Статья: Моделирование электромагнитного и гравитационного влияния небесных тел солнечной системы на смещение географического полюса и магнитное поле Земли

Каким же образом влияние Земли на Уран, связанное с переходом через скорость света, передается обратно на Землю? Обратимся к первому уравнению (15), в котором в системе отсчета, связанной с поверхностью Урана, фигурирует скорость прецессии, обусловленная, в том числе, движением Земли. Эта часть возмущения в правой части первого уравнения (15) описывает момент сил, приложенный к Урану. Если бы система Земля-Уран была замкнутой, то в силу закона сохранения момента импульса к Земле должен был быть приложен момент сил такой же по величине, но противоположного знака. Для незамкнутой системы этот баланс выполняется приближенно, т.е.

(20)

Здесь - масса Земли и расстояние от небесного тела до ее центра; - скорость прецессии, обусловленная релятивистским механизмом усиления возмущений.

Разумеется, что модель (20) может служить лишь для оценки эффекта релятивистского взаимодействия небесных тел. Тем не менее, у нее есть свои интересные следствия. Например, коэффициенты корреляции параметров сейсмической активности с параметрами , характеризующими интенсивность влияния гравитационного поля Урана на земные процессы, должны быть в период максимального взаимодействия больше по абсолютной величине, чем в период минимального взаимодействия. Действительно, максимальный по величине коэффициент корреляции, вычисленный в период 1963-1971гг (максимальное взаимодействие) в 4 раза превосходит аналогичный коэффициент, вычисленный в период 1981-1990 гг (минимальное взаимодействие).

Интересно, что этот результат справедлив только для сейсмических событий, тогда как индукция магнитного поля имеет одинаково высокий максимальный коэффициент корреляции с параметрами , около 0,95-0,98, во все периоды. Это объясняется тем, что система Земля-Уран имеет совместное магнитное поле /1/, которое поддерживается за счет движения планет, а накачивается, видимо, за счет релятивистского механизма, описанного выше.

Вращение Урана вокруг оси с периодом 17 ч 24 мин приводит к еще одному интересному эффекту: в системе координат, связанной с поверхностью этой планеты, Солнце движется со скоростью света в те периоды, когда ось вращения перпендикулярна радиус-вектору, соединяющему эти небесные тела. В этом смысле Уран является выделенной планетой в Солнечной системе. Существует множество гипотез относительно необычной ориентации его оси вращения. Согласно уравнениям (20), на Уран должен действовать момент сил, вызывающий прецессию вектора углового момента планеты. При этом релятивистское взаимодействие в системе Солнце-Уран будет минимальным при условии, что вектор собственного углового момента Урана перпендикулярен вектору углового момента Солнца, как это следует из формул преобразования момента импульса (19). В настоящее время угол между указанными векторами близок к прямому (ось вращения Солнца ориентирована в сторону созвездия Дракона, проецируется на 286,13о, склонение - 63,87о).

Не только Земля и Солнце, но и другие планеты Солнечной системы в определенные периоды движутся относительно поверхности Урана с субсветовой скоростью, чем создается возможность для обмена механическим моментом. Таким образом, Уран выступает как своеобразный пункт перераспределения углового момента в Солнечной системе. Это удивительное свойство Урана оказывает влияние на множество процессов, протекающих на нашей планете, включая сейсмические события, прецессию земной оси и процессы в магнитосфере.

3. Электромагнитные волны, вызванные движением Урана и Нептуна

Наиболее убедительным фактом, свидетельствующим о наличии совместного магнитного поля в системе Земля-Уран, являются электромагнитные волны с длительным периодом, равным сидерическому периоду обращения Урана, составляющему около 84,048 земных лет - рис. 9. Для поиска этих волн был разработан специальный интерфейс, позволяющий обрабатывать экспериментальные данные /3/, собранные на станциях, расположенных в различных пунктах на нашей планете. Данные /3/ являются фрагментарными, полученными в различные годы. Большинство станций наблюдения открывались на короткий период, а затем закрывались, в силу организационных и иных трудностей. Среди 240 станций было отобрано 30, данные которых образовывали ряды длительностью не менее 42 лет в период с 9 февраля 1963 г по 31 декабря 2006 г.

