Мир дикой природы на wwlife.ru
Вы находитесь здесь:Все добавления>>Мир дикой природы на wwlife.ru - Показать содержимое по тегу: Магнитное поле


Круглые черви, дрозофилы, бабочки, рыбы, голуби, летучие мыши используют для навигации магнитное поле Земли. Человек лишен таких способностей и без специальных приборов сбивается с пути. О том, как работает природный биокомпас, — в материале РИА Новости.

Черви думают

Отросток-биокомпас в мозге червя-нематодыОтросток-биокомпас в мозге червя-нематодыУ круглого червя Caenorhabditis elegans, занимающего самую низкую ступеньку в животном царстве, в мозге, на конце AFD-нейрона, есть небольшой отросток, похожий на микроскопическую телевизионную антенну. Это биокомпас, при помощи которого червь ориентируется в почве.

Благодаря биокомпасу червь в поисках пищи движется вниз. В эксперименте ученых Техасского университета (США) черви теряли ориентацию и перемещались хаотично, если вокруг них искажалось магнитное поле. Дальнейшие опыты показали, что траектория также зависит от того, в какой части света черви родились и выросли. Так, "коренные техасцы" двигались параллельно поверхности земли, а гавайские, английские и австралийские черви — под углом, который соответствовал искажению силовых линий магнитного поля, характерного для их родных мест.

Рыбы нюхают

Благодаря особым клеткам в носовой области радужная форель всегда возвращается в места, где появилась на светБлагодаря особым клеткам в носовой области радужная форель всегда возвращается в места, где появилась на светУ рыб биокомпас, реагирующий на магнитное поле Земли, находится в носу. Ученые из университета Людвига Максимилиана (Германия) смогли выделить клетки из носа радужной форели (Oncorhynchus mykiss), которые содержали частицы магнетита — минерала, играющего важную роль в способности некоторых живых организмов определять направление движения. По оценкам исследователей, в носовой области каждой особи находится от десяти до ста таких клеток, что позволяет рыбам определять не только направление на север, но и ориентироваться по широте и долготе.

Как полагают ученые, именно благодаря сверхчувствительному носу форель путешествует из рек в море на триста километров, а спустя несколько лет снова возвращается туда, где появилась на свет.

Насекомые полагаются на белки

Дрозофила чувствует магнитное поле Земли благодаря белковому комплексу MagRДрозофила чувствует магнитное поле Земли благодаря белковому комплексу MagRСвой биокомпас есть и у плодовых мушек — это структура из двух белков, образующихся на поверхности клеточных мембран. Криптохром (Cry) позволяет клеткам воспринимать синий и ультрафиолетовый свет. Основная функция второго белка (CG8198) — регуляция биоритмов в организме, но в комплексе с криптохромом он образует своего рода наноиглу. Ее центральный стержень — из CG8198, а оболочка — из Cry.

Такая игла, подобно стрелке компаса, выравнивается даже по слабому магнитному полю. В ходе исследования китайским ученым пришлось заменить металлические инструменты пластиковыми, поскольку изучаемые белковые структуры были сильно намагничены и прилипали к металлу.

Открытый белковый комплекс назвали MagR (магнитный рецептор). Как именно он действует, пока неясно, однако ученые предположили, что белки, посылая сигналы в нервную систему, помогают дрозофиле понять, где находится север.

Птицы высчитывают и измеряют

Не все ученые согласны, что белок Cry 1а служит птицам для навигацииНе все ученые согласны, что белок Cry 1а служит птицам для навигацииМагнитный рецептор есть у бабочек-монархов и некоторых птиц, в частности голубей. У пернатых разновидность криптохрома — Cry 1а находится в клетках сетчатки глаза, чувствительных к синим и ультрафиолетовым лучам, и на магнитное поле он реагирует только после световой активации. Но даже это не до конца объясняет, как функционирует птичья навигационная система. Ведь при ориентации в пространстве пернатые используют сразу две "карты бионавигации" — запаховую и магнитную.

Благодаря магнитной птицы различают направления на север и юг, вычисляют долготу, измеряют деклинацию (разницу между магнитным и географическим севером) магнитного поля Земли, это помогает им сориентироваться и исправить маршрут.

Ученые полагают, что большую часть пути пернатые преодолевают, полагаясь на магнитное поле, а на финише более важную роль играют запахи. Голуби, которым затыкали ноздри, перерезали обонятельный нерв, уничтожали ольфакторный эпителий, промывая клюв водным раствором сульфата цинка, тратили больше времени на возвращение к своей голубятне, чем обычные птицы.

Летучие мыши сверяются с Солнцем

В 2016 году ученые из Института Макса Планка по изучению мозга (Германия) обнаружили навигационный белок Cry или его разновидность Cry 1а в клетках девяноста видов млекопитающих. А, скажем, у грызунов и летучих мышей, которые явно реагируют на магнитные поля, этого белка не оказалось.

Некоторые виды летучих мышей — в частности, большая ночница (Myotis myotis) — не просто корректируют полет по магнитному полю Земли, но и ежедневно сверяют свой биокомпас по солнцу — точнее, по поляризованному свету, который ярче всего на закате.

Это подтвердили опыты немецких и болгарских ученых. Летучих мышей помещали в измененное магнитное поле (сдвинутое на 90 градусов к востоку) во время заката. Часть животных находилась в контейнерах и не могла видеть лучи заходящего солнца. В результате, когда их выпустили, они отклонились от курса как раз на угол наклона лучей в коробках и сбились с пути. Мыши, которые могли сверить свои ощущения с солнцем, таких трудностей не испытывали и благополучно вернулись в родную пещеру.

Биокомпас для человека 

У человека нет ни отростка в мозгу, ни клеток с магнетитом, ни навигационных белков в клетках. Он сбивается с пути без специальных приборов, если на маршруте следования нет высоких ориентиров. Это часто случается в лесу.

Американские инженеры Ливиу Бабиц и Скотт Коэн предлагают исправить это недоразумение с помощью имплантата, выполняющего роль биокомпаса — как у животных. Силиконовое устройство размером со спичечный коробок вибрирует каждый раз, когда человек поворачивается на север. Изобретатели вживили биокомпас себе под кожу.


Исочник: РИА Новости


 

Опубликовано в Новости Зоологии

Питер Хор (Peter Hore), химик и биофизик из Оксфордского университета (Великобритания), Илья Соловьев из Университета Южной Дании (и российского Физико-технического института им. Иоффе РАН) совместно с коллегами-учеными, исследовал гипотезу о способности птиц «видеть» магнитное поле Земли. Предположительно, эта способность связана с магнито- и светочувствительным белком криптохромом, присутствующим в сетчатке глаз птиц. Он реагирует на синий и ультрафиолетовый цвета. Оказалось, что быстрые химические реакции с участием криптохрома, проходящие в мозгу птиц и вступающие во взаимодействие с магнитным полем, обеспечивают их магнитной картой, необходимой для ориентации в пространстве. Исследование было опубликовано в журнале New Journal of Physics, кратко о деталях работы сообщает пресс-релиз IOP Publishing.

130616ptitsyИзвестно, что фоточувствительный криптохром — это птичий компас, а химические реакции с его участием — механизм, который заставляет этот компас исправно работать.

Камнем преткновения для ученых стал вопрос, способно ли крайне слабое магнитное поле нашей планеты вовремя и достаточно продолжительно «отвечать» тому самому механизму, который представляет собой сверхбыстрые реакции пар радикалов — магниточувствительных частиц с неспаренными электронами, происходящие в мозгу птиц, и своевременно предоставить им необходимую компасную информацию.

Дело в том, что магнитное поле призвано воздействовать на спин электронов (то есть на момент импульса, определяющий ориентацию их движения) в ходе бирадикальных реакций у птиц, и переключать криптохром в сигнальное (или неактивное) состояние, тем самым подсказывая птицам, правильный они держат путь или нет.

Чтобы ответить на поставленный вопрос, команда Хора смоделировала компьютерную модель, которая проиллюстрировала влияние магнитного взаимодействия на радикалы: каким образом и как быстро поле сдвигает спин электронов и меняет состояние радикалов.

