Космические лучи

Космические лучи — изотропный поток частиц высоких энергий, падающий на Землю из космического пространства. По-видимому, они имеют в основном галактическое происхождение.

• Свойства:

  • Поток космических лучей зависит от солнечной активности, что обусловлено изменениями земного магнитного поля.
  • Генерируются космические лучи, как предполагают, при соударении с ядрами атомов тяжёлых элементов межзвёздной материи и при расширении оболочек сверхновых звёзд.
  • Состав космических лучей определяется протонами (более 90%); кроме того, там содержатся α-частицы и ядра более тяжёлых элементов.
  • Средняя энергия частиц космических лучей составляет 10¹⁹ эВ.
  • Достигая земной атмосферы, космические лучи сталкиваются с атомами атмосферы и создают в ней вторичное излучение. Число вторичных частиц может нарастать каскадно, и тогда образуются ливни космических частиц, которые содержат две энергетически связанные компоненты: ядерную и электронно-фотонную.
  • На разных высотах земной атмосферы состав вторичных космических лучей изменяется.
  • Средняя интенсивность космических лучей за последние несколько миллионов лет была постоянной и в пределах ±50% равна современной (Shedlovsky, Cressy, Kohman, 1967).

• Геологические эффекты:

  Существует целый ряд так называемых геологических эффектов, создаваемых космическими лучами. Причина общих явлений лежит во взаимодействии магнитного поля Земли и потока заряженных частиц, из которых состоит космическое излучение.

  • В результате влияния магнитного поля на первичное космическое излучение интенсивность его изменяется с широтой и долготой и зависит от ориентации прибора, регистрирующего космические лучи.
  • Взаимодействие заряженных частиц космических лучей с магнитным полем Земли вызывает полярные сияния.
  • Различная степень поглощения космических лучей горными породами, отличающимися плотностью и составом, применяется для геологического картирования подземных выработок.

Современный контекст

Современные исследования космических лучей (данные 2020-х годов с бортов спутников и наземных обсерваторий, таких как обсерватория Пьера Оже) уточнили их состав и происхождение. Высокоэнергетические космические лучи (свыше 10¹⁸ эВ) имеют внегалактическое происхождение, что подтверждается анизотропией их потоков. Доля α-частиц и ядер тяжёлых элементов в высокоэнергетической части немного выше, чем предполагалось ранее. Также методики радиационного датирования (например, по космогенным изотопам, таким как ¹⁴C и ¹⁰Be) позволили реконструировать изменения интенсивности космических лучей за последние миллионы лет с точностью, недоступной в 1967 году.