Žemės magnetinis laukas. Vartiklis

Žemės amžius apie 4,5 mlrd. m., o geomagnetinis jos laukas atsekamas jau buvus bent prieš 3 mlrd. m. Taigi, didesnį laiko tarpsnį Žemė ir biologinė gyvybė joje vystėsi esant magnetiniam laukui, kas atsispindėjo tiek geologiniuose procesuose, tiek biosferos vystymesi. Jis apsaugo biosferą nuo energetinių dalelių, veikia chemines reakcijas, procesus ląstelėse, gyvūnų migraciją, žmogaus organizmą. Paveikia ir technines priemones: palydovus, komunikacijos priemones, navigaciją, vamzdynų ir elektros linijų darbą. Su magnetiniu lauku susijęs ir šiaurės pašvaistės reiškinys

Pirmuoju prietaisu, reaguojančiu į magnetinį lauką, buvo kompasas, apie kurį patikimai žinoma iš 11-13 a. Kolumbo plaukiojimo metu (1492 m.) pastebėtas magnetinis nukrypimas – iki tol laikyta, kad kompasas rodo šiaurę, t.y. Šiaurinę, tačiau Kolumbui vis toliau plaukiant į vakarus, buvo pastebimas vis didesnis kompaso rodyklės nukrypimas nuo šiaurės. Tai paskatino aktyviau tirti magnetizmą.

Ko gero pirmasis magnetinio laiko kitimus 1635 m. aptiko anglų astronomas Henris Gelibrandas¹⁾, o reguliarūs jo matavimai pradėti 19 a. pradžioje. Pasirodė ir Žemės magnetizmo teorijų. Anglų fizikas ir gydytojas Viljamas Gilbertas paskelbė „Apie magnetą, magnetinius kūnus ir didelį Žemės magnetą“ (1600), tik jame klydo, laikydamas, kad magnetiniai poliai sutampa su geografiniais. 1759 m. M. Lomonosovas išsakė spėjimą apie magnetinio lauko nevienalytiškumą. Ir galiausiai magnetinio lauko aprašymo metodai išdėstomi K. Gauso Magnetinis laukas

„Bendrojoje Žemės magnetizmo teorijoje“ (1838) – jis, spėdamas, kad lauko šaltiniai randasi Žemės viduje, išvedė magnetinio potencialo išraišką, leidžiančią aprašyti bet kokį magnetinio lauko pasiskirstymą kaip lauko išskaidymo į harmonines funkcijas koeficientų rinkinį. K. Gausas empiriškai nustatė pirmųjų 24 pastovių koeficientų reikšmes, o šiuo metu paprastai naudojami 196 koeficientai, o tiksliam pateikimui reikia per 300 tūkst. koeficientų.

Šiuolaikine samprata Žemės magnetinis laukas turi 3 šaltinius, tad ir skaidomas į 3 dalis. Pagrindinė dalis (90-95%) – sukuriama Žemės gelmėse giliau nei 2000 km gylyje – ir jis lėtai (dešimčių metų masteliu) kinta. Antrasis – Žemės plutos iki 75 km gylio įmagnetinimas – beveik pastovus. Trečiasis – elektros srovės, tekančios virš Žemės 100 km ir aukščiau: šie laukai gali pakisti akimirksniu. Atskirose (anomaliose) vietose kitų šaltinių indėlis gali padidėti. Piešinyje pavaizduoto magnetinio lauko dipolinė dalis sudaro 90%. Likusią dalį sudaro sudėtinga multipolių sistema.

Išskiriami du magnetinio lauko poliai. Pirmuoju yra geografinis taškas, kuriame magnetinis laukas nukreiptas tiesiai aukštyn, o kitu (mažiau žinomu) – taškas, kuriame magneto ašis kerta Žemės paviršių. Antrasis paskutinius 100 m praktiškai lieka vietoje, o pirmasis iš Kanados šiaurės rytų persikėlė į šiaurės geografinio poliaus rajoną ir tebetęsia judėti link Taimyro, nukeliaudamas per 2000 km. Maksimalus jo judėjimo greitis (55-60 km per metus) registruotas 2010-15 m., o dabar prognozuojamas perpus mažesniu. O štai Pietų pusrutulyje abiejų polių slinkimas gerokai lėtesnis.
Taip pat skaitykite Šiaurės polius juda