В ходе эксперимента ученые пришли к выводу, что даже такое слабое магнитное воздействие, как у Земли, способно вовремя переключать криптохром в нужное для магниточувствительной ориентации состояние, и достаточно долго поддерживать связь с реакциями, тем самым позволяя глазному компасу считывать направление силовых линий Земли и ориентироваться по ним. 

Ученые утверждают, что дальнейшее изучение механизмов птичьего компаса, выраженного во взаимодействии криптохрома и земного магнитного поля, могут помочь созданию низкобюджетных и нетоксичных для окружающей среды электронных устройств.


Источник: Научная Россия


Опубликовано в Новости Зоологии

Большой коллектив ученых из Китая обнаружил у плодовых мушек крошечные сенсоры магнитных полей, состоящие из особых белков. Они позволяют насекомым видам ориентироваться по сторонам света. Белковые сенсоры геомагнитного поля могут быть у бабочек, крыс, китов и даже человека, пишет The Guardian со ссылкой на оригинальное исследование, опубликованное в Nature Materials.

191115fruit fliesНаучное сообщество некогда отвергло гипотезу о том, что животные могут чувствовать магнитное поле Земли и по нему ориентироваться. Теперь же эта гипотеза хорошо доказана для некоторых видов животных. Было непонятно только, как именно эта способность возникает. В новом исследовании ученых под руководством профессора Цань Се (Can Xie) из Пекинского университета завеса тайны над этим явлением приоткрылась. Они провели скрининг генома плодовой мушки дрозофилы и обнаружили, что в клетках этих насекомых белок MagR вместе с криптохромными белками Cry образует своего рода стерженьки, которые выстраиваются вдоль линий магнитного поля Земли. В принципе, эти белковые кластеры чувствительны к направлению магнитных линий и интенсивности магнитного поля, считают авторы работы. По их гипотезе, любое возмущение магнитного поля улавливается белковыми сенсорами (или как их еще называют — биокомпасами) и передается клеткам, а оттуда в нервную систему.

О существовании биокомпаса заявлял ранее биолог Клаус Шультен (Klaus Schulten). Он предположил, что белки сетчатки — криптохромы — при падении на них света реагируют на квантовое поведение электронов и начинают чувствовать геомагнитное поле. Авторы нового исследования использовали эту идею, но решили, что одних криптохромов для биокомпаса недостаточно, нужен еще агент, и это — белок MagR, который содержит железо. Они смоделировали образование магниточувствительного комплекса из этих двух белков.

В серии биохимических и биофизических экспериментов ученые показали, что компас из белков MagR и Cry может образоваться у бабочек-монархов, голубей, крыс, китов-полосатиков и людей.

Это открытие выходит далеко за рамки понимания законов навигации животных по геомагнитному полю. Оно способно дать новые знания для создания технологий контроля над клетками и поведением животных с помощью магнитных полей.

Профессор Се в интервью изданию заявил, что открытый им биокомпас может служить универсальным механизмом для восприятия животными магнитного поля. Ведь чувствуют же магнитное поле Земли самые разные животные от бабочек и лобстеров до летучих мышей и птиц.

Ученые еще не знают, есть ли похожая система у людей. Чувство направления у человека очень сложное, но авторы работы считают, что восприимчивость к геомагнитному полю может играть ключевую роль в объяснении того факта, что некоторые люди действительно очень хорошо ориентируются в пространстве.


Источник: Научная Россия


Опубликовано в Новости Микробиологии

Сегодня, когда все больше людей полагаются на данные GPS-навигаторов, головастые морские черепахи (loggerheads) все еще отдают предпочтение «встроенному» в мозг магнитному компасу. К такому выводу пришли биолог Кеннет Ломанн (Kenneth J. Lohmann) и возглавляемая им группа из Университета Северной Каролины (США). Молодые морские черепахи используют магнитное поле Земли для ориентации в пространстве. Новое исследование с использованием средств спутниковой телеметрии показало, что взрослые особи этих животных также перемещаются с учетом магнитного поля планеты. Результаты исследования опубликованы в журнале Current Biology.

Головастая морская черепахаГоловастая морская черепахаВ отличие от черепах, обитающих на берегу, эти животные большую часть своей жизни проводят в открытом океане. Однако каждые два года самки этого вида пересекают огромные расстояния и находят участок суши, где когда-то вылупились сами. Несмотря на то, что предыдущие исследования показали, что в воде эти крупные черепахи ориентируются по магнитному полю Земли, оставалось неизвестным, как же они находят свой родной пляж. Команда американских биологов собрала данные о местах гнездования морских черепах на побережье Флориды за 19 лет и сравнила их с описаниями магнитных полей планеты. Подобно тому, как постепенно перемещается песок по поверхности, магнитное поле Земли также со временем немного смещается. Его интенсивность увеличивается по мере смещения от экватора на север или на юг и сродни широте. Это свойство определяет уникальный «магнитный адрес» каждого участка побережья.

Ученые обнаружили, что в годы, когда интенсивность меняется медленнее с расстоянием, головастые морские черепахи гнездятся на большой площади, равной 1-2 км2. И наоборот, гнезда занимают достаточно компактный участок побережья, когда скорость изменения свойств магнитного поля в пространстве увеличивается. Это обстоятельство вызвало у исследователей предположение, согласно которому черепахи, устраивая свое гнездо, следуют за магнитными изолиниями планеты. Полученные данные также указывают на то, что вылупившись, черепахи запоминают магнитный «адрес» своего места рождения, что позволяет им впоследствии, в свою очередь, отложить яйца именно там.


Источник: Научная Россия


Опубликовано в Новости Зоологии

Геологи выяснили, что полная инверсия магнитного поля Земли, когда южный и северный магнитные полюса меняются местами, протекает очень быстро. Эта перемена может произойти на глазах одного поколения.

Магнитное поле ЗемлиМагнитное поле ЗемлиРезультаты исследования, проведенного американскими учеными из Калифорнийского университета в Беркли, опубликованы в журнале Geophysical Journal International.

Специалисты знают, что в прошлом направление магнитного поля Земли неоднократно менялось. Это явление, причины которого до сих пор неизвестны, происходило с разной периодичностью - за последние 83 миллиона лет инверсия случалась 184 раза. Считалось, что изменение магнитного поля занимает достаточно много времени, однако авторы статьи показали - оно может произойти в рекордно быстрые сроки.

Ученые пришли к такому выводу, изучая осадочные отложения древнего озера, располагавшегося в Апеннинах, к востоку от Рима. Эти породы накапливались со скоростью 0,2 миллиметра в год без каких-либо перерывов. Периодически в озеро попадал пепел вулканов, входящих в римскую вулканическую провинцию (к ним относится, например, Везувий).

Исходя из соотношения изотопов, авторы статьи вычислили точный возраст отложений, а по характеру их намагниченности детально проследили эволюцию магнитного поля Земли за последний миллион лет. Выяснилось, что последняя его инверсия произошла ровно 786 тысяч лет назад, хотя ранее специалисты полагали, что она имела место в интервале от 770 до 795 тысяч лет назад.

Инверсии предшествовал интервал нестабильности поля, продлившийся около 6 тысяч лет. На это время пришлось два отрезка по 2 тысячи лет, когда интенсивность магнитного поля резко слабела. В конце второго отрезка южный и северный полюса совершили быстрый разворот на 180 градусов, причем они «скакали» по планете со скоростью два градуса в год. Следовательно, вся инверсия заняла менее, чем сто лет.

По словам исследователей, в следующий раз магнитное поле может поменяться также быстро. Представители поколения, на глазах которого это произойдет, уже к концу жизни увидят, что магнитная стрелка компаса показывает не на север, как было при их рождении, а на юг. Ученые не могут сказать, когда именно случится инверсия, но уже сейчас ясно, что она пагубно скажется на электронике.


Источник: infox.ru


Опубликовано в Новости Геологии

Филип Ливермор (Philip Livermore) и его коллеги из Лидского университета (Великобритания) заявляют, что им наконец-то удалось решить загадку о направлении вращения слоёв ядра нашей планеты.

