стали устремляться в окружающее пространство потоки заряженных частиц — протонов и электронов — так называемый солнечный ветер. А так как электроны по массе значительно уступают протонам, то и в солнечном ветре концентрация электронов превалирует над концентрацией протонов - световому давлению легче сдуть с поверхности Солнца более легкие частицы. И Солнце постепенно стало приобретать положительный заряд. Заряд этот равномерно распределен по поверхности Солнца. А так как Солнце вращается, то вместе с ним вращается вокруг солнечной оси и каждый элементарный положительный заряд, находящийся на поверхности Солнца.
И здесь мы вспомним одно из правил физики, по которому под электрическим током принято понимать направленное движение электрических зарядов, а за направление тока принято считать направление движения положительных зарядов. И тогда вращающиеся вокруг оси Солнца элементарные положительные заряды мы сможем рассматривать как элементарные круговые токи вокруг общей оси - оси вращения Солнца. А как известно, электрический ток создает вокруг себя магнитное поле, направление магнитных силовых линий которого мы легко можем определить по направлению тока. И тогда северный географический полюс Солнца должен совпадать с северным магнитным полюсом Солнца, что в действительности и наблюдается. Совпадает и ось вращения Солнца с осью магнитного поля Солнца (в отличие от нашей Земли, где магнитная ось наклонена к оси вращения Земли, да и магнитные полюса находятся не на соответствующих их названиям полушариях Земли: северный магнитный полюс находится в южном полушарии, а южный - в северном, об этих особенностях магнитного поля Земли более подробно будет сказано чуть ниже).
Итак, магнитное поле Солнца - это явление, приобретенное Солнцем в процессе эволюции этой звезды. И чем больше звезда теряла электронов, тем большим становился ее положительный заряд и тем большим становилось ее магнитное поле при неизменности ее угловой скорости вращения. А при вспышке новых и особенно сверхновых звезд, когда интенсивность светового давления возрастает настолько, что оно срывает почти все электроны с поверхности звезды, положительный заряд такой звезды становится колоссально большим. А если еще учесть, что после вспышки новые и сверхновые звезды начинают быстро уменьшаться в размерах, что приводит к возрастанию их угловой скорости, то мы становимся свидетелями рождения фантастических магнитных полей во Вселенной. Так, некоторые пульсары имеют сверхсильные магнитные поля величиной до 1012 Гаусс.
Пульсары - это быстро вращающиеся нейтронные звезды. Нейтронная звезда - это маленький сверхплотный шар, который остается после взрыва сверхновой звезды. Считается, что такой шар состоит исключительно из нейтронов, поэтому и звезду такую называют нейтронной. Но чисто нейтронная звезда не могла бы иметь такого фантастического магнитного поля, какое она фактически имеет. Это поле обеспечивается только протонами, находящимися на такой звезде, и ее быстрым вращением. И поэтому, учитывая такой важный физический признак звезды, образующейся после взрыва сверхновой как ее сверхсильное магнитное поле, следовало бы такую звезду называть не просто нейтронной, а хотя бы нейтронно-протонной.
А теперь посмотрим, как могло образоваться магнитное поле Земли. Земля тоже вращается и тоже, как и Солнце, могла бы генерировать магнитное поле при соответствующих условиях. Например, при наличии заряда на ее поверхности. И такой заряд Земля имеет. Мы знаем, что Земля имеет отрицательный заряд, знаем и величину этого заряда.
Отрицательный заряд - это избыток электронов. Откуда же он взялся у Земли? Естественно, что от Солнца. Мы уже знаем, что под воздействием светового давления и при взрывах, происходящих на Солнце, от него в окружающее пространство устремляются потоки заряженных частиц. Эти частицы и оседают на поверхности Земли и на поверхности других планет Солнечной системы. И поскольку электронов оседает больше, чем протонов, то Земля приобретает отрицательный электрический заряд. Этот заряд и вращение Земли вокруг своей оси и создают некоторое магнитное поле, по расчетам значительно уступающее реальному магнитному полю Земли. И здесь перед нами выступает еще один фактор, влияющий на величину магнитного поля Земли. Такого фактора не было ни у Солнца, ни у звезд, но он есть у Земли и у некоторых планет Солнечной системы. Это наличие на Земле в нераскаленном виде таких металлов как железо, кобальт и никель, именуемых ферромагнетиками, которые могут значительно усиливать генерируемое Землей магнитное поле. Магнитные поля ферромагнетиков, находящихся в земной коре до глубины 50 км, ориентируются в направлении магнитных силовых линий магнитного поля Земли, и таким образом создается более сильное суммарное магнитное поле, которое мы и называем собственным магнитным полем Земли.