O skirtumo tarp magnetinio ir geomagnetinio polių didėjimas liudija, kad jis vis labiau nukrypta nuo grynai dipolinio. Jų sudedamųjų santykis per 100 m. jis nuo 0,035 padidėjo iki 0,07, t.y. 2 kartus. Planetinio mastelio procesams tai gana spartus kitimas – ir jei tendencija išliks, tai po 2,5 tūkst. m. abi tos energijos susilygins. O atsižvelgiant ir į tai, kad paties dipolio energija irgi mažėja, po 1,5-2,5 tūkst. m. dipolinė dalis gali aplamai išnykti – ir susidarytų daugybė silpno intensyvumo polių. Vėliau magnetinis laukas gali atsistatyti, tačiau jau arba su polių pasikeitimu (inversija) arba į pradinę būseną (ekskursas). Žemės istorijoje abu atvejai stebėti daugelį kartų – paskutinė inversija buvo prieš 780 tūkst. m., o ekskursas – prieš 40 tūkst. m. Pagal statistinius duomenis reiktų tikėtis, kad artėja inversija (neatmetant ekskurso galimybės).

Kuo tai gali grėsti žmonijai?
Visos magnetinės medžiagos turi įdomią savybę – įkaitę virš tam tikros temperatūros (vadinamojo Kiuri taško) jos visiškai išsimagnetina, o atvėsusios – vėl įsimagnetina priklausomai nuo tą akimirką aktyvaus lauko krypties. Ir net vėliau pasikeitus magnetinio lauko krypčiai, įsimagnetinimas nepasikeičia. Tad atvėsimas tarsi įsimena magnetinio lauko būseną. Tuo pasinaudodami, pagal nuosėdinių uolienų įmagnetinimą, nustatoma magnetinio lauko dydis praeityje – 20 a. buvo atlikti detalūs vandenyno dugno magnetinio lauko matavimai ir sudaryti anomalaus magnetinio lauko (jo nuokrypių) žemėlapiai. Pateikiamame fragmente gana aiškiai matoma juostuota struktūra Atlanto vandenyne tarp Europos ir Šiaurės Amerikos. Jame mėlyna-žydra spalva žymimos sritys su mažesne, nei vidutiniu įmagnetinimu, rausvu-violetiniu – didesniu.

Kaip susidarė tokia struktūra? Žemės struktūra nevienalytė; yra storos kontinentinės plutos (35-75 km) sritys ir plonesnės (vandenynų) plutos. Žemynai juda, šliauždami išsilydžiusia Žemės mantija. Trūkių (kuriuos užpildo magma) ar užslinkimų vietose stebimas seisminės ir vulkaninės veiklos padidėjimas.

Saulės magnetinį lauką irgi sukuria hidrodinamos mechanizmas – jis irgi keičia poliariškumą, tik dėl aukštesnės temperatūros ir mažesnio klampumo tai įvyksta kas 11 m. (vadinamasis Saulės aktyvumo ciklas). Tad magnetinio lauko inversija gana įprastas reiškinys – tik kol kas jo tikslaus įvykimo laiko nepavyksta nuspėti.

Tai vis tik kas bus?
Mokslo populiarioje (ir fantastinėje) literatūroje neretai pasirodo katastrofinės prognozės (dėl magnetinio lauko silpnėjimo bei jo polių pasikeitimo), - tačiau iš tikro perspektyva ne tokia baisi. Na taip, magnetinis laukas nukreipia iš kosmoso atskriejančias įelektrintas daleles ir trukdo joms pasiekti Žemės paviršių. Vis tik Žemė tebeturi storą atmosferos skydą – ir paskaičiavimai rodo, kad spinduliavimo padidėjimas prie Žemės paviršiaus negali padidėti daugiau nei 3 kartus, kas stipriai nepaveiks radiacinio pavojaus. Tačiau negalim atmesti genetinių mutacijų kaupimosi galimybės, kas gali atsiliepti po tūkstantmečių.