Магнитное поле, порождаемое внешними слоями ядра, заставляет его внутренние слои крутиться в противоположном направлении. (Иллюстрация UL.) Магнитное поле, порождаемое внешними слоями ядра, заставляет его внутренние слои крутиться в противоположном направлении. (Иллюстрация UL.) Сейсмографы, следящие за колебаниями, которые вызваны землетрясениями, и охватывающие всё бόльшую глубину земных недр, указали на то, что твёрдое ядро, которое в значительной степени состоит из железа, вращается с запада на восток значительно быстрее, чем верхние слои планеты, на которых живём мы. Твёрдая часть ядра, по размерам примерно соответствующая Луне, окружена жидкими внешними слоями, восходящие потоки в которых и порождают магнитное поле Земли.

А вот наблюдения за магнитным полем планеты приводили к противоположным выводам: получалось, что ядро (по крайней мере его наружные слои) должно вращаться с востока на запад. Причины этого очень долго оставались не вполне ясными.

Согласно модели, построенной учёными из Лидса, объяснить противоречие можно следующим образом. «Магнитное поле толкает внутреннее ядро с запада на восток, заставляя его вращаться быстрее, чем остальную планету. В то же время оно воздействует на жидкие наружные слои ядра в противоположном направлении, и те двигаются с востока на запад», — уверены г-н Ливермор и его команда.

То, что, по наблюдениям, магнитное поле Земли хотя и медленно, но меняется, означает, что через сотни или тысячи лет направление вращения может стать другим, и так, несомненно, уже случалось в прошлом. Всего 800 тыс. лет тому назад стрелка компаса показала бы на юг, где тогда находился нынешний северный магнитный полюс. Более того, некоторые данные свидетельствуют, что 3 тыс. лет назад были периоды, когда жидкая часть ядра вращалась в восточном, а не в западном направлении.

Если верить вновь представленной модели, в такие времена внутреннее твёрдое ядро должно было вращаться в западном направлении, то есть противоположном нынешнему. 

Состоятельность гипотезы проверили с помощью симуляции на суперкомпьютере, и оказалось, что она моделирует историю магнитного поля в Земли в 100 раз точнее, чем все прежние теории и модели. Из этого учёные делают вывод, что два слоя ядра планеты действительно вращаются в противоположных направлениях, периодически их меняя.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Proceedings of National Academy of Sciences (доступен полный текст).


Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


Опубликовано в Новости Геологии

Проблема геомагнитной чувствительности у птиц не даёт покоя исследователям — считается, что птицы могут ориентироваться по магнитным полям, но никто не знает, как. Чтобы чувствовать магнитное поле, нужны специальные рецепторы и нервы, которые связывали бы такие рецепторы с мозгом.

У тростниковых камышовок магнитная карта местности, по-видимому, хранится в клюве. (Фото Nigel Blake, 2 million views Thankyou!.) У тростниковых камышовок магнитная карта местности, по-видимому, хранится в клюве. (Фото Nigel Blake, 2 million views Thankyou!.) Сначала все думали, что эти рецепторы находятся в клюве, так как он содержит много железа, и что информация от магниточувствительного клюва передаётся по тройничному нерву. Затем, однако, по теории «магнитного клюва» был нанесён мощный удар: в одном из экспериментов у птиц перерезали тройничный нерв, но, несмотря на это, они по-прежнему чувствовали магнитные полюса. Кроме того, железо в клюве вообще объявили следствием того, что тут просто накапливаются эритроциты, и ни к каким магнитным рецепторам это железо не имеет ни малейшего отношения.

Но сторонники «магнитного клюва» не сдались — по их мнению, клюв всё равно играет какую-то роль в магнитном чувстве пернатых. И новые исследования, кажется, подтверждают это. Группа учёных из Университета Ольденбурга (Германия) вместе Зоологическим институтом РАН повторила опыт с рассечением тройничного нерва на тростниковых камышовках. Несколько десятков птиц были отловлены около Калининграда; им сделали операцию, после которой тройничный нерв переставал чувствовать клюв; затем пернатых выпустили, но проследили, куда они полетят. 

Каждую весну камышовки летят через Калининградскую область на северо-восток, в Скандинавию, где у них начинается брачный сезон. Птицы преодолевают 1 000 километров, и без ориентировки тут не обойтись — в том числе с помощью пресловутого геомагнитного чувства. Однако на сей раз пойманным пернатым пришлось продолжить путь совсем не из Калининграда — исследователи выпустили их на 1 000 км восточнее. Если птицы и запоминают силовые линии магнитного поля, то теперь они оказались в местности, где геомагнитная карта была им совершенно незнакома. 

И тут оказалось, что прооперированные камышовки забыли свою магнитную карту, ибо они всё равно продолжали лететь на северо-восток, сообщают авторы работы в веб-журнале PLoS ONE. Те, у кого нерв остался неповреждённым, двинулись на северо-запад, скорректировав маршрут в связи с «чрезвычайными обстоятельствами». 

Отсюда можно сделать вывод, что геомагнитная навигация у птиц всё-таки зависит от клюва, однако авторы вводят более тонкое различие: по их словам, от клюва (и от тройничного нерва, с клювом связанного) зависит картирование местности, запоминание магнитного ландшафта. Что же до собственно компаса, который указывал птицам, где север, где юг, то этот орган находится, скорее всего, в другом месте. 

Правда, чтобы клюв работал таким образом, у него всё равно должны быть магнитные рецепторы. И, как поясняет Дмитрий Кишкишев, один из авторов этого исследования, сейчас предстоит эти рецепторы найти. Что представляется сложной задачей, так как тройничный нерв разбегается в клюве на несколько ответвлений, и магниторецепторы могут находиться на конце любого из них. 

И тут нельзя не вспомнить другую недавнюю работу, в которой сообщалось о потенциальных магниторецепторах в птичьих ушах. Однако и в случае с ушными клетками, в которых обнаружили магниточувствительные шарики, можно говорить лишь о более-менее вероятных кандидатах на роль таких рецепторов. Так что спор о том, чем именно птицы чувствуют магнитное поле — клювом, ушами или ещё каким органом, — весьма далёк от завершения.


Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


Опубликовано в Новости Зоологии

Спустя несколько лет, проведённых в море, лососи возвращаются в реки, причём рыбы точно находят именно ту реку, из которой вышли. Такая удивительная привязка к дому есть не только у рыб — точно так же возвращаются на старые места черепахи, тюлени, киты и дельфины. Вопрос в том, как им удаётся так точно найти дорогу домой.

Место впадения реки Фрейзер в Тихий океан и остров Ванкувер, который лососям приходится огибать, чтобы войти в реку (рисунок Oregon State University).Место впадения реки Фрейзер в Тихий океан и остров Ванкувер, который лососям приходится огибать, чтобы войти в реку (рисунок Oregon State University).По мнению исследователей из Университета штата Орегон (США), при возвращении домой лососи используют магнитную карту местности. То есть рыбы запоминают изменения магнитного поля Земли. Проверить это предположение учёным удалось благодаря счастливому случаю. На западном побережье Канады есть река Фрейзер, которая берёт начало в Скалистых горах и впадает в Тихий океан. Но в месте выхода в океан находится довольно крупный остров Ванкувер, так что лососям, собирающимся подняться по реке, приходится выбирать, с какой стороны обойти этот кусок суши — с севера или с юга.

Исследователи проанализировали данные о миграциях лососей в этом регионе, собранные за 56 лет, и сопоставили их с наблюдениями за магнитным полем. Напряжённость и направление силовых линий колеблются с течением времени. И, как оказалось, рыбы предпочитали идти тем путём, где характеристики поля были похожи на знакомые им по прежним временам, когда лосось только выходил из реки. То есть, направляясь в море, рыбы запоминали, как выглядит магнитное поле, а потом, возвращаясь, вспоминали это и сравнивали с текущей картой. И выбирали знакомый «магнитный путь», даже если он не совпадал с прежним географическим.

Впрочем, рыбы находят родную реку ещё и по запаху. Но обоняние срабатывает у них тогда, когда они уже довольно близко подплыли к цели. А вдали от дома лососям, по-видимому, приходится полагаться только на магнитное чувство, по крайней мере до тех пор, пока обоняние не сумеет распознать реку. Если учесть, что в прошлом году у форелей удалось найти клетки, реагирующие на магнитное поле, гипотеза о способности лососей к геомагнитной ориентации не кажется такой уж невероятной.

