Рис. 2.1. Схема работы геодинамо. Состояние геосфер:
ТХ – твердая холодная; ГЖ – горячая жидкая; ГП – горячая пластичная;
ЛОР – локальный очаг расплава. Стрелки внутри геосфер показывают
направление тепловых потоков, стрелки на циферблатах – силу
взаимодействия геосфер с Луной. Точками в жидком ядре
показана металлическая компонента

Магнетизм, как явление, известно с глубокой древности. Своим названием оно указывает на город Магнессу, в окрестностях которого имелись развалы магнетитовых руд. Пытливый пастух заметил, что черные тяжелые камни притягивают и удерживают железный наконечник его палки,

Собственно земной магнетизм впервые, очевидно, был исследован и описан врачом английского королевского двора У.Гильбертом, в 1600 г. Позже знаменитый математик Гаусс выдвинул и обосновал версию о глубинном, вернее центроземном, источнике магнитного поля. В 1820 г. Ханс Эрстед установил факт взаимообусловленности электричества и магнетизма. Далее мелкими шажками наука пришла к выводу о динамической природе магнитного поля Земли. Однако конкретный механизм запуска и работы геодинамо не познан до сих пор. Разные авторы объясняют работу геодинамо по-разному. Чаще всего, по мнению автора, к индуктированию электрического тока привлекаются конвективные потоки вещества в мантии. Принятая автором концепция аккреции планет и их внутреннего строения не позволяет считать этот механизм дееспособным. Более близкими к истине представляются взгляды о наведении электромагнитного поля в результате асинхронного вращения ядра и мантии, однако, причина асинхронности не раскрыта.

Магнитное поле Земли не обладает стабильными характеристиками. Так, его напряженность сначала растет до некоторого максимального значения, затем снижается до нуля, происходит смена полюсов, и цикл повторяется. Палеомагнитные исследования горных пород показали, что инверсии геомагнитного поля в истории Земли имели регулярный характер.

Среди планет земной группы ни одна не обладает магнитным полем, сопоставимым с земным. Встает вопрос – почему? Чтобы дать на него приемлемый ответ, нужно выявить у планет сходные черты и различия. Меркурий и Марс некорректно сравнивать с Землёй ввиду их малых размеров. Зато Венера очень даже подходит для этой цели. По размерам, массе, плотности обе планеты весьма похожи, однако, имеются два существенных различия: Венера очень медленно вращается вокруг собственной оси (1 об. за 243 сут.)  и не имеет крупного спутника. Дайте ей то и другое – и магнитное поле не замедлит явиться. А почему бы нет? Ведь все планеты юпитерианской группы имеют мощные магнитные поля, потому что быстро вращаются вокруг собственных осей и имеют спутниковые системы. Забавной в связи с этим представляется идея раскрутить Венеру и притащить на орбиту подходящий спутник, а чтобы климат не был однообразным, придать оси вращения наклон. Перенаселённая Земля получила бы запасную обитель.

Механизм запуска и работы геодинамо можно дать исходя из общепризнанной структурной модели Земли, внеся определенные коррективы в физическую модель. Они касаются, прежде всего, металлической компоненты и температуры в геосферах (рис. 2.1).

Абсолютное большинство исследователей сходятся во мнении, что после завершения главной стадии аккреции Земля вращалась вокруг собственной оси значительно быстрее, чем сейчас. При таком быстром вращении металлическая компонента внешнего расплавленного ядра была, как в центрифуге, отжата на границу с мантией. По экватору, где отцентробежные силы наибольшие, образовалось кольцо из расплавленного металла, играющее роль обмотки генератора. Существующая парадигма образования и эволюции Земли таким вариантом не располагает. Все стремятся опустить тяжелую металлическую составляющую в геометрический центр Земли, приписывая мимоходом ему максимальную плотность.