Tačiau dar vienas pavojus susijęs su Žemės atmosferos „nupūtimu“ – manoma, kad dėl magnetinio lauko nebuvimo Saulės vėjas „nupūtė“ Marso atmosferą (apie tai skaitykite >>>>>). Tačiau pagrindine Marso atmosferos praradimo priežastimi yra jo mažesnė masė (0,1 Žemės masės), o štai Venera, irgi neturinti magnetinio lauko, turi labai storą atmosferos sluoksnį. Žmogus Žemėje atsirado kažkur prieš 2-2,5 mln. metų ir jau išgyveno kelias magnetinio lauko inversijas. Be to, inversija trunka gana ilgą laiko tarpą (tūkstančius metų) – ir gyvūnija spėja prie jos prisitaikyti.

1882 m. didelės skraidančios lėkštės atvejis sietinas su šiaurės pašvaiste. Mat tais metais kilęs didelis magnetinis aktyvumas skatino mokslininkus atidžiau stebėti dangaus skliautą. E. Maunderis rašė apie didelę Saulės dėmių grupę tuo metu, kai milžiniška šviesi dėmė elgėsi tarsi „skraidanti lėkštė“.

Tai astronomo ir šiaurės pašvaisčių tyrinėtojo Rand Capron’o²⁾ piešinys apie 1882 m. lapkričio 17 d. „pašvaistės spindulį“ („Philosophical Magazine“, 1883 m. gegužė). Reiškinį taip pat yra yra stebėjęs Grinvičo observatorijoje ir jį aprašęs britų astronomas E. Maunder’is, kuris „The Observatory“ žurnalo 1883 m. birželio ir 1916 m. balandžio numeriuose nurodė reiškinį buvus apie 30^o ilgio, 2-3^o pločio, aiškiais kraštais ir neskaidria centrine dalimi. Jis buvo balkšvas arba balkšvai žalsvas, maždaug tokios spalvos, kokiomis būna šiaurės pašvaistės, tik daug ryškesnis. Jis judėjo dangumi apie 2 min. iš rytų į vakarus (pagal magnetinį lauką), „panašiai kaip Saulė, Mėnulis, žvaigždės ir planetos, tačiau beveik tūkstantį kartų greičiau“ (t. y., nors panašus į sidabrišką debesį, tačiau per greitai). Pradžioje jis buvo apvalus ar disko formos, tačiau vėliau virto labai ištęsta elipse, apibūdinamą įvairiai – „cigaro formos“, „kaip torpeda“, „verpstė“, „[audimo] šaudyklę“, o 1916 m. E. Maunderis jį apibūdino „tiesiog kaip dirižablis“.

1916 m. E. Maunderis sakė, kad reiškinys buvo jam unikalus: jo „šviesos kokybė ir pasirodymas per didelę magnetinę audrą ir su ryškia šiaurės pašvaiste atrodo nurodo kilmę susijusią su šiaurės pašvaiste“.

Yra dar vienas įdomus dangaus reiškinys, kažkas tarpinio tarp šiaurės pašvaistės ir skaidančių lėkščių – tai perlamutriniai debesys, taip pat galintys turėti kažkokį sąryšį su 1882 m. reiškiniu. Tai visomis vaivorykštės spalvomis persiliejantys debesys, dažniausiai pasirodantys aukštose platumose. Jų prigimtis dar neaiški.

Nedaug yra dangaus reiškinių, sukeliančių tokį žavėjimąsi ir nuostabą… ir jau pats pavadinimas liudija, kad jis dažniausias šiaurinėse srityse (jo analogas ir pietuose – tik apie mažiau žinoma, nes ten mažiau gyvenamų vietovių), nors retkarčiais jis būna ir šiltesnėse platumose, tarp jų, ypač po stiprių Saulės žybsnių, ir Lietuvoje.

Seniau bet kokios neaiškios šviesos danguje baugino žmones. Senovėje jų supratimas buvo toli nuo tiesos. Pvz., eskimai laikė, kad liepsnos danguje yra atspindžiai nuo arktinių sniegynų, vis dar apšviečiamų saulės, kuria dievai pasigavo ties vakarų horizontu ir neša šiauriniu dangaus skliautu į rytus, kad iš ten ji vėl patekėtų kitą dieną.