В дальнейшем исследователи собираются проверить полученные данные с помощью прямого эксперимента. Однако в любом случае вряд ли рыбы полагаются только на одно чувство. Известно, что и в океане, и между океаном и рекой есть температурные различия, которые рыбы тоже могут чувствовать. Так что, скорее всего, ориентироваться в пространстве и находить дорогу домой лососям помогает комплекс чувствительных органов, среди которых и терморецепторы, и обонятельные рецепторы, и магниточувствительные органы. И список этот может быть неполон.

Результаты исследования опубликованы в журнале Current Biology.


Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


Опубликовано в Новости Зоологии

Исследование, проведённое геологами под руководством Арно Шуллиа (Arnaud Chulliat) из Парижского института физики Земли, показало, что скорость перемещения северного магнитного полюса нашей планеты достигла рекордного за всё время наблюдений значения.

Всё убыстряющийся сдвиг  северного магнитного полюса  Земли требует более частого  обновления карт магнитного поля  (иллюстрация Stefan Maus,  NOAA NGDC) Всё убыстряющийся сдвиг северного магнитного полюса Земли требует более частого обновления карт магнитного поля (иллюстрация Stefan Maus, NOAA NGDC) Нынешняя скорость сдвига полюса составляет впечатляющие 64 километра в год. Сейчас северный магнитный полюс – место, куда указывают стрелки всех компасов мира, – находится на территории Канады близ острова Элсмир (Ellesmere Island).

Напомним, что учёные впервые определили "точку" северного магнитного полюса в 1831 году. В 1904-м впервые было зафиксировано, что он начал сдвигаться в северо-западном направлении примерно на 15 километров в год. В 1989-м скорость увеличилась, а в 2007 году геологи доложили, что северный магнитный полюс мчит в сторону Сибири уже со скоростью 55-60 километров в год.


Изменение линий магнитного поля Земли, несомненно,  скажется на биосфере планеты. Известно, к примеру, что птицы  магнитное поле видят, а коровы даже выравнивают вдоль него свои тела Изменение линий магнитного поля Земли, несомненно, скажется на биосфере планеты. Известно, к примеру, что птицы магнитное поле видят, а коровы даже выравнивают вдоль него свои тела По мнению геологов, за все процессы отвечает железное ядро Земли, с твёрдой сердцевиной и внешним жидким слоем. Вместе эти части составляют своеобразную "динамо-машину". Перемены во вращении расплавленной составляющей, скорее всего, и определяют изменение магнитного поля Земли.

Однако ядро недоступно прямым наблюдениям, увидеть его можно только косвенно, и, соответственно, его магнитное поле напрямую картографировать нельзя. По этой причине учёные полагаются на изменения, происходящие на поверхности планеты, а также в космосе вокруг неё.

Новые данные, собранные французскими геологами, показали, что недавно близ поверхности ядра появилась область с быстро меняющимся магнитным полем, образованная, вероятно, аномально движущимся потоком жидкой составляющей ядра. Именно эта область тащит северный магнитный полюс прочь из Канады.

Правда, Арно не может с уверенностью утверждать, что северный магнитный полюс когда-либо пересечёт границу нашей страны. Никто не может. "Очень трудно делать какие-либо прогнозы", — говорит Шуллиа. Ведь никто не способен предсказать поведение ядра. Возможно, чуть позже необычное завихрение жидких недр планеты произойдёт в другом месте, увлекая за собой и магнитные полюса.

Кстати, учёные уже давно говорят о том, что магнитные полюса могут и вовсе поменяться местами, как это не раз происходило в истории планеты. Изменение это может привести к серьёзным последствиям, например повлиять на появление прорех в защитной оболочке Земли.


Источник: MEMBRANA


Опубликовано в Новости Геологии

Люди привыкли, что столь масштабные перемены, как перекройка континентов или климата, происходят медленно. Одному поколению трудно оценить их, а порой и просто заметить. Однако вот открытие: грандиозное событие – переворот магнитных полюсов – может быть даже по меркам человека почти моментальным. И такой фокус родная планета способна провернуть на наших глазах.

Как будет происходить смена  полярности земного магнитного поля,  учёные ещё спорят. Один из результатов  моделирования – промежуточный этап  "переворота" – показан тут. Впрочем,  "вводные" для таких моделей ещё не раз  изменятся (иллюстрация Gary Glatzmaier,  Paul Roberts) Как будет происходить смена полярности земного магнитного поля, учёные ещё спорят. Один из результатов моделирования – промежуточный этап "переворота" – показан тут. Впрочем, "вводные" для таких моделей ещё не раз изменятся (иллюстрация Gary Glatzmaier, Paul Roberts) Недавно Скотт Боуг (Scott Bogue) из Лос-Анджелесского Западного колледжа (Occidental College) и Джонатан Глен (Jonathan Glen) из геологической службы США (US Geological Survey) изучили древние магматические породы в Батл-Маунтин (Battle Mountain), штат Невада. Так американские геологи показали, что инверсия магнитного поля планеты может происходить в тысячи раз быстрее, чем предполагали учёные до сих пор.

По текущим представлениям, за формирование магнитного поля Земли  отвечает жидкая часть её ядра. Но процессы в ядре до сих пор изучены  мало. В этой области и сейчас исследователи продолжают открывать  грандиозные явления вроде "переваривания".  На рисунке показаны внутреннее (красный цвет) и внешнее (жёлтый)  ядро Земли, линии магнитного поля (синие), потоки металлов (коричневые  линии), вызванные вращением ядра (чёрная стрелка), и конвективные потоки  (светло-коричневые стрелки) (иллюстрация с сайта qwickstep.com)По текущим представлениям, за формирование магнитного поля Земли отвечает жидкая часть её ядра. Но процессы в ядре до сих пор изучены мало. В этой области и сейчас исследователи продолжают открывать грандиозные явления вроде "переваривания". На рисунке показаны внутреннее (красный цвет) и внешнее (жёлтый) ядро Земли, линии магнитного поля (синие), потоки металлов (коричневые линии), вызванные вращением ядра (чёрная стрелка), и конвективные потоки (светло-коричневые стрелки) (иллюстрация с сайта qwickstep.com)Благодаря явлению палеомагнетизма, своего рода записи геомагнитного поля в остывающей и кристаллизующейся лаве, исследователи установили, что в момент формирования пород в Батл-Маунтин (а это случилось 15 миллионов лет назад) сдвиг магнитных полюсов Земли составил 53 градуса всего за один год.

В том удачном (для нынешних учёных) извержении первая порция лавы уже застыла (запомнив направление геомагнитного поля), но через год вновь была разогрета вторым выбросом расплавленных каменных пород, перезаписав в верхнем своём слое новое направление, отличающееся на 53 градуса от старого.

А ведь, по нынешним данным, переворот магнитных полюсов занимает 4-5 тысяч лет или даже больше. Это значит, что смещение полюсов во время таких событий составляет в среднем 0,045 градуса в год. Но Боуг и Глен считают — переполюсовка может свершаться намного быстрее, всего за четыре года.

Если на эту гипотезу наложить первые признаки того, что очередная смена уже началась (он них мы скажем ниже), можно сделать вывод: у нас есть шанс застать один из самых грандиозных эпизодов в геологической истории планеты.

О том, что магнитное поле Земли может перевернуться во вполне обозримом будущем, учёные рассуждают давно. И это событие — не катастрофа для планеты, а вполне рядовой процесс, если смотреть на него с точки зрения геологических эпох. 

Вопрос лишь в том, случится ли катаклизм скоро по обыденным человеческим меркам или до грандиозного спектакля нужно подождать ещё не одну тысячу лет. И сколько займёт сама инверсия — тоже предмет дискуссий.

Частота смены полярности магнитных полюсов нашей планеты сильно варьировалась в прошлом. Можно лишь примерно вывести средний показатель: полюса переворачивались каждые 200-300 тысяч лет.

 Полярность геомагнитного поля от наших дней и до середины  юрского периода (вверху) и за последние пять миллионов лет (внизу).  Чёрные участки – полярность, соответствующая сегодняшней,  белые – противоположная (иллюстрации с сайта wikipedia.org) Полярность геомагнитного поля от наших дней и до середины юрского периода (вверху) и за последние пять миллионов лет (внизу). Чёрные участки – полярность, соответствующая сегодняшней, белые – противоположная (иллюстрации с сайта wikipedia.org) Вместе с тем в районе 42 миллионов лет назад произошло 17 инверсий за три миллиона лет, а, к примеру, в середине мела был очень длинный период без инверсий, он длился со 120 до 83 миллионов лет назад. И до него были другие долгие эпохи без переворота.

