Planeta noastră are un câmp magnetic carepoate fi observat, de exemplu, cu o busolă. Se formează în principal în miezul topit foarte fierbinte al planetei și probabil a existat pentru cea mai mare parte a vieții Pământului. Câmpul este un dipol, adică are un pol magnetic nord și unul sud. În ele, acul busolei va îndrepta drept în jos sau, respectiv, în sus. Este ca un magnet de frigider. Cu toate acestea, câmpul geomagnetic al Pământului suferă multe modificări mici, ceea ce face analogia insuportabilă. În orice caz, se poate spune că în prezent sunt observați doi poli pe suprafața planetei: unul în emisfera nordică și unul în sud.
O inversare a câmpului geomagnetic este un procesla care polul magnetic sudic se transformă în nord, iar acesta, la rândul său, devine sud. Este interesant de observat că câmpul magnetic poate suferi uneori o excursie mai degrabă decât o inversare. În acest caz, suferă o reducere mare a puterii sale totale, adică a forței care mișcă acul busolei. În timpul excursiei, câmpul nu își schimbă direcția, ci este restabilit cu aceeași polaritate, adică nordul rămâne nord și sud sud.
După cum arată înregistrările geologice,Câmpul magnetic al planetei noastre și-a inversat polaritatea de multe ori. Acest lucru se poate observa din regularitățile găsite în rocile vulcanice, în special cele extrase de pe fundul oceanului. În ultimii 10 milioane de ani, în medie, au existat 4 sau 5 inversări pe milion de ani. În alte momente în istoria planetei noastre, cum ar fi în perioada Cretacicului, au existat perioade mai lungi de inversări ale polilor Pământului. Sunt imposibil de prezis și nu sunt regulate. Prin urmare, putem vorbi doar despre intervalul mediu de inversare.
Măsurătorile caracteristicilor geomagnetice ale noastreplanetele au fost deținute mai mult sau mai puțin continuu din 1840. Unele măsurători datează chiar din secolul al XVI-lea, de exemplu, în Greenwich (Londra). Dacă te uiți la tendințele intensității câmpului magnetic în această perioadă, poți vedea declinul acestuia. Proiectarea datelor înainte în timp dă un moment dipol zero după aproximativ 1500-1600 de ani. Acesta este unul dintre motivele pentru care unii cred că câmpul se poate afla în stadiile incipiente ale unei inversări. Din studiile de magnetizare a mineralelor în vase antice de lut, se știe că în zilele Romei antice era de două ori mai puternic decât este acum.
Cu toate acestea, intensitatea curentă a câmpului nu este deosebităscăzut în ceea ce privește aria sa în ultimii 50.000 de ani și au trecut aproape 800.000 de ani de la ultima inversare a polilor Pământului. În plus, ținând cont de ceea ce s-a spus mai devreme despre excursie și cunoscând proprietățile modelelor matematice, este departe de a fi clar dacă datele observaționale pot fi extrapolate la 1500 de ani.
Înregistrare istorică completă a cel puțin o inversarelipsește, așa că toate afirmațiile care pot fi făcute se bazează în principal pe modele matematice și parțial pe dovezi limitate de la roci care au păstrat amprenta unui câmp magnetic străvechi din momentul formării lor. De exemplu, calculele sugerează că o schimbare completă a polilor Pământului poate dura de la una la câteva mii de ani. Acest lucru este rapid după standardele geologice, dar lent după amploarea vieții umane.
După cum am menționat mai sus, avemdate limitate ale măsurătorilor geologice privind modelele modificărilor câmpului în timpul inversării. Pe baza modelelor de supercomputer, ne-am aștepta la o structură mult mai complexă pe suprafața planetei, cu mai mult de un pol magnetic sud și unul nord. Pământul așteaptă „călătoria” lor din poziția actuală către și peste ecuator. Intensitatea totală a câmpului în orice punct al planetei nu poate fi mai mare de o zecime din valoarea sa actuală.