В таблице 8 приведены коэффициенты моделей линейной регрессии (8) для вертикальной компоненты индукции магнитного поля земли для тех станций, на которых в 1963-2006 гг. отчетливо наблюдалась электромагнитная волна Урана. Указанные станции находятся на разных широтах и меридианах. По данным семи станций из таблицы 8 можно определить, что в указанный период волна Урана имела минимум на станциях с восточной долготой (см. рис. 9) и максимум на станциях с западной долготой - рис. 10 (см. также рис. 5 из работы /1/). Форма волны близка к синусоидальной, поэтому модели линейной регрессии имеют высокую степень точности для всех станций - см. таблицу 8.

Аналогично можно определить электромагнитную волну, период которой совпадает с сидерическим периодом обращения Нептуна - 164,49 лет. В базе данных /3/ есть 5 станций, ряды которых имеют длительность 100 и более лет, что позволяет проследить волну, создаваемую движением Нептуна - рис. 11. Наличие этой волны свидетельствует о существовании механизма электромагнитного обмена в системе Земля-Нептун.

Заметим, что в моделях в таблице 8 фигурируют только параметры , соответствующие Урану и Нептуну. Это согласуется с полученными выше результатами, приведенными в таблице 5. Согласно этим данным вклад Урана и Нептуна в изменение магнитного поля Земли на один-два порядка превышает вклады других небесных тел. Тем не менее, по имеющимся данным /3/ можно распознать электромагнитные волны, создаваемые движением Сатурна и Юпитера.

Электромагнитные волны, вызванные движением Урана и Нептуна, могут складываться между собой, что легко обнаруживается при построении моделей линейной регрессии - см. таблицу 8. На некоторых станциях эти волны образуют единую волну причудливой формы. Представленные же на рис. 9-11 волны существовали раздельно, поэтому их удалось идентифицировать.

Таблица 8 Станции, на которых в 1963-2006 гг отчетливо наблюдалась волна Урана с периодом 42 года. Коэффициенты моделей линейной регрессии определены по данным для вертикальной компоненты вектора индукции

4. Распознавание сейсмических событий по изменению магнитного поля Земли

Данные по магнитному полю /3/ могут быть использованы для распознавания сейсмических событий на основе системы искусственного интеллекта «Эйдос-астра» /14/.

Методика распознавания сейсмических событий по астрономическим параметрам небесных тел подробно изложена в работах /1, 15-17/ и других. В работе /1/ было показано, что добавление в число входных параметров данных по магнитному полю /3/ позволяет повысить вероятность распознавания сейсмических событий. Возникает вопрос о вероятности распознавания сейсмических событий только по данным /3/. Чтобы ответить на этот вопрос, была сформирована база данных, содержащая категории сейсмических событий /12/ и данные по магнитному полю /3/.

Определим суммарную и среднюю магнитуду, магнитуду энергии и объема сейсмических событий в виде:

(21)

Здесь n=SN - число ежедневных событий, H - глубина очага. Параметр энергии задан постоянным и равным a=1.5.

Отметим, что магнитуда mb рассчитывается по максимальной скорости смещения в короткопериодных объемных волнах по формулам /11/:

(22)

где, А - амплитуда P-волн смещение грунта в мкм (рассчитывается по максимальной амплитуде), T - периода в секундах, T <3с; Q (Д, H) - функция ослабления Гутенберг и Рихтер (1956), Д - эпицентральное расстояние в градусах, 21 ° ? Д ? 100 °.