Потому учёные полагают, что инверсия — процесс достаточно случайный и в нём нельзя уловить явной закономерности. Тем не менее последний раз "опрокидывание" магнитных полюсов произошло аж 780 тысяч лет назад. Уже потому можно осторожно предположить, что планета готовится к очередной такой перестановке. А ещё есть ряд косвенных признаков надвигающихся перемен. 

Северный магнитный полюс Земли устремился к России: при измерении темпа его смещения в 2009 году учёные получили 64 километра в год. Между тем в 1970-х скорость эта составляла 10-15 км/год, а всего шесть лет назад — около 60. Налицо ускорение.


 Полосовые магнитные аномалии служат одним из  свидетельств инверсий магнитного поля в прошлом.  Изливающиеся в океанических хребтах породы  застывают, сохраняя намагниченность с текущей  ориентацией поля. Вследствие раздвигания блоков  литосферы такие застывшие потоки формируют  параллельные полосы с чередующейся намагниченностью  (иллюстрация с сайта wikipedia.org) Полосовые магнитные аномалии служат одним из свидетельств инверсий магнитного поля в прошлом. Изливающиеся в океанических хребтах породы застывают, сохраняя намагниченность с текущей ориентацией поля. Вследствие раздвигания блоков литосферы такие застывшие потоки формируют параллельные полосы с чередующейся намагниченностью (иллюстрация с сайта wikipedia.org)Напряжённость геомагнитного поля за 150 лет снизилась примерно на 10%, причём в последние 22 года она упала на 1,7% (в среднем, поскольку в разных районах планеты изменения далеко не одинаковы). Одновременно увеличился угол раствора каспов — приполярных областей поля, где силовые линии расходятся в стороны.

 Пример полосовых магнитных аномалий в зоне разломов близ острова  Ванкувер. Цветом показаны породы с нормальной намагниченностью  (совпадающей с современным полем), пропуски – с намагниченностью  обратной. Шкала – в миллионах лет (иллюстрация с сайта hawaii.edu) Пример полосовых магнитных аномалий в зоне разломов близ острова Ванкувер. Цветом показаны породы с нормальной намагниченностью (совпадающей с современным полем), пропуски – с намагниченностью обратной. Шкала – в миллионах лет (иллюстрация с сайта hawaii.edu)Вообще магнитосфера Земли в последние годы словно начала "протекать". Специалисты, занимающиеся солнечно-земными связями, рассуждают о возможности более сильных, чем обычно, магнитных бурь и полярных сияний во время пика солнечной активности в цикле, который только-только начался.

Это не повод для паники. Как легко понять, на памяти Homo Sapiens инверсия ещё не случалась, но ранее произошло много таких событий и жизнь на Земле не прервалась.

Тем не менее опасения исследователей вызывает существенное ослабление поля, сопровождающее инверсию полюсов. Увы, пока окончательно нельзя сказать, исчезнет ли поле на какое-то время совсем и сколько времени планета будет оставаться без магнитного щита. 

Впрочем, если проводить аналогию со сменой магнитных полюсов Солнца (а она происходит раз в 11 лет), то полной пропажи нашего поля произойти не должно и катастрофических последствий для людей и вообще жизни — не случится.

Тут, к слову, сверхбыстрая смена, предполагаемая Скоттом и Джонатаном, нам на руку. Ведь так мы меньше времени рискуем подвергнуться повышенному уровню космических лучей.

Нынешний дрейф полюса в 64 километра в год — это округлённо 0,6 градуса в год. Сравните это с 53 градусами в новом исследовании. Правда, не известно — был ли то краткий всплеск на фоне более спокойного смещения (может, древнее извержение застало самый пик процесса инверсии) или полный переворот магнитных "севера" и "юга" действительно в тот раз оказался столь стремительным. Этот вопрос — тема для новых исследований.

 История с опрокидывающимся "на раз" магнитным полем сходна с  историей другого открытия – прихода мощного оледенения в рамках  последнего ледникового периода всего за шесть месяцев. Оно заставил  о учёных по-новому взглянуть на то, насколько быстро климат планеты  может переходить из одного состояния в другое (кадр с сайта cgnews.com) История с опрокидывающимся "на раз" магнитным полем сходна с историей другого открытия – прихода мощного оледенения в рамках последнего ледникового периода всего за шесть месяцев. Оно заставил о учёных по-новому взглянуть на то, насколько быстро климат планеты может переходить из одного состояния в другое (кадр с сайта cgnews.com) Не все знают, кстати, что северный магнитный полюс Земли в физическом смысле является южным, и наоборот. Произошла путаница таким образом. Когда учёные выбирали названия для полюсов обычного магнита, они могли бы дать им любые имена, хоть плюс с минусом, хоть какие-нибудь абстрактные буквы. Но к тому моменту люди давно пользовались компасами, стрелки которых представляют собой дипольные магнитики.

И вот тот их конец, что указывает на север, назвали северным полюсом магнита (в первоначальном смысле – тянущимся к северу), а указывающий на юг – южным. Но поскольку у магнитов притягиваются противоположные полюса, то получилось, что у земного магнитного поля южный полюс (в физическом смысле) расположен на севере и называется "северным магнитным полюсом", а физический северный – на юге.

Интересно, что если произойдёт инверсия земного поля, а названия магнитных полюсов не поменяют – справедливость в отношении их имён восстановится.

Вернёмся, впрочем, чуть-чуть назад. Геологи говорят, что убегание полюсов со своих мест бывало и повнушительнее. В 1995 году учёные проанализировали остаточную намагниченность древних магматических пород в Стинс-Маунтин (Steens Mountain) в штате Орегон и установили, что скорость поворота магнитного поля планеты во время остывания лавового потока достигала немыслимых шести градусов в сутки (смотрите статью в Nature).

 На рисунке показан угол между осью вращения Земли и осью диполя и  направление силовых линий (иллюстрация Peter Reid) На рисунке показан угол между осью вращения Земли и осью диполя и направление силовых линий (иллюстрация Peter Reid) Это на несколько порядков превышало темп, о котором могла подумать наука, не считая, конечно, суточного колебания положения полюсов, вызванного воздействием заряженных частиц солнечного ветра. А потому многие специалисты оспаривали выводы авторов той работы.

Но вот теперь Боуг со товарищи обнаружили второе свидетельство, показывающее, что быстрые перевороты геомагнитного поля всё-таки возможны (статья об этом исследовании выйдет в Geophysical Research Letters). Теперь хорошо бы понять – обычными или исключительными являются такие моментальные по геологическим меркам прыжки поля для инверсий. 

 


Источник: MEMBRANA


Опубликовано в Новости Геологии

 Северный магнитный полюс, как известно, дрейфует из года в год. С тех пор как его впервые обнаружил шотландский исследователь Джеймс Кларк Росс, магнитный полюс перемещался сравнительно медленно — менее чем на 15 км в год. Но в 1990-х годах он вдруг начал набирать скорость и теперь движется в северо-северо-западном направлении, покрывая более 55 км в год. Если так будет и дальше, лет через десять он окажется в Сибири.

За магнитным полюсом не угнаться! (Фото Podknox.) За магнитным полюсом не угнаться! (Фото Podknox.) Без ответа остаётся главный вопрос: почему это происходит?

Очередное объяснение предложили Арно Шульят и его коллеги из парижского Института физики Земли. По их мнению, дело во вращении некоего магматического потока прямо под Арктикой. Компьютерное моделирование показало, что на границах внутреннего ядра формируются столбы магмы со сравнительно низкой плотностью. Затем они поднимаются вверх по «цилиндру», центральная ось которого совпадает с осью вращения Земли. Из-за быстрого вращения планеты в них происходит сильное винтовое движение (подобное исследователи наблюдали в лабораторных экспериментах с водой).

В ядре такие спиральные столбы искажают линии магнитного поля, создавая так называемый полярный магнитный апвеллинг. Если последний попадает в арктическую мантию, он создаёт участок повышенной магнитной активности (в каком-то смысле — земной аналог солнечных пятен), и несколько апвеллингов могут объяснить внезапное ускорение северного магнитного полюса. Измерения магнитного поля, проведённые в районе Новосибирских островов, кажется, соответствуют этой гипотезе.

