Уже первые полёты спутников показали, что уровень радиации в космосе просто «зашкаливает». Обычное стекло, отправленное в космос, через пару-тройку месяцев становится жёлтым, потом коричневым и растрескивается.
От нашего Солнца постоянно исходит «солнечный ветер» – мощнейший поток заряжённых частиц (электронов, протонов и ядер гелия), летящих с огромной скоростью – почти 1000 километров в секунду.
Если бы этот поток радиации достигал поверхности Земли, жизнь на ней никогда бы не зародилась...
Солнечный ветер несёт с собой еще одну опасность. Сталкиваясь с молекулами газов земной атмосферы, энергичные частицы разрушают их и выбрасывают в космическое пространство. Мощный поток солнечной радиации за несколько десятков тысяч лет может «сдуть» с Земли всю её атмосферу!
Однако на пути солнечного ветра стоит надёжный щит – магнитное поле нашей планеты. Заряженные частицы оказываются в ловушке силовых линий поля и пролетают мимо. Только небольшая часть ионов всё-таки долетает до нашей атмосферы в районах Северного и Южного полюсов – и тогда мы видим такое явление природы, как северное сияние.
Учёные очень удивились, когда наши исследовательские космические аппараты достигли Луны и других планет земной группы – Меркурия, Венеры и Марса. Оказалось, что магнитного поля там или нет вообще, или оно очень слабое, в сотни раз слабее земного!
Получается, наша планета – исключение?
Нет. У далёких газовых гигантов – Юпитера или Сатурна – магнитное поле обнаружено, и очень мощное! Но почему его нет у соседей и ближайших «родственников» Земли?
Если мысленно «разрезать» Землю пополам, то глубоко внутри обнаружится твёрдое раскалённое (горячее поверхности Солнца!) железное ядро. Между твёрдым ядром и мантией находится внешнее ядро, в котором железо находится в жидком состоянии. Оно постоянно «кипит», как вода в чайнике – более горячие частицы поднимаются вверх, остывшие опускаются вниз. А ещё Земля быстро вращается, делает 1 оборот вокруг своей оси за 24 часа! Так получается самое настоящее планетарное динамо, в котором создаются колоссальной силы электрические токи. Именно они-то и создают магнитное поле.
Попробуем «по шагам» реконструировать события, происходившие более 4 миллиардов лет назад.
Итак, 4 миллиарда лет назад сформировались 4 очень похожие друг на друга планеты – Меркурий, Венера, Земля и Марс. Все они имели жидкое горячее ядро из железа и никеля, все они имели внешнюю твёрдую оболочку из силикатов, у всех у них была первичная атмосфера из углекислоты, метана и водяного пара и у всех у них было мощное магнитное поле. Но вот дальше, как это часто водится у братьев и сестер из одной семьи, их дорожки сильно разошлись.
Больше всего не повезло Меркурию. Оказывается, быть маленькой планетой – совсем невеселое дело. Горячее ядро Меркурия быстро остыло, конвекционные потоки ослабли, магнитное поле исчезло, а солнечный ветер попросту «раздел» планету, «сдув» с неё незащищённую ничем зачаточную атмосферу. И сейчас Меркурий – это голый безжизненный кусок скалы с кратерами.
Судьба Марса оказалась похожей на судьбу Меркурия, хотя Марс «продержался» дольше. Всего 3 с половиной миллиарда лет назад у него были атмосфера, горячее железное ядро, магнитное поле и даже океаны. Но снова сказался небольшой размер планеты – когда ядро остыло, магнитное поле исчезло и атмосфера осталась без защиты. Тяжёлый углекислый газ планета ещё смогла удерживала, а вот воду и метан – нет. Они были «сдуты» солнечным ветром в космическое пространство. Так Марс стал замёрзшей сухой пустыней с тоненькой углекислотной атмосферой и бешеным уровнем радиации на поверхности.
А что случилось с Венерой? Скорее всего в те далёкие времена эта планета претерпела колоссальную катастрофу – столкнулась с другой планетой (размером с Марс или Меркурий). При этом скорость вращения планеты замедлилась – один «день» на Венере длится целых 8 наших месяцев, она вращается в 243 раза медленнее, чем Земля. Мощность планетарного динамо при этом ослабла, и магнитное поле планеты не смогло защитить лёгкие газы. Часть воды превратилась в серную кислоту, другая была выброшена солнечным ветром в космос. В итоге Венера осталась без воды и метана – но, в отличие от Марса, благодаря своим размерам смогла удержать плотную атмосферу из углекислого газа. Итог: Венера – это раскалённый ад под облаками из серной кислоты.
С нашей Землёй тоже случилась похожая катастрофа, и приблизительно в то же самое время – Земля столкнулась с другой планетой (учёные даже придумали ей имя – Тейя). Однако удар пришелся как бы «вскользь», по касательной, и вращение Земли, наоборот, ускорилось. Из обломков, оставшихся от столкновения, сформировалась Луна, которая своей гравитацией постоянно воздействует на жидкое земное ядро, как бы «взбалтывая» его. В результате наша планета получила очень мощное магнитное поле, надёжно защищающее поверхность и атмосферу от радиации.