Нашата планета има магнитно поле, коетоможе да се наблюдава, например, с помощта на компас. Тя се формира главно в горещо разтопеното ядро на планетата и вероятно е имало по-голямата част от времето на съществуването на Земята. Полето е дипол, т.е. има един северен и един южен магнитен полюс. В тях иглата на компаса ще сочи съответно надолу или нагоре. Прилича на магнитна кутия на хладилник. Въпреки това геомагнитното поле на Земята претърпява много малки промени, което прави аналогията несъстоятелна. Във всеки случай можем да кажем, че понастоящем на повърхността на планетата се наблюдават два полюса: един в северното полукълбо и един в южното полукълбо.
Инверсията на геомагнитното поле е процесътв която южният магнитен полюс се превръща в север, а това на свой ред става на юг. Интересно е да се отбележи, че понякога магнитното поле може да бъде подложено на екскурзии, а не на обръщане. В този случай, той претърпява голямо намаляване на общата си сила, т.е. силата, която движи иглата на компаса. По време на обиколката полето не променя посоката си, а се възстановява със същата полярност, т.е. северът остава на север и на юг и на юг.
Както е видно от геоложката информация,Магнитното поле на нашата планета е променяло многократно полярността си. Това може да се види от моделите, открити във вулканичните скали, особено тези, извлечени от дъното на океана. През последните 10 милиона години са настъпили средно 4 или 5 обрати на милион години. В други моменти от историята на нашата планета, например по време на Креда, имаше по-дълги периоди на промяна на полюсите на Земята. Те са невъзможни за предвиждане и не са редовни. Следователно можем да говорим само за средния интервал на инверсия.
Измервания на нашите геомагнитни характеристикипланетите са били държани повече или по-малко постоянно от 1840 година. Някои измервания са датирани дори от XVI век, например в Гринуич (Лондон). Ако погледнете тенденциите в силата на магнитното поле през този период, можете да видите неговия спад. Прожектирането на данните напред във времето дава нулев диполен момент за около 1500–1600 години. Това е една от причините, поради която някои хора вярват, че полето може да бъде в ранните етапи на инверсия. От изследванията на намагнитването на минерали в древни глинени съдове е известно, че по времето на Древния Рим той е бил два пъти по-силен от сега.
Въпреки това, настоящата сила на полето не е особенониски по отношение на обхвата на своите стойности през последните 50 000 години и почти 800 000 години са минали от последната смяна на полюсите на Земята. Освен това, като се има предвид казаното по-рано за екскурзията и познаването на свойствата на математическите модели, далеч не е ясно дали е възможно да се екстраполират данни от наблюдения за 1500 години.
Пълна история на поне един обратследователно всички твърдения, които могат да бъдат направени, се основават главно на математически модели и отчасти на ограничени доказателства, получени от скали, които са запазили отпечатъка на древно магнитно поле след тяхното формиране. Например изчисления предполагат, че пълната промяна на полюсите на Земята може да отнеме от една до няколко хиляди години. Това е бързо по геоложки стандарти, но бавно по мащаба на човешкия живот.
Както бе споменато по-горе, имамеограничени геоложки данни за измерване на моделите на промени в полето по време на инверсия. Въз основа на модели, предназначени за суперкомпютри, може да се очаква много по-сложна структура на повърхността на планетата, в която няма един южен и един северен магнитен полюс. Земята се очаква от тяхното „пътуване” от сегашното им положение към екватора и през него. Общата полева сила във всяка точка на планетата може да бъде не повече от една десета от стойността си в момента.
Без магнитен щит, съвременните технологии щепо-голям риск от излагане на слънчеви бури. Най-уязвими са сателитите. Те не са проектирани да издържат на слънчевите бури в отсъствието на магнитно поле. Така че, ако GPS сателитите спрат да работят, тогава всички самолети ще бъдат засадени на земята.
Разбира се, в самолети като резервенсредствата са компаси, но със сигурност няма да са точни по време на смяна на магнитните полюси. По този начин дори самата възможност за срив на GPS сателити ще бъде достатъчна за разтоварване на самолети - в противен случай те могат да загубят навигацията по време на полета.
Корабите ще се сблъскат със същите проблеми.
Очаква се по време на инверсия на магнитното полеОзонният слой на Земята напълно ще изчезне (и ще се появи отново след това). Големите слънчеви бури по време на обръщане могат да причинят изчерпване на озоновия слой. Броят на случаите на рак на кожата ще се увеличи 3 пъти. Трудно е да се предвиди въздействието върху всички живи същества, но то може да има и катастрофални последици.
В едно проучване, масивни слънчеви буриса наречени вероятната причина за полярната инверсия. В друга, глобалното затопляне ще бъде виновникът на това събитие и може да бъде причинено от увеличената активност на Слънцето. По време на завоя магнитното поле няма да се зашие и ако настъпи слънчева буря, ситуацията ще се влоши още повече. Животът на нашата планета няма да бъде засегнат като цяло, а обществата, които не зависят от технологията, също ще бъдат в перфектен ред. Но Земята на бъдещето ще страда ужасно, ако обратното се случи бързо. Електрическите мрежи ще престанат да функционират (могат да бъдат унищожени от голяма слънчева буря, а инверсията ще засегне много повече). При липса на електричество няма да има водоснабдяване и канализация, бензиностанциите ще спрат да работят, доставките на храна ще спрат. Ефективността на службите за спешна помощ ще бъде съмнителна и те няма да могат да повлияят на нещо. Милиони ще умрат, а милиарди ще се изправят пред големи трудности. Само тези, които имат предварително съхранена храна и вода, ще могат да се справят със ситуацията.