Не менее парадоксальны представления о высоком давлении в центре Земли. Оно однозначно оценивается в 3,2 млн. атмосфер, хотя по имеющимся справочникам, ускорение силы тяжести в центре Земли равно нулю. Это значит, что приведенная цифра лишена логического и математического смысла. Ведь мерой давления есть сила, действующая на единицу площади, и она может быть выражена формулой: Р=. Но g в геометрическом центре Земли равно нулю. Вторым фактором, накладывающим табу на делегирование давления с поверхности в центр, является сферическая структура планет. Каждая твердая сфера работает как арка. Последние в строительных конструкциях не только держат собственный вес, но и несут значительную  внешнюю нагрузку. Если мантия твердая и холодная, давление вышележащих масс воспринимается ей самой и не передается на жидкое внешнее ядро. Лишь оно способно передать нагрузку на наружный слой внутреннего ядра, но надо иметь в виду, что ускорение силы тяжести во внешнем ядре много–много меньше чем на поверхности. В существующих расчетах этот факт не учитывается.

Однако вернемся к предмету обсуждения – магнитному полю. Внутреннее ядро и мантия, обладая массами округленно в 2 и 68% соответственно, и, находясь на разных расстояниях от центра Луны – гравитационного тормоза, – должны вращаться с разными скоростями, поскольку между ними находится жидкое внешнее ядро. Внутреннее ядро обладает первичным магнитным полем, унаследованным от Солнца, что привело к индуктированию в токопроводящем кольце ЭДС. Так, 4 млрд. лет тому назад произошел самозапуск геодинамо, которое исправно работает по настоящее время. Ток, рассчитанный по напряженности магнитного поля на поверхности Земли в 0,5 эрстед, составляет 10⁹ ампер. В действительности он должен быть значительно выше указанной цифры, поскольку на глубине 2900 км должна быть значительно выше и напряженность магнитного поля. Таким образом, на границе ядра с мантией в экваториальной области работает мощная нагревательная спираль, приводящая к плавлению пород нижней мантии. По логике, радиус зоны плавления должен постоянно возрастать, а сама зона – перемещаться в направлении поверхности.

Недавно американские ученые установили, что внутреннее ядро Земли имеет форму эллипсоида, а не шара. Его экваториальная ось короче полярной, что хорошо увязывается с развиваемыми здесь взглядами.

Обычно оппоненты считают невозможным наличие в центре Земли холодного ядра, которое де должно было нагреться за счет внешнего ядра, Дело в том, что перенос теплоты кондуктивным путем идет очень медленно со скоростью порядка 100 км за 1 млрд. лет. За время существования Земли фронт теплопереноса мог переместиться в ту и другую сторону максимум на 400 км. Поскольку токопроводящее кольцо находится на границе внешнего ядра и нижней мантии, выделяющаяся в нем теплота до внутреннего ядра просто еще не дошла. Следовательно, более вероятно, что внутреннее холодное ядро охлаждает внешнее. В принципе внутреннее ядро увеличивает свои поперечные размеры за счет охлаждения и перехода в твердое состояние внешнего ядра.

При высокой температуре внутреннего ядра, оно бы утратило первичную намагниченность от Солнца, следовательно, не работало бы геодинамо, не было бы планетарного магнитного поля (как у Венеры) при наличии других необходимых условий:  быстрого осевого вращения и наличия крупного спутника – Луны, которая обеспечивает разность хода между внутренним ядром и токопроводящим кольцом.

Одним из нерешенных на сегодняшний день вопросов есть вопрос об инверсиях геомагнитного поля. По мнению автора, инверсии обусловлены выравниванием скоростей внутреннего ядра и мантии, которые связаны между собой магнитной муфтой и силами трения. Постепенно скорости названных геосфер выравниваются, магнитное поле, постепенно уменьшаясь, достигает нулевого значения. Продолжительность периодов отсутствия магнитного поля неизвестна, поскольку этим вопросом никто не занимался. Затем мантия начинала обгонять внутреннее ядро. Ток и магнитное поле нарастают, но уже с обратным знаком. Все как в обычном генераторе переменного тока, но сверхнизкой частоты.

Рис. 2.1. Схема работы геодинамо. Состояние геосфер: ТХ – твердая холодная, ГЖ – горячая жидкая, ГП – горячая пластичная. Стрелки внутри геосфер показывают направление тепловых потоков, стрелки на циферблатах – силу взаимодействия геосфер с Лун ой. Точками показана металлическая компонента в жидком ядре.