Fără un scut magnetic, tehnologia modernă o va facemai expuse riscului de furtunile solare. Sateliții sunt cei mai vulnerabili. Ele nu sunt proiectate pentru a rezista furtunilor solare în absența unui câmp magnetic. Deci, dacă sateliții GPS nu mai funcționează, atunci toate avioanele vor ateriza la sol.
Desigur, în avioane ca rezervăExistă busole disponibile, dar cu siguranță nu vor fi precise în timpul deplasării polilor magnetici. Astfel, chiar și posibilitatea eșecului sateliților GPS va fi suficientă pentru a ateriza avioanele - altfel acestea pot pierde navigația în timpul zborului.
Navele se vor confrunta cu aceleași probleme.
Este de așteptat ca în timpul inversării câmpului magneticStratul de ozon al Pământului va dispărea complet (și va reapărea după aceea). Furtunile solare majore în timpul unei rulări pot provoca epuizarea stratului de ozon. Numărul cazurilor de cancer de piele va crește de 3 ori. Impactul asupra tuturor viețuitoarelor este greu de prezis, dar poate fi și catastrofal.
Într-un studiu, furtuni solare masiveau fost citate drept cauza probabilă a inversării polare. În altul, încălzirea globală va fi vinovată de acest eveniment și poate fi cauzată de creșterea activității Soarelui. În timpul virajului, nu va exista protecție împotriva câmpului magnetic, iar dacă apare o furtună solară, situația se va înrăutăți și mai mult. Viața de pe planeta noastră nu va fi afectată în general, iar societățile care nu depind de tehnologie vor fi, de asemenea, în perfectă ordine. Dar Pământul viitorului va avea de suferit teribil dacă rulada se va întâmpla rapid. Rețelele electrice vor înceta să funcționeze (ar putea fi scoase din funcțiune de o furtună solară mare, iar inversarea va afecta mult mai mult). În lipsa energiei electrice, nu va exista alimentare cu apă și canalizare, benzinăriile nu vor mai funcționa, alimentarea se va opri. Performanța serviciilor de urgență va fi pusă sub semnul întrebării, iar acestea nu vor putea influența nimic. Milioane vor muri, iar miliarde se vor confrunta cu mari dificultăți. Doar cei care se aprovizionează cu alimente și apă în avans vor putea face față situației.
Câmpul nostru geomagnetic este responsabil de blocareaproximativ 50% din razele cosmice. Prin urmare, în absența sa, nivelul radiației cosmice se va dubla. Deși acest lucru va duce la o creștere a mutațiilor, acest lucru nu va avea consecințe letale. Pe de altă parte, una dintre posibilele cauze ale deplasării polilor este creșterea activității solare. Acest lucru ar putea duce la o creștere a numărului de particule încărcate care ajung pe planeta noastră. În acest caz, Pământul viitorului va fi în mare pericol.
Dezastrele naturale, cataclismele sunt puțin probabile.Câmpul geomagnetic este situat într-o regiune a spațiului numită magnetosferă, modelată prin acțiunea vântului solar. Magnetosfera nu deviază toate particulele de înaltă energie emise de Soare cu vântul solar și alte surse din galaxie. Uneori, lumina noastră este deosebit de activă, de exemplu, atunci când există multe pete pe el și poate trimite nori de particule în direcția Pământului. În timpul unor astfel de erupții solare și ejecții de masă coronală, astronauții aflați pe orbita Pământului ar putea avea nevoie de protecție suplimentară pentru a evita doze mai mari de radiații. Prin urmare, știm că câmpul magnetic al planetei noastre oferă doar protecție parțială, nu completă, împotriva radiațiilor cosmice. În plus, particulele de înaltă energie pot fi chiar accelerate în magnetosferă.
La suprafața pământului, atmosfera acționează caun strat protector suplimentar care oprește toate, cu excepția celor mai active radiații solare și galactice. În absența unui câmp magnetic, atmosfera va absorbi în continuare cea mai mare parte a radiației. Carcasa de aer ne protejează la fel de eficient ca un strat de beton de 4 m grosime.
Ființele umane și strămoșii lor au trăit pe Pământ înde-a lungul a câteva milioane de ani, timp în care au avut loc multe inversiuni și nu există o corelație evidentă între acestea și dezvoltarea omenirii. În mod similar, momentul inversărilor nu coincide cu perioadele de dispariție a speciilor, așa cum demonstrează istoria geologică.
