История двух гипотез

Г. ФОНАРЕВ, доктор физико-математических наук

Советский ученый-ихтиолог А.Т. Миронов в начале 30-х годов, изучая поведение рыб, обнаружил у них хорошо выраженный электротаксис – способность реагировать на электрическое поле. Это навело его на мысль: в морях и океанах должны существовать электрические (теллурические) поля. Измерения, проведенные в заливах у Мурманского побережья, подтвердили эту догадку. Измеренные здесь электрические поля имели характер вариаций с амплитудами в десятки микровольт на метр. А.Т. Миронов считал, что постоянная составляющая теллурических токов помогает рыбам при их массовых миграциях, они якобы ориентируются в воде по линиям тока.

Исследования А.Т. Миронова позднее послужили основой для еще одной гипотезы, касающейся уже более широкого круга вопросов – аномального магнитного поля Земли и токов в океане. Автором этой второй гипотезы был известный советский ученый в области физики моря академик В.В. Шулейкин. В 1953 году он писал: «Благодаря той или иной причине создается основное магнитное поле Земли, ось которого точно совпадает с осью вращения планеты; электрические токи в водах Мирового океана создают дополнительное магнитное поле, которое налагается на основное...» По мнению В.В. Шулейкина, электрические поля в океане должны быть порядка сотен или даже тысяч микровольт на метр – это довольно сильные поля.

Обе гипотезы предстояло проверить экспериментально. В 50-х годах измеряли теллурические поля океана на дрейфующей станции «Северный полюс-2». Результат, к сожалению, оказался весьма неопределенным. В те же годы океанолог Ю.Г. Рыжков изучал теллурические поля в море Дэйвиса у берегов Антарктиды и с дизель-электрохода «Обь» в Индийском океане. По его результатам: в поверхностных слоях океана электрическое поле составило не сотни микровольт на метр, как предполагал В.В. Шулейкин, а всего 4...9 мкВ/м. С глубиной поле, правда, увеличивалось до десятков микровольт на метр.

В 1957 году В.В. Шулейкин сам предпринял измерения электрических полей в водах Центральной Атлантики. И опять около поверхности воды поле было 30 мкВ/м, на глубине 250 м – не больше 80 – 150 мкВ/м. Ученый высказал предположение, что, экстраполируя увеличение плотности тока до самого дна, можно получить величину общей плотности тока, которая будет вполне достаточной для объяснения, если и не всей, то, по крайней мере, значительной части аномального магнитного поля Земли.

Однако прямое изучение электрических явлений в морской воде все определеннее свидетельствовало: значительные электрические поля в ней отсутствуют. Длительные наблюдения в Северном Ледовитом океане показали, что постоянная составляющая теллурических полей в морской воде (в пределах погрешности 0,5 – 1 мкВ/м) отсутствует.

На акватории между Африкой и Южной Америкой, там, где проводил свои измерения В.В. Шулейкин, в 1971 году вновь была экспериментально проверена его гипотеза, на этот раз с научно – исследовательского судна «Профессор Визе». Согласно расчетной карте гипотетических электрических токов в океане величина поля в этом квадрате должна составлять 6·10³ мкВ/м. С судна удалось зарегистрировать в основном суточную вариацию поля с амплитудой 20 мкВ/м. После соответствующей «чистки» записи остался квазипостоянный сигнал еще меньше – около 5 мкВ/м. Фактически это была всего-навсего погрешность измерения электрического поля.

Итак, результаты прямых наблюдений не оставили никаких сомнений в том, что аналога главного магнитного поля Земли в электрическом поле не существует. Гипотезы Миронова и Шулейкина в том виде, как они были сформулированы, не подтвердились.

Шулейкин в одной из последних статей существенно трансформировал свою гипотезу («Природа», №12, 1978). Он высказал предположение, что электрические токи, создающие аномальные магнитные поля, текут не в океане, а в мантии Земли. Поскольку верхняя мантия под океанами обладает большей электропроводностью, то взаимное расположение океанов и материков па планете обязательно должно сказаться па структуре аномального магнитного поля Земли. Океанические магнитные аномалии с линейными размерами 1000...3000 км, по мнению некоторых геофизиков, скорее всего, имеют источники, расположенные в мантии. Так что «глубинный» вариант гипотезы В.В. Шулейкина содержит идеи, вызывающие определенный интерес...

А какова же судьба гипотезы А.Т. Миронова о роли постоянных электрических, полей в миграциях рыб? Сильные электрические поля уже используются и при лове рыбы, и в специальных установках для отпугивания рыб, например, от гидротехнических сооружений. У некоторых видов рыб открыли и электрорецепторы – чувствительность таких электрорецепторов – 1 мкВ/м.

Несколько лет назад геофизик И.И. Рокитянский выдвинул идею, коренным образом отличающуюся от гипотезы А.Т. Миронова. Поскольку магнитотеллурические поля – это индукционные поля с разными амплитудами, периодами и направлениями векторов, то рыбам «неуютно» находиться под действием такого поля и они стремятся уйти туда, где оно слабее. Вот почему во время магнитных бурь, когда теллурические поля измеряются десятками сотен микровольт на метр, рыбы должны; уходить от побережий в глубоководные районы.

Может быть, когда-нибудь специалисты задумаются над тем, как использовать электрические поля таких крупномасштабных океанских течений, как Гольфстрим, для навигации.

Происхождение магнитного поля – одна из величайших загадок природы. Гипотезу об источнике главного магнитного поля (источником его считается своеобразная динамо-машина в ядре Земли) проверить экспериментально невозможно, а вот гипотезу, объясняющую аномальное магнитное поле Земли электрическими полями океана, удалось проверить на практике. И прямые измерения отвергли эту гипотезу.

В заключение, хотелось бы сказать, что хотя гипотезы В.В. Шулейкина и А.Т. Миронова па практике не подтвердились, они имеют все же не только исторический интерес: обе они сыграли важную стимулирующую роль в постановке многих новых научных задач.

Ранее опубликовано:

Наука и жизнь. 1988. №8.

См. также:

1. Магнитное поле Земли. НиТ, 1998.
2. Рыков А.В. Причина магнитного поля Земли? НиТ, 1999.

Дата публикации:

21 июля 2003 года