Радіаційний ореол Землі
Сонячна система – це не тільки планети, астероїди, комети, це ще й міжпланетний простір, який далеко не є порожнечею! У космосі розгортаються складні різноманітні процеси, які протікають на великих висотах, у яких важливу роль відіграє радіаційний ореол Землі.
З глибин Всесвіту до Землі приходять космічні промені – ядра атомів водню, гелію та інших хімічних елементів. Взаємодіючи з ядрами атомів повітря до поверхні Землі вони практично не доходять. Ця взаємодія здійснюється головним чином у тропосфері, приземному шарі повітря товщиною близько 15–20 км, в якому зосереджено приблизно чотири п'яті всієї маси атмосфери Землі. Здавалося б, зі збільшенням висоти інтенсивність космічного випромінювання має залишатися постійною, проте результати спостережень підтвердили зростання інтенсивності космічного випромінювання з висотою. Крім цього, було виявлено залежність інтенсивності від географічної широти. Все тому, що існує так званий радіаційний ореол Землі. Це своєрідний ореол заряджених частинок, що складаються з двох радіаційних зон – внутрішньої та зовнішньої, межі яких можуть змінюватися в залежності від фізичних умов, а весь навколоземний космічний простір повністю заповнений частинками різних "сортів", що мають різні заряди та енергії.
Радіаційний ореол Землі тісно пов'язаний з магнетизмом Землі. Розрахунки показують, що заряджені частинки зон рухаються вздовж магнітних силових ліній земного магнітного поля від одного магнітного полюса до іншого. У міру наближення до полюса магнітні силові лінії, які всі сходяться в цій точці, зближуються одна з одною і "згущуються", рух частинок сповільнюється, і, зрештою, вони починають переміщатися у зворотному напрямку. У протилежного полюса повторюється те саме і частки знову повертають назад. Це своєрідна "магнітна пастка" для заряджених частинок. Заряджені частинки в магнітній пастці можуть відчувати зіткнення з частинками навколишнього середовища, поступово втрачаючи свою енергію і "вибуваючи із гри".
Для того щоб заряджена частка могла проникнути в радіаційний ореол Землі на досить близьку відстань до її поверхні, вона повинна подолати магнітне поле нашої планети. Зробити це здатні лише частинки, які мають велику енергію. Але такі частинки вільно пронизують наскрізь радіаційні пояси і не можуть бути захоплені магнітною пасткою. Виходить парадокс: щоб потрапити до складу радіаційної зони, електрон чи протон повинні рухатися з малою швидкістю, що забезпечує можливість захоплення. Але такі частинки будуть відкинуті назад земним магнітним полем.
Яким чином виникає радіаційний ореол Землі? Спочатку передбачалося, що постачальниками частинок для радіаційного ореолу Землі є нейтрони, які утворюються в земній атмосфері внаслідок її бомбардування космічними променями. Однак багаторічні спостереження та дослідження привели вчених до думки, що потужність космічних променів надто невелика, щоб вважати їх головною причиною виникнення радіаційного ореолу Землі. Розпад нейтронів дійсно має місце, але не є головним постачальником частинок для радіаційного ореолу Землі.
В даний час можна вважати встановленим, що переважна маса частинок радіаційного ореолу Землі потрапляє в магнітну пастку з сонячного вітру. При взаємодії сонячного вітру із магнітосферою Землі можуть відбуватися порушення земного магнітного поля. Створюється щось на кшталт своєрідних каналів для надходження заряджених частинок усередину магнітної пастки. "Висипання" заряджених частинок в атмосферу, що відбувається при цьому, викликає одне з найкрасивіших явищ природи - полярні сяйва.
Однак механізм цього явища поки що не зрозумілий. Приміром, виміри показують, що енергія сонячного вітру майже не змінюється. Тим часом, енергія полярних сяйв змінюється у десятки тисяч разів.
Інтерес до радіаційного ореолу Землі пояснюється ще однією обставиною. Цілком ймовірно, що радіаційний ореол Землі є важливою передатною ланкою в механізмі впливу сонячної активності на геофізичні явища.