Результаты исследования опубликованы в журналах Eos и Journal of Geophysical Research — Solid Earth

 


 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


 

Опубликовано в Новости Геологии

Древние шлаки свидетельствуют о том, что магнитное поле Земли отличается большей изменчивостью, чем учёные могли себе вообразить.

Пустыня Арава и долина Тимна (фото Chadica) Пустыня Арава и долина Тимна (фото Chadica) Геомагнитное поле возникает в результате движения расплавленного железа в ядре. Сила поля и его структура постоянно меняются, но медленно. Палеомагнетисты считают, что вековые колебания не превышают 16%. А вот новые данные, полученные в медной плавильне на юге Израиля, рядом с древнеегипетскими рудниками, говорят о том, что сила магнитного поля может вырасти на 40–100%, а затем вернуться в «нормальное» состояние менее чем за двадцать лет.

Если металл застыл очень быстро, по нему можно определить особенности магнитного поля в конкретный момент. Обычно палеомагнетисты изучают для этого вулканическое стекло. Луис Сильва из Университета Лидса (Великобритания) и его коллеги заменили его шлаком, оставшимся после выплавки меди, — по сути, тот же поток лавы, но в меньшем масштабе.

Анализ шлака из Тимны позволил обнаружить, помимо прочего, следы пшеничных зёрен, фиников, винограда и даже человеческого волоса. Всё это позволило датировать работу плавильни рубежом II и I тысячелетий до н. э. 

Образцы затем объединили с уже изученным шлаком рудников Хирбат-эн-Нахас, что на северо-востоке Иордании. В общей сложности в руках учёных оказались данные за 1050–870 годы до н. э.

Часть образцов расплавили и быстро остудили, а затем сравнили с нетронутым шлаком. Выяснилось, что в районе 990 и затем в 900 года до н. э. сила магнитного поля изменялась в 5–10 раз быстрее, чем учёные привыкли видеть, и в 2,5 раза превышала современные показатели.

Есть, впрочем, подозрение, что это какая-то особенность Ближнего Востока, но не всей Земли. Возможно, что просто где-то под Израилем часть особо намагниченного расплавленного железа повернулась как-то необычно.

Результаты исследования были представлены на конференции Американского геофизического союза, а также появятся в журнале Earth and Planetary Science Letters.

Читайте также о мгновенном перевороте магнитного поля Земли, и о смене магнитных полюсов произошедшей 780 тыс. лет назад.


Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


Опубликовано в Новости Геологии
Пятница, 21 Декабрь 2012 11:12

Чувство магнитного поля у животных

Охота лисицы Предполагается, что многие животные способны ощущать магнитное поле земли, так например лисы прыжок на свою жертву в большинстве случаев совершают с юго-запада на северо-восток, кроты по магнитному полю ориентируются под землей, летучие мыши используют свой внутренний компас для навигации.

Подробнее...

Опубликовано в А Вы знаете?

Немецкие и чешские зоологи, изучающие поведение лис, обнаружили одну странную особенность: хищники чаще всего нападают на свою жертву с юго-запада, независимо от положения Солнца, направления ветра и других погодных условий. Ученые считают, что эти животные ориентируются не только с помощью зрения, слуха и обоняния, но и по магнитному полю Земли.

Магнитное поле Земли Магнитное поле Земли Группа профессора Гинека Бурды из университета Дуйсбурга-Эссена изучала поведение лисиц (Vulpes vulpes), обитающих на территории Чехии. В результате ученые детально изучили способы охоты обыкновенных лисиц на мелких грызунов. Были собраны данные об охотничьем поведении 84 особей, проживающих в 65 регионах страны, что само по себе является крупным достижением, поскольку зоологам не часто удается собрать столь обширный материал в полевых условиях.

Известно, что рыжие охотники едят практически все, что бегает и летает, главное при этом, чтобы размер жертвы не сильно превышал таковой хищника. Кроме того, лисы едят некоторые виды растений, падаль, а также насекомых. Не удивительно, что охотничьи приемы хвостатой плутовки весьма разнообразны. Но при охоте на мелких животных лисицы почти всегда используют одну и ту же тактику, именуемую биологами мышкованием.

При мышковании лиса, обнаружив жертву, подпрыгивает высоко в воздух и обрушивается на ничего не подозревающего грызуна практически с небес. Смысл такого странного на первый взгляд поведения состоит в следующем — грызуны, отличающиеся очень хорошо развитым обонянием, могут даже в последний момент учуять запах хищника и инстинктивно скрыться в противоположном направлении. Прыжок же сверху не дает мышке такой возможности, поскольку нападения сверху она не ожидает. Получается, что лиса, выполняя подобный акробатический трюк, на долю секунды вообще исчезает из поля зрения (точнее, обоняния) грызуна, который не может определить, с какой стороны ему нужно ждать нападения.

Удивительно, но даже в столь простом маневре ученые разглядели интересную направленность. За два года исследований зоологи, используя фотоаппараты и видеокамеры, поймали в кадр 592 подобных прыжка лисы, которые, кстати, в большинстве случаев были удачными. При этом они каждый раз записывали время суток и состояние погоды. После тщательного анализа всех полученных данных удалось установить, что вне зависимости от места жительства рыжего хищника и времени охоты прыжок всегда осуществлялся в одном и том же направлении — с юго-запада на северо-восток.

Подобное направление прыжка совпадает с направлением силовых линий магнитного поля Земли, проекции которых на ее поверхность, как мы помним, называются магнитными меридианами. То есть прыжок при мышковании всегда осуществляется строго по магнитному меридиану, причем в направлении от южного магнитного полюса к северному. Представленные съемки показывают, что даже если лиса заметила жертву, не находясь при этом на меридиане, то перед тем, как совершить прыжок, она все равно зайдет на него с нужной стороны.

Охота лисицы Охота лисицы Более тщательно проанализировав информацию, ученые решили, что лисицы используют магнитное поле для лучшего наведения на цель и повышения эффективности охоты, если животное не видит добычу за листвой или снежным покровом. Однако подобная трактовка не объясняет того факта, что лисицы всегда совершают прыжок с "магнитного" юга на "магнитный" север. (Конечно же, вы помните, что магнитные полюса Земли не совпадают с географическими, поэтому магнитный южный полюс находится относительно географического на юго-западе, а северный — на северо-востоке.) Почему лисам нравится именно это направление — сказать сложно.

Кроме того, ученые пока не выяснили, каким образом лисы воспринимают магнитные линии. Доктор Бурда сделал предположение, что они, подобно птицам, могут его видеть. ("Правда.Ру" уже писала об этом в статье "Перелетных птиц притягивает магнит".) Он считает, что хищница может воспринимать магнитный север как темное или светлое пятно. "Направляя" это пятно на жертву, лиса может точно определить расстояние до объекта.

Тем не менее, если гипотеза немецких специалистов подтвердится, выяснится, что лисы имеют встроенный внутренний компас. Именно благодаря нему эти животные, возможно, могут спокойно запутывать погоню, а после этого безошибочно находить путь в свою нору. Скорее всего, он же помогает хищнице "распутывать" хитроумные заячьи петли.

Поскольку, как мы знаем, лисы являются близкими родственниками собак, то возможно, и наши четвероногие друзья обладают магнитным чутьем. Если это так, то тогда становится ясно, почему собака практически всегда находит дорогу домой, даже если ее перед этим увезли в другой город. Но, впрочем, скорее всего, дело даже не в конкретных видах млекопитающих. Накопленные к нашему времени данные позволяют предположить, что, по-видимому, все представители данной группы животных имеют "встроенный компас".

Так, например, исследования группы зоологов под руководством доктора Сабины Бегалль показали, что стадные травоядные млекопитающие при миграциях четко следуют магнитным меридианам. Эти ученые использовали для своего исследования фотографии Google Earth. Они находили пасущиеся стада животных по всему миру (более 8,5 тысячи голов на 308 пастбищах) от Великобритании и Ирландии до Индии и США.