Нашето геомагнитно поле е отговорно за блокиранетооколо 50% от космическите лъчи. Следователно в неговото отсъствие нивото на космическата радиация ще се удвои. Въпреки че това ще доведе до увеличаване на мутациите, то няма да има смъртоносни последствия. От друга страна, една от възможните причини за изместването на полюсите е увеличаването на слънчевата активност. Това може да доведе до увеличаване на броя на заредените частици, достигащи до нашата планета. В този случай Земята на бъдещето ще бъде в голяма опасност.
Природните бедствия, катаклизмите са малко вероятни.Геомагнитното поле е в пространство на пространството, наречено магнитосфера, образувана от действието на слънчевия вятър. Магнитосферата отхвърля не всички високоенергийни частици, излъчвани от слънцето със слънчевия вятър и други източници в галактиката. Понякога нашата звезда е особено активна, например когато има много петна по нея и тя може да изпрати облаци от частици в посока на Земята. По време на такива слънчеви изригвания и изхвърляне на коронарни маси, астронавтите в околоземна орбита може да се нуждаят от допълнителна защита, за да избегнат по-високи дози радиация. Затова знаем, че магнитното поле на нашата планета осигурява само частична, а не пълна защита срещу космическата радиация. В допълнение, високоенергийните частици могат дори да се ускорят в магнитосферата.
На повърхността на земята атмосферата действа катодопълнителен защитен слой, който спира всичко, освен най-активната слънчева и галактическа радиация. В отсъствието на магнитно поле атмосферата ще абсорбира по-голямата част от радиацията. Въздушното яке ни предпазва толкова ефективно, колкото слой от бетон с дебелина 4 метра.
Человеческие существа и их предки жили на Земле в в продължение на няколко милиона години, през които са настъпили доста инверсии и няма очевидна връзка между тях и развитието на човечеството. По същия начин времето за изпълнение не съвпада с периодите на изчезване на видовете, както се вижда от геоложката история.
Някои животни, като гълъби и китове,използвайте геомагнитното поле за навигация. Ако приемем, че разпространението отнема няколко хиляди години, т.е. много поколения от всеки вид, последно, тогава тези животни могат да се адаптират добре към променящата се магнитна среда или да разработят други методи за навигация.
Източникът на магнитно поле е богатжелязо течно външно ядро на Земята. Извършва сложни движения в резултат на конвекция на топлина дълбоко вътре в ядрото и въртене на планетата. Движението на флуида е непрекъснато и никога не спира, дори по време на завой. Тя може да спре само след като източникът на енергия е изчерпан. Топлината се произвежда частично поради превръщането на течното ядро в твърдо тяло, разположено в центъра на земята. Този процес протича непрекъснато в продължение на милиарди години. В горната част на ядрото, която се намира на 3000 км под повърхността под скалистата мантия, течността може да се движи в хоризонтална посока със скорост от десетки километри годишно. Придвижването му през съществуващите електропроводи произвежда електрически токове и те от своя страна генерират магнитно поле. Този процес се нарича адвекция. За да се балансира растежа на полето и по този начин да се стабилизира т.нар. „Геодинамо“ е необходима дифузия, при която полето „изтича“ от ядрото и се случва неговото разрушаване. В крайна сметка, течният поток създава сложна картина на магнитното поле на повърхността на Земята с комплексна промяна във времето.
Геодинамична симулация на суперкомпютридемонстрира сложния характер на полето и неговото поведение във времето. Изчисленията показват и инверсия на полярността, когато се променят полюсите на Земята. При такива симулации силата на основния дипол отслабва до 10% от нормалната стойност (но не до нула), а съществуващите полюси могат да се скитат по земното кълбо заедно с други временни северни и южни полюси.
Вътрешна сърцевина на нашата планетав тези модели играе важна роля в управлението на процеса на обръщане. Поради твърдото си състояние, тя не може да генерира магнитно поле чрез адвекция, но всяко поле, което се образува във флуида на външното ядро, може да се разпространи или разпространи във вътрешното. Адвекция във външното ядро се опитва да се реверсира редовно. Но докато полето, заключено във вътрешното ядро, не се разпръсква в началото, реалната промяна на магнитните полюси на Земята няма да се случи. По същество, вътрешното ядро се противопоставя на разпространението на всяко „ново” поле и може би само един от всеки десет опита на такъв обрат е успешен.
Трябва да се подчертае, че въпреки тези резултати иса очарователни сами по себе си, не е известно дали те могат да бъдат приписани на реалната Земя. Въпреки това, имаме математически модели на магнитното поле на нашата планета през последните 400 години, с ранни данни, базирани на наблюдения на търговци от търговците и флота. Тяхната екстраполация към вътрешната структура на земното кълбо показва растежа на зоните на обратния поток на границата между ядрото и мантията с течение на времето. В тези точки иглата на компаса е ориентирана, в сравнение със съседните области, в обратна посока - навътре или извън ядрото. Тези райони с обратен поток в Южен Атлантик са основно отговорни за отслабването на основната област. Те са отговорни и за минималната интензивност, наречена бразилска магнитна аномалия, чийто център се намира под Южна Америка. В този регион високоенергийните частици могат да се доближат до Земята по-тясно, причинявайки повишен радиационен риск за спътниците на ниска земна орбита.
Предстоит еще многое сделать для большего разбиране на свойствата на дълбоката структура на нашата планета. Това е свят, в който стойностите на налягането и температурата са подобни на параметрите на повърхността на Слънцето и нашето научно разбиране достига своя предел.
