Введение к работе
Актуальность темы диссертации.
Проблема периодичности и изменчивости солнечной активности является одной из важнейших в физике. Солнца. В вариациях космических лучей содержится информация о солнечной активности в прошлом. До недавнего времени был только один метод, позволявший восстанавливать интенсивность космических лучей на временной шкале в сотни и тысячи лет. Это метод космогенных изотопов (продуктов ядерных реакций в атмосфере под действием космических лучей). Изучение содержания нитратов в полярных льдах предоставляет новые возможности получения информации об активности Солнца в прошлом.
Содержание нитратов в ледовых кернах полярных областей является природной записью атмосферной ионизации. Нитратные ионы N02" и N03" образуются в результате диссоциации и ионизации атмосферных составляющих. Они попадают на поверхность Земли вместе с осадками и сохраняются в снежно-ледовых отложениях полярных областей, как в природных архивах. Изменение ионизации атмосферы вызывается вторжениями потоков частиц высоких энергий, излучением солнечных вспышек, взрывов сверхновых, космических гамма-всплесков и катастрофическими событиями, подобными падению Тунгусского метеорита. Изучение содержания нитратов в полярных льдах позволяет получить уникальную информацию об астрофизических явлениях, произошедших с огни и тысячи лет назад.
Цель работы.
Целью настоящей работы является разработка метода, позволяющего по содержанию нитратов в полярных льдах определять характеристики различных астрофизических явлений в прошлом.
Научная новизна работы.
-
Впервые разработана модель, объясняющая связь ионизации атмосферы с содержанием нитратов в полярных ладах. Обоснована возможность сохранения информации об астрофизических явлениях,- в вариациях нитратных концентраций лєдоеьіх керкоз.
-
Впервые определена величина порогового уровня плотности энергии ионизующего излучения, необходимого для сохранения информации о событии в содержании нитратов в полярном льду. Предложен метод определения верхней границы мощности солнечного протонного события по изучению содержания нитратов в ледовых кернах в прошлом.
3) Предложены механизмы генерации окислов азота при
Тунгусской катастрофе, связанные с ионизацией атмосферы в
результате испарения вещества метеорита и с выделением кинетической
энер.ли взрыва.
Научное и практическое значение работы.
Полученные результаты могут быть использованы в работах по исследованию солнечной активности и астрофизических событий, имевших место в прошлом. Изучение редких астрофизических явлений, приводящих к большому энерговыделению в земной атмосфере (мощные солнечные вспышки, взрывы сверхновых, Тунгусский феномен), имеет значение для определения их воздействия на климат и озоновый слой, поскольку образование нитратов тесно связано с разрушелием озона.
Положения диссертационной работы, выносимые на зашиту.
1. Результаты расчетов ионизации атмосферы солнечными протонами и излучением солнечных вспышек, взрывов сверхновых и космических гамма-всплесков.
-
Модель, объясняющая сохранение информации о степени ионизации атмосферы в вариациях содержания нитратов в полярном льду.
-
Количественное объяснение экспериментальных данных по увеличению концентрации нитратов во льдах Антарктиды во время Тунгусской катастрофы.
4. Обоснование возможности получения информации об
астрофизических событиях (с большим энерговыделением в земной
атмосфере) в прошлом по измерению содержания нитратов в полярных
льдах.
Апробация работы.
Результаты исследований были доложены на XXIV Международной конференции по космическим лучам (Рим, 1995), VII Международной конференции по ускорительной масс-спектрометрии (Туссон, Аризона, 1996) и Международной конференции по космическим лучам (Москва, 1996). По материалам диссертации сделаны доклады на семинарах в Аризонском университете (США), Канзасском университете (США), Главней астрономической обсерватори РАН, Физическом институте РАН и Физико-техническом институте им.АЛ>.Иоффе.
Основной материал диссертации опубликован в 10 научных работах.
Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит ш введения, пяти глав, выводов и заключения. Работа изложена на 117 стр., иллюстрирована 21 рисунком и 2 таблицами. Список литературы содержит 175 наименований.