После тщательного анализа всех фотоснимков выяснилось, что около 60-70% животных своими телами четко указывали на север (или юг) вне зависимости от того, отдыхали они или паслись. При этом направление было именно на магнитный, а не на географический Северный полюс нашей планеты.

При публикации результатов исследования ученые даже пошутили, что теперь, если вы потерялись на просторах какой-нибудь деревни, не имея при себе компаса или GPS, то можете не паниковать. Чтобы определить свое местоположение, достаточно присмотреться к ближайшему стаду коров или овец. Та сторона, куда обращены головы большинства животных, будет северной (а точнее, северо-восточной).

Также недавно группой израильских и швейцарских зоологов было установлено, что магнитные меридианы помогают кротам ориентироваться под землей. В эксперименте ученые построили в лаборатории лабиринты и запустили в них кротов. Животные быстро освоились и безошибочно находили кормушки. Однако когда исследователи с помощью внешнего воздействия меняли направление магнитного поля, кроты постоянно сбивались с курса.

Биолог Ричард Холлэнд из Принстонского университета вместе с коллегами выяснил, что летучие мыши, совершая дальние перелеты (например, мигрируя осенью на юг), при полете ориентируются с помощью "внутреннего компаса". Известно, что во время таких миграций животные могут преодолевать сотни километров. Чтобы подтвердить данную гипотезу, ученые провели эксперимент, при котором больших коричневых летучих мышей (Eptesicus fuscus) помещали внутрь колпака, генерирующего сильное магнитное поле, направление которого было противоположно земному. Причем во время этой процедуры животные могли видеть закат в течение полутора часов.

Когда же летучим мышам после этого предоставили возможность лететь в сторону их дома, животные начинали двигаться в неверном направлении. Выходит, что в своих ощущениях они ориентируются не по свету, а по магнитному полю (чувство которого в данном эксперименте было расстроено).

Направление голов коров Направление голов коров Итак, данные, полученные от представителей разных групп млекопитающих, говорят о том, что, видимо, магнитное чутье свойственно им всем, ну, а если вспомнить, что мы с вами биологически тоже являемся представителями млекопитающих, то не исключено, что и у людей также имеется внутренний компас. Косвенно это подтверждают некоторые представители рода человеческого, которые обладают одной феноменальной способностью: находясь в закрытом помещении, в котором до этого им бывать не доводилось, они могут точно указать, где находится север, а где — юг.

Не исключено также, что феномен, известный под названием "топографического кретинизма" (когда человек не способен правильно ориентироваться в пространстве даже имея карту и компас), также имеет отношение к "внутреннему компасу". Точнее говоря, к врожденным или приобретенным неполадкам его работы. Может быть, у "топографических кретинов" он просто не так настроен? Или вообще не работает?

Однако пока все это лишь догадки и предположения. На самом деле о конкретных механизмах, позволяющих млекопитающим ориентироваться по магнитному полю Земли, известно очень и очень немного. Зоологи из университета Дуйсбурга-Эссена, открывшие магнитную ориентацию лисиц, уверены, что на то, чтобы досконально исследовать этот вопрос, уйдут годы.

 


 

Источник: Pravda.ru


 

Опубликовано в Новости Зоологии

Биологи впервые показали, что животные оценивают изменение магнитного поля Земли не только с юга на север, но и с запада на восток. Причем способность эта врожденная.

Морская черепаха Морская черепахаНавигация морских животных во время длительных миграций в океане интригует ученых не меньше, чем навигация птиц. Обитателям моря, пожалуй, еще труднее, потому что, в отличие от птиц, они не могут использовать наземные ориентиры. Но морские черепахи, например, проплывают по океану огромные расстояния. Для навигации им остается магнитное поле Земли. Как черепахи его используют, выяснила команда Кеннета Ломана (Kenneth Lohmann) из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл (University of North Carolina at Chapel Hill). Ученые впервые показали, что животные определяют по магнитному полю не только широту, но и долготу.

Биологи провели эксперимент с головастой морской черепахой, или кареттой (Caretta caretta). В природе черепашки, родившиеся на побережье Флориды, попадают в воду и сначала плывут на восток к Североатлантическому субтропическому круговороту. Попадая в это течение, они затем в течение нескольких лет мигрируют вокруг Атлантики, постепенно приближаясь обратно к берегам Северной Америки.

Магнитная модель Атлантики

В эксперименте участвовали новорожденные черепашки, никогда не видевшие океана. Исследователи поместили их в большой круглый аквариум, по периметру которого система катушек создавала магнитное поле разной ориентации. Сначала ученые воспроизводили параметры магнитного поля на западе Атлантики близ Пуэрто-Рико, а через некоторое время меняли его на «магнитное поле на востоке Атлантики близ Островов Зеленого Мыса». Та и другая точки находились на одной широте. Оказалось, что сначала черепашки плыли на северо-восток, а затем поворачивали на юго-запад. Это говорит о том, что животные улавливают разницу в параметрах магнитного поля Земли на разной долготе и используют ее для навигации.

Местонахождение в океане определяется двумя координатами: широтой и долготой. Причем широта определяется по магнитному полю Земли более-менее просто, поскольку его показатели существенно изменяются от полюсов к экватору. Определить долготу намного сложнее, поскольку в восточно-западном направлении магнитное поле меняется очень слабо. Ученые еще не сталкивались с тем, чтобы какое-либо морское животное могло определять долготу. «Мореплавателям понадобились столетия, чтобы научиться определять долготу в течение длительных путешествий, — говорит Натан Путман (Nathan Putman), первый автор исследования. – Мы впервые показали, что это делают животные».

Двумерная карта в голове

Направление движения черепашек в искусственном магнитном поле совпадало с направлением их миграции в Атлантическом океане. Ученые пришли к выводу, что черепахи владеют двумерной «магнитной картой мира», которую используют для навигации. Секрет построения этой карты заключается в том, что черепахи воспринимают не один, а по крайней мере два параметра: магнитное склонение (угол между линией магнитного поля и меридианом) и силу магнитного поля. Вероятно, каждая точка на миграционном пути черепах характеризуется уникальной комбинацией магнитного склонения и магнитной силы, имеет как бы свою собственную «магнитную роспись».

Говоря о «магнитной карте» в голове черепахи, ученые, конечно, не думают, что животные имеют реальное представление о своем географическом местоположении. Скорее, магнитная характеристика точки в океане автоматически вызывает ту или иную ориентацию тела. Эта способность врожденна, поскольку ей обладают уже новорожденные черепашки. Но, скорее всего, с опытом трансокеанских миграций животные начинают использовать для навигации и другие ключи. А вот с механизмами магнитного восприятия на уровне физиологии черепах еще предстоит разбираться.

О том, как морские черепахи измеряют не только широту, но и долготу, можно прочитать в журнале Current Biology.

 


 

Источник: Infox.ru


 

Опубликовано в Новости Зоологии

Всего 41 тыс. лет назад стрелка компаса на нашей планете показала бы на юг — как на Марсе сейчас. Учёные из Гельмгольцовской ассоциации германских исследовательских центров (точнее, из входящего в неё Центра наук о Земле) сделали именно такой вывод после изучения проб донных осадков Чёрного моря.

Последняя инверсия магнитного поля Земли была гораздо позже, чем принято думать. (Здесь и ниже иллюстрации Norbert R. Nowaczyk / GFZ.)Последняя инверсия магнитного поля Земли была гораздо позже, чем принято думать. (Здесь и ниже иллюстрации Norbert R. Nowaczyk / GFZ.)Тогда на планете был ледниковый период, и наличное человечество больше увлекалось выживанием, нежели разработкой всяких там компасов. Поэтому до разрыва шаблонов дело так и не дошло.

Но, строго говоря, ещё не поздно. Исследователи под руководством Норберта Новачика и Хельге Арца обнаружили, что скорость смены магнитных полюсов Земли тогда была просто рекордной. Инверсии магнитного поля в истории планеты, безусловно, случались, но никакой закономерности в их смене замечено не было: то десятки миллионов лет ничего, то следуют друг за другом каждые несколько десятков тысячелетий. Однако до этого открытия считалось, что в последний раз магнитные полюса менялись местами 780 тыс. лет назад, а длилось изменение 1 200–10 000 лет. Заметим также, что мнения учёных по этому вопросу расходятся, равно как и намагниченность тогдашних осадочных пород в разных точках планеты.