Nors labiau paplitusiu senovės žmonių įsivaizdavimu buvo, kad šiaurės pašvaistės metu danguje vyksta tokie pat įvykiai kaip žemėje – jie ten matė karius, kovas, karalius, žvėris, ilgas eitynes, laidotuves, o taipogi ir angelus, velnius ir visokias pabaisas. Štai, pvz., ką rašė F. Rainceris savo „Filosofinėje-politinėje meteorologijoje“ (1697):

Visų atmintyje išlieka 1568 metai, kai kartą šviesią naktį, apie ką liudija Fomianusas Strada³⁾, danguje susitiko dvi armijos rikiuotėje su iškeltomis žvilgančiomis ietimis. Jos tai traukėsi, tai puolė, susidauždavo skydais ir kovėsi taip, kad tarsi nauja milžinų karta nusprendė puolimu užimti dangų. Šis keistas reiškinys sukėlė pagrįstą Albos hercogo baimę; vėliau paaiškėjo, kad stebuklas buvo dangiškos malonės išraiška, perspėjimu iš aukščiau, kad hercogas išliktų budrus. Šis ženklas pranašavo, kaip pastebi istorikas, oran princo karių artėjimą, plėšimus, pjautynes ir ilgą kruviną karą.

Tyrimais nustatyta, kad dažniausiai šiaurės pašvaistės matomos siauroje juostoje, esančioje maždaug 23^o nuo magnetinio poliaus. Tad dabar Šiaurės Amerikos gyventojų sąlygos stebėti šiaurės pašvaistę yra geresnės nei Europoje, nes magnetinio polius yra kiek į šiaurę nuo Hudzono įlankos (apie Žemės magnetinį lauką skaitykite >>>>>).

Ir nors nėra duomenų, kažkiek siejančių „skraidančias lėkštes“ su šiaurės pašvaistėmis, kai kurie žalią ugninių kamuolių atspalvį sieja būtent su jomis.

Ir nors šiaurės pašvaisčių formos labai įvairios, jas galima priskirti dviem tipams: su spinduline struktūra arba be jos. Viena labiausiai paplitusia forma yra arka, kuri pusžiedžiu juosia šiaurinį dangaus skliautą. Vienos arkos spindi ryškiai, neturėdamas kiek aiškesnės vidinės struktūros, kitos nuo savęs meta daugybę spindulių, panašių į šukų dantis. Paprastai šviesos piešinys pamažu keičia savo ryškumą ir kraštus, tačiau kartais jis mirguliuoja ir plyksteli lyg laužo liepsna. Tad yra 3 arkų tipai: vienalytės, spindulingos ir pulsuojančios. Kai tos arkos yra tap toli, kad jų ryškiausios dalys atsiduria žemiau horizonto, jų buvimą nurodo tik silpnas dangaus švytėjimas. Spinduliai pasirodo po vieną arba pluoštais, kartais jų ryškumas nekinta, o kartais jie mirga. Neretai danguje susidaro „užuolaidos“, besileidžiančios klostėmis, tarsi siūbuojančiomis vėjyje. Kai arkos neturi aiškių kontūrų, dangų dengia šviesios juostos, vientisos ar su spinduliais; o kartais matome vien išskydusį pulsuojantį paviršių.

Esant dideliam intensyvumui šiaurės pašvaistė gali siekti net zenitą ir sudaryti įspūdingą karūną, dažnai sudarytą iš trumpų juostelių, išeinančių iš tamsaus centro, kuris vadinamas magnetiniu centru.
Šiaurės pašvaistės karūna

Dangaus švytėjimą sukelia atomai ir molekulės viršutiniuose atmosferos sluoksniuose. Būdinga žalsva spalva atsiranda dėl deguonies atomų, kuris esant tam tikroms sąlygoms gali suteikti ir rausvą atspalvį (kurį gali duoti ir azotas).

Ilgą laiką teturėti tik netiesioginiai duomenys apie tai, kad šiaurės pašvaistės susiję su Saule. Nustatytas maždaug 11 m. Saulės dėmių aktyvumo ciklas – ir kad didžiausias magnetinis aktyvumas Žemėje būna esant didžiausiam Saulės dėmių skaičiui. Dabar žinoma apie vandenilio debesis, po sprogimų Saulėje, dideliu greičiu atskriejančius link Žemės. Paprastai jie išsisklaido anksčiau, nei pasiekia Žemę.

