Об особенной роли магнитного поля Земли свидетельствуют следующие данные палеомагнетизма: магнитосфера Земли существует, не прерываясь с момента образования земного ядра – это практически совпадает с длительностью существования жизни на Земле. Магнитосфера отличается стабильностью. Её параметры изменялись лишь в короткие периоды солнечной активности и в моменты галактических возмущений. Остальное время они практически не менялись. Сейчас напряжённость магнитного поля Земли равняется 0,6 Гс. Видимо, этот уровень наиболее оптимальный для жизни.
Когда с помощью космической техники стали измерять магнитные поля других планет, то обнаружили, что магнитное поле сходное с земным есть ещё лишь на Юпитере и Сатурне. Марс, Венера и Меркурий имеют столь слабые магнитные поля, что их не сразу и измерили. Например, на Марсе оно равно 64 гаммам. Луна имеет лишь следы утраченного магнитного поля, «застрявшего» в её породах с давних времен.
Эксперименты, проведённые учёными, показали насколько важно магнитное поле Земли для всего живого. В камеры, изолированные от магнитного поля Земли, помещали животных. В результате животные слабели и заболевали, у них выпадали волосы, неправильно делились клетки, они теряли способность размножаться и погибали. Люди даже после краткого пребывания в таких камерах чувствовали себя очень плохо, у них ухудшалось психическое состояние, нарушались суточные ритмы. В результате было установлено, что магнитное поле Земли обеспечивает синхронность деления клеток, регулирует биоритмы организма, обуславливает упорядоченность протекания внутриклеточных биохимических процессов.
Следует заметить, что организмы особенно чувствительны к изменениям именно слабых магнитных полей, близких по своей силе к напряжённости магнитного поля Земли. Организмы как бы настроены на него. Сильные же магнитные поля не оказывают регулирующего действия на живое.
Помимо организации ритмических процессов в живом веществе, магнитное поле Земли обеспечивает упорядоченность массовых перемещений живых организмов в пространстве биосферы. Так перелёты птиц, миграции рыб, полёты насекомых не могли бы совершаться без их способности ориентироваться в пространстве с помощью магнитного поля. Даже растения свои побеги и корни ориентируют, сообразуясь с направлением магнитных линий. Не исключение и микроорганизмы – они передвигаются тоже с учётом земного магнетизма.
И ещё одну важнейшую функцию в биосфере выполняет магнитосфера. Она защищает живую природу от вторжения жёстких излучений, испускаемых Солнцем (энергичных протонов и радиоволн) и, ещё более интенсивных и высокоэнергичных, приходящих из глубин Галактики. Прорываясь на Землю, когда она на какой-то момент оказывается незащищённой, они губительно действуют на всё живое – поражают, вызывают множественные мутации и другие изменения в живых организмах. Так 700 000 лет назад, когда произошла инверсия (переполюсовка) магнитного поля Земли, и в связи с этим Земля оказалась беззащитной, – внезапно вымерли многие виды микроорганизмов. Многие другие биосферные катастрофы учёные тоже связывают в конечном счёте с резкими изменениями магнитосферы Земли.
Что собой представляет магнитосфера Земли? Это магнитное поле Земли, видоизмененное взаимодействием с солнечным магнитным полем, его плазмой и излучениями. Состоит оно из основного – постоянного поля, имеющего северный и южный полюса, и дополнительного – переменного. По научным представлениям, магнитосфера образована циркуляцией жидкой части металлического ядра Земли. Свою лепту в магнитосферу вносит и остаточный магнетизм материковых пород, а также процессы, идущие на поверхности Земли. Сильно нарушает симметрию магнитосферы Земли, так называемый «солнечный ветер», вырываясь в виде плазмы и оказывая на неё давление. Поэтому на дневной стороне Земли она имеет сферу уплотнения на расстоянии 10 земных радиусов от планеты; а на ночной – «хвост» размыкающихся силовых линий, уходящих в пространство на 1000 земных радиусов.
Становится понятно, что магнитосфера Земли теснейшим образом связана с активностью Солнца. Поэтому для характеристики функционирования магнитосферы расскажем и о солнечно-земных связях.
Солнце относится к пульсирующим звёздам. Оно пульсирует, сжимаясь и расширяясь на 2 метра с периодом 5 минут, есть сведения о том, что период пульсации может быть и 160 минут. Активность солнца очень неравномерная. В годы минимальной активности атмосфера солнца колеблется с размахом в 1300 км в периоде 14 минут.
Самые «знаменитые» – основные 11-летние циклы солнечной активности. Через каждые 11 лет на Солнце резко возрастает число вспышек. Причём, это совпадает с изменением интенсивности галактических космический лучей, приходящих в солнечную систему. Основными считаются и 22-летние циклы, связанные с изменением знака магнитного поля Солнца.