Но, оказывается, 41 тыс. лет назад всё было не так. «Геометрия поля инвертированной полярности, линии которого указывали в прямо противоположном нынешней конфигурации направлении, существовала всего 440 лет и была связана с магнитным полем, которое по силе составляло четверть нынешнего, — объясняет Норберт Новачик. — Собственно изменение полярности длилось лишь 250 лет. В геологических временных масштабах это очень быстро». И действительно: если в 2009 году скорость движения северного магнитного полюса составила 64 км/год, то за 1 000 лет даже при постоянно изменяющемся направлении движения он может переместиться, скажем, в Антарктиду. Но за 250 лет?!Кроме резкого изменения температуры в Гренландии, никаких катастрофических последствий ни для климата, ни для биоразнообразия ослабление магнитного поля и извержение супервулкана почему-то не имелиКроме резкого изменения температуры в Гренландии, никаких катастрофических последствий ни для климата, ни для биоразнообразия ослабление магнитного поля и извержение супервулкана почему-то не имели

Самое интересное в другом: по всем расчётам выходит, что за эту четверть тысячелетия магнитное поле было в двадцать раз слабее нынешнего. Компьютерной индустрии повезло: развивайся она в ту эпоху, ей было бы суждено навеки остаться ламповой, потому что уровень космической радиации, попадающей на поверхность Земли, страшно усложнил бы работу неэкранированных транзисторных микросхем.

В результате описанных драматических событий пик радиоактивного бериллия-10 в пробах льда того времени не заставил себя ждать. То же, разумеется, относится и к углероду-14.

Кроме того, изучение проб показало, что 39 400 лет назад, то есть близко к смене магнитного поля, произошли иные катаклизмы — скажем, извержения супервулкана в Италии, вынесшие в атмосферу 350 км³ пепла. Разумеется, это вызвало климатические колебания, следы которых отмечают и немецкие учёные. Правда, они имели не слишком глубокое влияние в сравнении с другими факторами, воздействовавшими на погоду в ту эпоху.

Но есть и другие вопросы. Вспомним о гипотезе, утверждающей, что во время смены магнитных полюсов магнитное поле Земли так слабо, что резко выросшая радиация должна серьёзно навредить всему живому и привести к куда более заметным последствиям. Так, утверждалось, что, случись такое в наши дни, человечество испытало бы глобальную катастрофу, а может, и кануло бы.

И наконец. В качестве общего места часто утверждается, что магнитосфера обеспечивает защиту, без которой жизнь на Земле не могла бы существовать. Мол, Марс, магнитное поле которого очень мало, потерял значительную часть своих бывших океанов и атмосферы частично из-за прямого воздействия солнечного ветра, уносившего их в космос (правда, с Луной, Меркурием и многими другими было почему-то наоборот).

Как всё это совместить с 250-летним двадцатикратным падением уровня магнитного поля, которое не привело ни к каким массовым вымираниям видов? Более того, обычно на магнитном экваторе напряжённость магнитного поля планеты вдвое меньше, чем на полюсах, и в 1,5 раза — чем «в среднем по больнице». Где же следы гибели видов в его районе в условиях тридцатикратно ослабленного поля? Ведь, среди прочего, здесь проживали десятки поколений Homo Sapiens — существ, считающихся весьма уязвимыми к радиации…

Соответствующее исследование опубликовано в журнале Earth and Planetary Science Letters.

 


 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА


 

 

 

Опубликовано в Новости Геологии

Гипотетическую возможность человека видеть магнитное поле Земли экспериментально обосновали учёные из США. Однако разбираться в работе этого пока ещё недостаточно хорошо изученного «шестого чувства» предстоит довольно долго.

В одной из двух своих форм древний белок криптохром встречается в организмах практически всех живых существ планеты. Считается, что у человека он регулирует циркадные ритмы (иллюстрация JJ Harrison, Biswarup Ganguly)В одной из двух своих форм древний белок криптохром встречается в организмах практически всех живых существ планеты. Считается, что у человека он регулирует циркадные ритмы (иллюстрация JJ Harrison, Biswarup Ganguly)Герой статьи, вышедшей в журнале Nature Communications, – белок криптохром. Ранее учёные доказали, что эта молекула помогает птицам ориентироваться в пространстве, словно по компасу. Правда, каким образом, пока не известно, есть лишь предположения.

Определённая версия этого же белка присутствует и в глазах человека. Так как провести эксперименты с людьми невозможно, биологи из медицинской школы университета Массачусетса (UMMS) решили пойти иным путём – они при помощи генетики заменили белок в глазах мушек Drosophila melanogaster на человеческий.

Недавний опыт показал, что, не имея своего криптохрома, дрозофилы теряют способность двигаться, ориентируясь на магнитное поле, искусственно созданное в лабиринте.

На этот раз мушек снабдили «человеческой» версией криптохрома, и чувство магнитного поля к ним вернулось. Затем такой же эксперимент исследователи провели с бабочками монархами (Danais plexippus). Результат был тот же.

Глава исследования доктор Стивен Репперт (Steven Reppert) отмечает, что проверить наличие магнитной восприимчивости у человека сложно, так как мы якобы действуем, не замечая её.

«Я буду очень удивлён, если получу результаты, которые явно будут указывать на то, что у человека нет такого чувства. Ведь у очень многих животных оно есть. Думаю, надо лишь выяснить, каким образом мы его используем», — приводит слова учёного BBC News.

Возможно, это удастся Клаусу Шультену (Klaus Schulten) из университета Иллинойса (University of Illinois at Urbana-Champaign). Весьма впечатлённый нынешней работой, он планирует провести исследование, которое поможет выяснить, как и какую информацию передают криптохромовые рецепторы нервной системе. Ранее он с коллегами значительно дополнил картину знаний о «волшебном» соединении.

Наличие работающего рецептора, по мнению многих приверженцев идеи «магнитного зрения», должно убедить научное сообщество в правильности предположений, выдвигаемых отдельными биологами ещё с 80-х годов прошлого века.

    Хотя конечно, различия в жизни (и эволюционном прогрессе) мушки-дрозофилы, бабочки и человека огромны, а потому с полной уверенностью говорить о наличии «магнитного зрения» у людей нельзя.


 

Источник: Membrana.ru


 

 

 

Опубликовано в Новости Зоологии

Случайные статьи

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Предыдущая Следующая

Пингвинам не хватило холода

17-03-2011 Просмотров:9894 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Пингвинам не хватило холода

На одном из островов у берегов Антарктиды вымерла колония императорских пингвинов, за которой ученые следили почти 60 лет. Пингвины исчезли из-за потепления, считают авторы исследования.     Ученые из британской Антарктической службы и Института полярных исследований им. Р. Скотта...

Почему пальцев именно пять

07-10-2016 Просмотров:3469 Новости Генетики Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Почему пальцев именно пять

Профессор Мари Кмита (Marie Kmita) и ее коллеги из Монреальского университета (Канада) решили разобраться, почему у человека и позвоночных именно по пять пальцев на руках и ногах. Они выяснили, что...

Найден первый полный скелет прародителя зауроподов

31-10-2010 Просмотров:9021 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Найден первый полный скелет прародителя зауроподов

Динозавр, стоявший где-то близ самых корней инфраотряда зауроподов, обнаружен на юге Китая. Ценность находки объяснил палеонтолог Санкар Чаттерджи (Sankar Chatterjee) из Техасского технологического университета. Одно из главных откопанных сокровищ – череп...

Акулы путешествуют за счет печёночного жира

20-07-2013 Просмотров:7127 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Акулы путешествуют за счет печёночного жира

Некоторые морские животные делают, подобно медведям, запасы жира, но если медведи расходуют свой жир во время зимней спячки, то, к примеру, киты и морские слоны тратят запасы при тысячекилометровых миграциях. Белые...

Найдена прародина утконосых динозавров

26-01-2016 Просмотров:4138 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Найдена прародина утконосых динозавров

Скелет примитивного гадрозавра, обнаруженный американскими палеонтологами в штате Алабама, указал ученым на место происхождения всех утконосых динозавров. Им оказался древний субконтинент Аппалачия, располагавшийся в мезозое на месте восточной части современных...

top-iconВверх

© 2009-2018 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.