Pirmosios šiaurės pašvaistės teorijos, besiremiančios Saulės ir Žemės magnetizmu, atsirado 19 a. pradžioje, kai norvegų mokslininkai K. Birkelandas⁴⁾ ir K. Stiormeris⁵⁾ laboratorinėmis ir lauko sąlygomis tyrė dangaus švytėjimą ir atliko matematinius paskaičiavimus. K. Stiormeris sukūrė teoriją, aiškinančią kaip įelektrintos dalelės (pvz., elektronai) įveikia atstumą nuo Saulės iki Žemės ir, pagriebtos Žemės magnetinio lauko, sukelia šiaurės pašvaistę. Jis vaizdžiai parodė, kaip elektronas spiraline trajektorija juda palei geomagnetinės jėgos linijas ir kas vyksta Žemės polių rajone. Pirmąkart šiaurės pašvaistė nufotografuota 1892 m. Šiaurės pašvaistės zonos

Ir būtent tas mistinis žargonas, kad, atseit, magnetizmas yra energijos šaltinis skraidančioms lėkštėms, iš dalies irgi paimtas iš Stiormerio darbų, tik po to iškraipytas ir pritaikytas savo reikmėms. Tik iš tikro elektronas negauna energijos iš magnetinio lauko, kuris jam tėra tarsi „bėgiai“, palei kuriuos jis skrieja spirale. Silpname lauke spiralė yra plati, o stipriame – siaurėja. Kuo greičiau skrieja el. dalelė, tuo mažiau apsisukimų ji padaro.

Įelektrintos dalelės niekada nepasiekia pusiaujo – faktiškai jos susitelkia gana siauroje juostoje aplink geomagnetinį polių. K. Stiormeris netruko pastebėti, kad jo pradinei teorijai reikia patikslinimo, nes ji turi paaiškinti ir šiaurės pašvaistės zonos egzistavimą. Tada jis pasiūlė, kad elektronų energija yra didesnė ir vietoje kritimo į polių leidžiasi ratu maždaug 23^o nuo jo.

Tačiau anglas Sidnėjus Čepmenas⁶⁾ įrodė, kad K. Stiormerio pasiūlymas apie elektronus, kurių, tariamai, didelį kiekį skleidžia Saulė, prieštarauja kitiems faktams. Elektronų krūvis neigiamas, tad kuo daugiau jų paskleidžia Saulė, tuo pati tampa labiau teigiamai įelektrinta, o kadangi priešingi krūviai trauki avienas kitą, tuo sunkiau tampa elektronams palikti Saulę. S. Čepmenas su kolega Vincentu Feraro (1907-1974) išsakė nemažai prielaidų apie dujų debesis, nuo Saulės skriejančius link Žemės. Tik pradžioje laikyti elektronų debesimis, jie imti laikyti jonų debesimis.

Saulė aplink ašį apsisuka maždaug per 27 paras (jos pusiaujo sritys juda sparčiau), t. y. greičiau, nei Žemė sukasi aplink Saulę savo orbita. Todėl bet kuris Saulės išmestas dujų debesis išsilenkia ir Žemę pasiekia iš paskos. Kaip vėliau dar geriau parodė australas L. Martinas, didelius atstumus dujų debesys įveikia beveik be kliūčių, nes kosmose magnetinės linijos tiek silpnos, kad beveik jų nepaveikia, o vieninteliu poveikiu tėra nežymus fokusuojantis veiksnys, neleidžiantis debesiui išsisklaidyti.

Tačiau toks debesis nepajėgus prasiskverbti iki Žemės paviršiaus. Maždaug už 3-4 jos skersmenų, dėl Žemės magnetinio lauko, jis ima plėstis, apgaubdamas Žemę iš visų pusių. Jei debesis būtų vienalytis, jokia dalelė nepasiektų Žemės paviršiaus ir šiaurės pašvaisčių nebūtų. Pažeidžiamiausia magnetinio „skėčio“ vieta yra pusiaudieninėje ir vakarinėje Žemės pusėje, nes jonų debesis Žemę pasiekia daugiausia iš tos pusės. Tačiau didžiausia įduba susidaro poliarinėse srityse, kur magnetinio lauko linijos nutolsta viena nuo kitos – ir čia esant ypač tankiam debesiui, įduba gali išsiplėsti ir pagilėti, o jos galas sudaryti ilgą siaurą vamzdį. Atskriejantys jonai joje tarsi susitelkia ir suformuoja „užuolaidą“.