Как видим, магнитное поле Земли прямо зависит от поверхностного заряда Земли, от угловой скорости вращения ее вокруг своей оси и от магнитной проницаемости земной коры.
И магнитная ось должна была бы совпадать с осью вращения Земли, а полюса - магнитные и географические - должны быть диаметрально противоположны в отличие от Солнца, так как при одинаковом направлении вращения вокруг своих осей у Земли вращаются не положительные заряды на поверхности, а отрицательные. И в действительности мы это и наблюдаем, но с некоторыми особенностями. Так, не совпадают оси вращения Земли и ее магнитного поля (на 11°). Не совпадают Северный географический и Южный магнитный полюсы, а отстоят друг от друга на значительном расстоянии. Точно так же расположены на большом расстоянии друг от друга Южный географический и Северный магнитный полюсы. И объяснение этих несовпадений следует искать уже в самом облике Земли.
Земля имеет магнитное поле около 2 миллиардов лет, то есть значительную часть своей жизни она не имела магнитного поля. И это обстоятельство легко объясняется всем вышеизложенным: очень медленно Земля набирала свой заряд, да еще и продолжительное время была разогрета до высокой температуры и поэтому ее ферромагнетики не могли усиливать ее поле (магнитными ферромагнетики могут быть только до точки Кюри, для железа это 769°С).
И пока Земля не имела своего магнитного поля, заряженные частицы из солнечного ветра равномерно оседали на всей ее поверхности. Но с появлением у Земли магнитного поля заряженные частицы стали отклоняться магнитным полем к полюсам планеты. И с этого момента начинается неравномерный заряд поверхности Земли. На полюсах всегда была вода, и заряженные частицы, падая на полюсах на электропроводную воду, равномерно распределялись по всей водной поверхности Земли. А районы суши оставались менее заряженными. Так это существует и поныне. Даже полярные сияния указывают нам на это обстоятельство, следуя своей конфигурацией очертаниям береговых линий.
И что же должно было происходить с магнитным полем Земли при неравномерном заряде на ее поверхности?
Очевидно, что магнитное поле должно быть больше над теми участками ее поверхности, которые несут больший заряд, то есть над водными поверхностями.
А как при этом будет выглядеть суммарное магнитное поле Земли? Например, в северном полушарии.
Для ответа на этот вопрос обратим сначала внимание на расположение материков в северном полушарии. Африку можно условно исключить из рассмотрения, так как она расположена в двух полушариях. Останутся Европа, Азия и Северная Америка. Центр Европы и Азии (Евразии) расположен примерно на 85-ом градусе восточной долготы, а центр Северной Америки расположен примерно на 95-ом градусе западной долготы. Меридианы, проведенные через центры Евразии и Северной Америки, окажутся лежащими на одной окружности, проходящей через северный и южный географические полюсы. И если бы по площади Евразия и Северная Америка были равны и их центры находились бы на одинаковом расстоянии от северного полюса, то, очевидно, что и магнитный полюс совпадал бы с географическим. Но так как реально Евразия по площади в два с небольшим раза превосходит Северную Америку, а это означает, что равная Евразии площадь поверхности земного шара, центр которой совпадает с центром Северной Америки, будет генерировать большее магнитное поле в сравнении с полем, генерируемым над Евразией, так как там в генерировании магнитного поля будет принимать участие и часть водной поверхности, несущая больший заряд, чем суша. А поэтому южный магнитный полюс будет сдвинут по меридиану, на котором лежит центр Северной Америки в сторону этого центра и не будет, таким образом, совпадать с северным географическим полюсом.
В действительности мы это и наблюдаем - координаты южного магнитного полюса таковы: 70°50 северной широты и 96° западной долготы.
