (2018). https://doi.org/10.1103/RevModPhys.90.045002