¹⁾ Henris Gelibrandas (Henry Gellibrand, 1597-1637) – anglų matematikas, žinomas savo darbu apie magnetinį Žemės lauką. 1635 m. nustatė, kad magnetinis nuokrypis (kompaso rodyklės nukrypimas) nėra pastovus, o kinta laikui bėgant. Taip pat sukūrė ilgumos nustatymo metodą remiantis užtemimais. Išleido trigonometrinių funkcijų logaritmines lenteles „Trigonometria Britannica“ (1633). Palaidotas Londono St Peter le Poer bažnyčioje, kuri buvo nugriauta 1907 m.

²⁾ Džonas Keipronas (John Rand Capron, 1829-1888) – anglų mokslininkas mėgėjas, astronomas ir fotografas, spektrografijos specialistas ypač šiaurės pašvaisčių srityje. Taip pat prisimenamas 1880 m. laišku „Nature“ žurnalui apie ankstyvuosius „javų ratų“ atvejus, kuriuos laikė „cikliško vėjo“ dariniu. 1883 m. paskelbė neįprasto reiškinio (jo pavadintą „pašvaistės spinduliu“), stebėto 1882 m. šiaurės pašvaistės metu, analizę. Jai jis surinko 27 liudijimus, daugiausia iš JK. Pagal jį, tai buvo apšviesta pašvaistės arka.

³⁾ Famiano Strada (1572-1649) – italų jėzuitas ir karo istorikas per 80 metų karą (Belgijoje ir Nyderlanduose) 1556-90 m. laikotarpiu. Jo „De Bello Belgico“ istorija buvo suskaidyta į dvi „dekadas“: 1559-79 ir 1579-89. Pirmojoje jis mini apie 1566 m. Flandrijos danguje regėtą „mūšį“. Taip pat jis parašė komentarus klasikinei senovės literatūrai „Prolusiones et Paradeigmata Eloquentia“ (1631).

⁴⁾ Kristianas Birkelandas (Kristian Olaf Bernhard Birkeland, 1867-1917) – norvegų fizikas, pagarsėjęs savo elektros srovių atmosferoje teorijomis ir kaip pirmasis, paaiškinęs šiaurės pašvaistės prigimtį. Surengė kelias ekspedicijas į šiaurines Norvegijos sritis, kur įrengė 7-ias observatorijas duomenų apie magnetinį lauką rinkimui. O kad gautų pinigų savo tyrinėjimams, sukūrė pramoninį elektromagnetinį metodą azoto rūgšties iš oro gamybai. 1916 m. vienas pirmųjų išsakė mintį apie Saulės vėjo egzistavimą. 7-is kartus keltas kandidatu Nobelio premijai. Jo garbei pavadintas krateris Mėnulyje.

⁵⁾ Karlas Stiormeris (Fredrik Carl Moelertz Stoermer, 1874-1957) – norvegų matematikas ir astrofizikas, žinomas darbais skaičių teorijoje (įskaitant p reikšmės paskaičiavimą) ir šiaurės pašvaistės tyrinėjimais. Nuo 1903 m., susipažinęs su J. Birkelando darbais, bandė matematiškai pagrįsti įmagnetintų dalelių judėjimą magnetosferoje. Juose panaudojo Stiormerio metodą (arba Verlė integravimą). Tam skyrė 48-is straipsnius. Nuspėjo Žemės radiacinio žiedo egzistavimą. Jo garbei pavadintas krateris Mėnulyje.

⁶⁾ Sidnėjus Čepmenas (Sydney Chapman, 1888-1970) – britų matematikas, geofizikas ir astronomas, profesoriavęs viso pasaulio universitetuose. Matematikos srityje daugiausia dirbo su stochastiniais procesais, ypač Markovo procesais. Užsiėmė Saulės-Žemės fizika, jonosferos ir geomagnetizmo tyrimais. 1930 m. išvystė pirmąją fotocheminę ozono susidarymo teoriją. Daug dėmesio skyrė Saulės vėjui, sukūrė teoriją apie Saulės korpuskulinius srautus ir jos pagrindu pasiūlė geomagnetinių audrų ir šiaurės pašvaisčių aiškinimus. 1951-70 m. kasmet po tris mėnesius praleisdavo Aliaskoje stebėdamas šiaurės pašvaistes. 1957 m. ištyrė Saulės karūnos nutįsimą ir Saulės korpuskulinio spinduliavimo poveikį Žemės atmosferos temperatūrai. Kinetinėje dujų teorijoje pasiūlė Bolcmano kinetinės lygties sprendimo metodus.