Рассказывает радиоуглерод - Юрий Иванович Коптев

МАГНИТНЫЙ ЩИТ ЗЕМЛИ

Делая географические открытия, древние мореплаватели полагали, что компас указывает всегда на «волшебные железные горы», которые и притягивают конец стрелки к себе. В средние века капитаны втолковывали юнгам: «Магнитная стрелка, как подсолнух к Солнцу, поворачивается к Полярной звезде». «Там, где хвост Большой Медведицы, имеется магнитный камень», — говорили они. И это не удивительно, что поведение магнитной стрелки связывали с действием волшебных камней. Магнитные явления известны по крайней мере с V века до нашей эры. Некоторые камни, найденные вблизи города Магнезия (теперь Манисса) в Турции, обладали необычным свойством: они, если их свободно подвешивать, всегда ориентировались в определенном направлении. Как утверждают, по имени города Магнезии и получил свое название магнит.

За 3000 лет до наших дней появились первые компасы — небольшие кусочки намагниченного железа на пробке, плавающей в глиняном сосуде с водой. Такие примитивные приборы применяли кочевники при переходах через бескрайние пески гобийских пустынь. Причем эти компасы были настолько ценными, что их держали в специальных ящиках между горбами очень редко встречающихся белых верблюдов.

Хотя люди и использовали магниты, их свойства долго приписывали неким сверхъестественным силам. Лишь начало XVII века привело к открытию истины. В 1600 году Вильям Гильберт Колчестерский опубликовал книгу «О магните, магнитных телах и о большом магните — Земле», в которой обобщил результаты своих почти двадцатилетних опытов. Это был первый действительно научный труд о магнетизме.

Самый известный эксперимент был поставлен с целью объяснить магнетизм Земли. Гильберт изготовил из магнитного материала шар — тереллу (то есть землицу) — и исследовал, как этот шар будет действовать на поднесенную к нему маленькую железную стрелку. Оказалось, что она ведет себя так же, как стрелка компаса в различных точках Земли. У тереллы тоже были полюса и экватор. Все это позволило Гильберту сделать вывод, что Земля — магнит и стрелка компаса ориентируется по его силовым линиям.

Еще великий адмирал Христофор Колумб через месяц после того, как его корабли покинули Испанию, 13 сентября 1492 года, заметил, что где-то посреди Атлантического океана стрелка компаса перестала указывать на Полярную звезду и отклонилась к западу. На следующий день она отклонилась еще больше. Когда 17 сентября штурман определил азимут по Солнцу, то оказалось, что стрелка сместилась почти на пятнадцать градусов. Известие об этом вызвало среди суеверных моряков панику, которая грозила перерасти в бунт. Однако Колумб поступил весьма решительно-Он повернул шкалу компаса так, чтобы стрелка указывала прежнее направление, а команде каравеллы объяснил, что «Полярная звезда сместилась со своего места». Так мореплаватели впервые столкнулись со склонением, которое измеряется углом между направлениями на магнитный и географический полюсы; так была введена первая «поправка» на склонение. Впоследствии, чтобы можно было ориентироваться в морях и океанах, моряки стали составлять специальные таблицы и карты поправок на склонение. Ведь если допустить в прокладке курса ошибку всего в пять градусов, то, пройдя тысячу километров, судно окажется почти в ста километрах от намеченной цели!

Одну из таких карт с уникальными замерами магнитного склонения во многих морях и океанах мира привезли в подарок Гильберту его друзья — королевские пираты: Френсис Дрейк, совершивший второе после Магеллана кругосветное путешествие, и Генри Кэвендиш. На ней были нанесены лишь отдельные измерения. Первую же карту склонений составил по поручению английского адмиралтейства в 1701 году морской офицер и известный астроном Эдмонд Галлей.

Однако и эта карта была неполной, так как Галлей составил ее по измерениям, которые он произвел во время своего плавания на военном судне только в Атлантическом и Тихом океанах. А необходимость знать склонение с развитием мореходства становилась все насущнее. Поэтому и не удивительно, что многие ученые занимались сбором необходимых дачных и составлением карт. Так, например, великий политик и ученый Лейбниц писал создателю русского флота Петру I: «Если бы Ваше царское величество повелеть изволили учредить таковые наблюдения (склонения), то тем оказали бы важное пособие к усовершенствованию мореплавания в пользу всем морякам».

Михаил Васильевич Ломоносов для изучения земного магнетизма предлагал построить большое число специальных лабораторий. Он считал, что измерять магнитное поле нужно не только на море, но и на суше. Однако мечта великого русского ученого начала воплощаться лишь через шестьдесят лет. Сейчас наша страна обладает самой широкой сетью магнитных обсерваторий.

В 1576 году Роберт Норман из Лондона обратил внимание на то, что при изготовлении компасов тщательно уравновешенные стрелки при их намагничивании опускали северные концы вниз. Стрелки приходилось уравновешивать при помощи специальных подвижных грузиков. Так было открыто магнитное наклонение, определяющееся углом, на который стрелка под действием геомагнитного поля отклоняется вверх или вниз от горизонтальной плоскости. В нашем полушарии северный конец стрелки наклоняется вниз.

Норман с помощью специального прибора, получившего название инклинатора, определил наклонение в Лондоне. Оно оказалось равным 71°. Кроме того, он впервые высказал мысль, что «силы притяжения», действующие на магнитную стрелку, находятся внутри планеты, а не где-то в небе.

Очень важным было открытие несовпадения магнитных и географических полюсов Земли. Многие исследователи пытались найти «нулевую» магнитную точку. В 1831 году экспедиция английского полярного исследователя Джона Росса отыскала северный магнитный полюс, то есть точку, где магнитная стрелка устанавливалась вертикально, ее наклонение становилось равным 90°. Оказалось, что он лежит на полуострове Бутия в канадском архипелаге примерно в 1000 километров от географического полюса. А через десять лет племянник Джона Росса, Джемс Росс, достиг на берегу Антарктики южного магнитного полюса. И он не совпадал с географическим, открытым позднее, в 1911 году, норвежцем Р. Амундсеном, отстоял от него на 800 километров.

Позднее побывали на магнитных полюсах и другие путешественники и, как ни странно, регистрировали их местоположение совершенно в иных местах. Причину этого удалось выяснить позднее. Оказалось, что магнитные полюса не остаются подолгу на одном месте, а непрерывно кочуют. Вместе с ними меняется и склонение. Поэтому и приходится примерно через каждые 5-10 лет подправлять мореходные таблицы.

А сейчас немного отойдем от нашего рассказа и поговорим на первый взгляд о совершенно других вещах.

Знаете ли вы, как изготавливают кирпичи? Сначала делают форму, кладут в нее глину, затем подсохший кирпич помещают в печь для обжига. Это известно многим. Но далеко не все знают, что такая процедура обжига уже тысячи лет существует без изменения. И самое важное для нас здесь то, что кирпич всегда кладут в печи на длинное ребро. Это и позволяет нам