Unele animale, cum ar fi porumbeii și balenele,utilizați câmpul geomagnetic pentru navigație. Presupunând că întoarcerea durează câteva mii de ani, adică multe generații din fiecare specie, atunci aceste animale se pot adapta bine la mediul magnetic în schimbare sau pot dezvolta alte metode de navigație.
Sursa câmpului magnetic este bogatăfierul este nucleul exterior lichid al Pământului. Ea face mișcări complexe care sunt rezultatul convecției căldurii adânc în nucleu și al rotației planetei. Mișcarea fluidului este continuă și nu se oprește niciodată, chiar și în timpul unei viraj. Se poate opri numai după epuizarea sursei de energie. Căldura este produsă parțial datorită transformării unui nucleu lichid într-un nucleu solid situat în centrul Pământului. Acest proces se desfășoară continuu de miliarde de ani. În partea superioară a miezului, care se află la 3000 km sub suprafață sub mantaua stâncoasă, lichidul se poate deplasa în direcție orizontală cu o viteză de zeci de kilometri pe an. Mișcarea sa de-a lungul liniilor de forță existente produce curenți electrici, iar aceștia, la rândul lor, generează un câmp magnetic. Acest proces se numește advecție. Pentru a echilibra creșterea câmpului și, prin urmare, a stabiliza așa-numitul. „geodinam”, este necesară difuzia, în care câmpul „se scurge” din nucleu și este distrus. În cele din urmă, fluxul de fluid creează un model complex al câmpului magnetic de pe suprafața Pământului, cu o schimbare complexă în timp.
Simularea geodinamului pe supercalculatoarea demonstrat natura complexă a câmpului și comportamentul acestuia în timp. De asemenea, calculele au arătat o inversare a polarității atunci când polii Pământului se schimbă. În astfel de simulări, puterea dipolului principal scade la 10% din valoarea sa normală (dar nu la zero), iar polii existenți pot rătăci în jurul globului împreună cu alți poli nord și sud temporari.
Miezul interior solid de fier al planetei noastreîn aceste modele joacă un rol important în controlul procesului de inversare. Din cauza stării sale solide, nu poate genera un câmp magnetic prin advecție, dar orice câmp care se formează în lichidul miezului exterior se poate difuza sau propaga în miezul interior. Advecția în miezul exterior pare să încerce în mod regulat să se inverseze. Dar până când câmpul prins în miezul interior nu va difuza mai întâi, inversarea reală a polilor magnetici ai Pământului nu va avea loc. În esență, nucleul interior rezistă difuzării oricărui câmp „nou” și poate doar una din zece încercări de o astfel de inversare are succes.
Trebuie subliniat că deși aceste rezultatesunt fascinante în sine, nu se știe dacă pot fi atribuite Pământului real. Cu toate acestea, avem modele matematice ale câmpului magnetic al planetei noastre în ultimii 400 de ani, cu date timpurii bazate pe observații ale marinarilor comerciali și mariniști. Extrapolarea lor la structura internă a globului arată creșterea în timp a regiunilor de curgere inversă la limita miez-manta. În aceste puncte, acul busolei este orientat, în comparație cu zonele înconjurătoare, în direcția opusă - în interiorul sau în afara miezului. Aceste site-uri cu flux invers din Atlanticul de Sud sunt în primul rând responsabile pentru slăbirea câmpului principal. Ei sunt, de asemenea, responsabili pentru o tensiune minimă numită anomalia magnetică braziliană, care își are centrul sub America de Sud. În această regiune, particulele de înaltă energie se pot apropia de Pământ mai aproape, provocând un risc crescut de radiație pentru sateliții de pe orbita joasă a Pământului.
Mai sunt multe de făcut pentru mai multînțelegerea proprietăților structurii profunde a planetei noastre. Aceasta este o lume în care valorile presiunii și temperaturii sunt similare cu suprafața Soarelui, iar înțelegerea noastră științifică atinge limita.