На рис. 12 представлены абсолютные значения корреляции параметров сейсмической активности (21) с данными по магнитному полю /3/. В таблице 10 приведены значения параметра сходства при распознавании категорий сейсмических событий трех типов - А (однократные события с заданной магнитудой), В (двукратные события с заданной магнитудой), С (трехкратные события с заданной магнитудой), в 4 моделях:

M12(12) - модель содержит данные по магнитному полю, полученными на 12 обсерваториях с максимальным коэффициентом корреляции - KAK, MMB, ABG, HON, CLF, BLC, DOU, FUR, HAD, KNZ, MEA, AAE, а также 11 параметров долготы 10 небесных тел и Лунного Узла;

M12(23) - модель содержит только данные по магнитному полю, полученные на 23 обсерваториях;

M12(XY) - модель содержит астрономические параметры небесных тел и параметры смещения географического полюса /1/;

M12 - модель содержит астрономические параметры небесных тел /1/.

Таблица 10 Параметр сходства в четырех моделях

Отметим, что модель M12(23), содержащая только данные по магнитному полю /3/ заметно уступает модели M12, содержащей только астрономические параметры, как по среднему, так и по максимальному параметру сходства. Однако эта модель сама по себе вполне может быть использована для распознавания сейсмических событий.

Данные, приведенные на рис. 12 и в таблице 10 свидетельствуют о сильной взаимосвязи сейсмических событий с вариациями магнитного поля Земли. Механизм возникновения этой взаимосвязи в настоящее время неизвестен. Можно лишь предположить, что сейсмические события, вариации магнитного поля и вариации угловой скорости вращения нашей планеты обусловлены, в том числе, движением небесных тел - см. рис. 1-3, 4-5. Этот факт хорошо прослеживается при сравнении матриц информативностей категорий сейсмических событий из таблицы 10 (см. определение матрицы информативностей в работах /1, 14-17/ и других) в различных моделях - рис. 13, а также при построении моделей линейной регрессии - таб. 4, 6, 8.

Данные на рис. 13 убедительно свидетельствуют, что сейсмические события связаны с вариациями магнитного поля на перечисленных станциях наблюдения точно так же, как и с астрономическими комплексами, отражающими влияние Урана и Нептуна. Для сравнения на рис. 14 представлена визуализация матриц информативностей, отражающих вклады в сейсмическую активность других небесных тел - Юпитера и Сатурна. Влияние комплексов Урана и Нептуна на категории сейсмических событий распознается на рис. 13-14 по характерным «кляксам».

В этой связи заметим, что если в отношении происхождения вариаций вектора угловой скорости вращения Земли существует мнение о доминирующей роли гравитации небесных тел (см., например, работы /4, 10-11/ и другие), то в отношении происхождения вариаций вектора индукции магнитного поля традиционная точка зрения сводится к утверждению о наличии замкнутых электрических токов в океанах, коре и мантии (см. например, работы /18-19/), причем эта гипотеза распространяется и на другие планеты /20/. Очевидно, что гипотеза о наличии в океанах и недрах планеты циркулирующих электрических токов никак не противоречит обсуждаемой гипотезе о влиянии небесных тел, поскольку вопрос о происхождении этих токов никогда не был решен до конца. Можно предположить, что изменение вектора угловой скорости вращения складывается из пропорциональных откликов - течений и деформаций в сплошных средах, составляющих оболочки нашей планеты, на воздействие небесных тел. При этом в мантии, литосфере, океане и атмосфере происходят не только плавные, непрерывные изменения, но и резкие толчки, сопровождающиеся высвобождением большой энергии в форме землетрясений, цунами, ураганов и гроз. Таким образом, сейсмические события и возмущения магнитного поля земли, оказываются связанными как с воздействием небесных тел - рис. 3, 9-10, 14, так и друг с другом - рис. 12-13. Течения и электрические токи, индуцированные движением небесных тел, складываются с течениями и токами, вызванными локальными силами. Разделить их будет достаточно сложно. Однако совпадение периода волн, представленных на рис. 9-11. с сидерическим периодом обращения Урана и Нептуна, позволяет предположить, что влияние небесных тел преобладает над локальными силами. Механизм же обмена механическим и магнитным моментом в Солнечной системе, связанный с особым положением Нептуна относительно Земли, а также специфическим периодом вращения Урана нуждается в дальнейшем исследовании.