Η επέκταση από τη Γη σαν αόρατα σπαγγέτι είναι το μαγνητικό πεδίο του πλανήτη. Δημιούργημα από το χτύπημα του πυρήνα της Γης, αυτό το πεδίο είναι σημαντικό για την καθημερινή ζωή: προστατεύει τον πλανήτη από τα ηλιακά σωματίδια, παρέχει μια βάση για ναυσιπλοΐα και μπορεί να έχει διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στην εξέλιξη της ζωής στη Γη.
Αλλά τι θα συμβεί αν το μαγνητικό πεδίο της Γης εξαφανιστεί αύριο; Ένας μεγαλύτερος αριθμός φορτισμένων ηλιακών σωματιδίων θα βομβάρδισαν τον πλανήτη, θα έβαζαν ηλεκτρικά δίκτυα και δορυφόρους στο φρίτζ και θα αυξανόταν η έκθεση του ανθρώπου σε υψηλότερα επίπεδα υπεριώδους ακτινοβολίας που προκαλεί καρκίνο. Με άλλα λόγια, ένα χαμένο μαγνητικό πεδίο θα είχε συνέπειες που θα ήταν προβληματικές αλλά όχι απαραίτητα αποκαλυπτικές, τουλάχιστον βραχυπρόθεσμα.
Και αυτό είναι καλά νέα, γιατί για περισσότερο από έναν αιώνα, έχει αποδυναμωθεί. Ακόμη και τώρα, υπάρχουν ιδιαίτερα αδύνατα σημεία, όπως η Νότια Ατλαντική Ανωμαλία στο Νότιο Ημισφαίριο, τα οποία δημιουργούν τεχνικά προβλήματα για δορυφόρους χαμηλής περιφέρειας.
Το πρώτο πράγμα που πρέπει να καταλάβουμε για το μαγνητικό πεδίο είναι ότι, ακόμη και αν αποδυναμωθεί, δεν πρόκειται να εξαφανιστεί - τουλάχιστον, όχι για δισεκατομμύρια χρόνια. Η γη οφείλει το μαγνητικό της πεδίο στο τηγμένο εξωτερικό πυρήνα, το οποίο παράγεται κυρίως από σίδηρο και νικέλιο. Ο εξωτερικός πυρήνας αναδεύεται από τη μεταβολή της θερμότητας που απελευθερώνεται καθώς ο εσωτερικός πυρήνας αναπτύσσεται και στερεοποιείται, δήλωσε ο John Tarduno, γεωφυσικός στο Πανεπιστήμιο του Rochester. (Ο εσωτερικός πυρήνας αυξάνεται κατά περίπου ένα χιλιοστό ανά έτος.)
Αυτός ο κινητήρας μαγνητικού πεδίου, γνωστός ως δυναμό, έχει χτυπήσει για δισεκατομμύρια χρόνια. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η σημερινή βασική ρύθμιση μπορεί να εγκατασταθεί περίπου πριν από 1,5 δισεκατομμύριο χρόνια, σύμφωνα με την έρευνα του 2015 που βρήκε ένα άλμα στη δύναμη του μαγνητικού πεδίου γύρω από τότε. Αλλά ο Tarduno και η ομάδα του έχουν βρει στοιχεία για ένα μαγνητικό πεδίο στη Γη στα παλαιότερα ορυκτά του πλανήτη, ζιρκόνια, που χρονολογούνται από 4,2 δισεκατομμύρια χρόνια, υποδηλώνοντας ότι η δραστηριότητα στον πυρήνα έχει δημιουργήσει μαγνητισμό για πολύ καιρό.
Δεν είναι ξεκάθαρο γιατί ξεκίνησε το δυναμό, δήλωσε ο Tarduno στην Live Science, αν και είναι πιθανό η τεράστια πλανητική κρούση που δημιούργησε το φεγγάρι να ήταν ο βασικός οδηγός. Αυτός ο αντίκτυπος, ο οποίος συνέβη ίσως 100 εκατομμύρια χρόνια μετά τη γη, συνέπεσε με τη διαστρωμάτωση ή τη στρωματοποίηση υλικών στον πυρήνα της Γης: Φανταστείτε να ανακινείτε ένα μπουκάλι λάδι και νερό σε μια πλανητική κλίμακα. Αυτή η διαταραχή θα μπορούσε να προωθήσει τη μετακίνηση που εξακολουθεί να οδηγεί το δυναμό της Γης σήμερα.
Τελικά, ο εσωτερικός πυρήνας πιθανότατα θα αναπτυχθεί αρκετά ώστε η μεταφορά στο εξωτερικό πυρήνα δεν είναι πλέον αποτελεσματική και το μαγνητικό πεδίο θα αποτύχει. Αλλά αυτό το σενάριο είναι τόσο μακριά που δεν αξίζει να χάσουμε πολύ χρόνο για ύπνο.
"Μιλάμε δισεκατομμύρια χρόνια", δήλωσε ο Tarduno.
Απελευθέρωση μαγνητικού πεδίου
Πολύ πιο σχετική με τη ζωή των ανθρώπων είναι ότι το μαγνητικό πεδίο εξασθενεί. Οι επιστήμονες μετρούσαν αυτήν την αποδυνάμωση απευθείας με μαγνητικά παρατηρητήρια και δορυφόρους για τα προηγούμενα 160 χρόνια. Είτε το πεδίο ήταν παραπαίει πριν από αυτό είναι λίγο murkier, όπως είναι αυτό που θα κάνει στη συνέχεια. Το μαγνητικό πεδίο είναι σήμερα περίπου 80% δίπολο, δήλωσε ο Tarduno. Αυτό σημαίνει ότι ενεργεί ως επί το πλείστον σαν ένας μαγνητικός ράβδος. Αν μπορούσατε να τοποθετήσετε ρινίσματα σιδήρου γύρω από τον πλανήτη (και να αφαιρέσετε την επιρροή του ήλιου, που εκπέμπει ένα σταθερό ρεύμα φορτισμένων σωματιδίων που ονομάζεται ηλιακός άνεμος προς τη Γη, φυσώντας το μαγνητικό πεδίο σαν μακριές τρίχες σε ένα αεράκι), το προκύπτον μαγνητικό πεδίο οι γραμμές θα δείχνουν ένα σαφές Βορρά και Νότο. Αλλά το 20% του πεδίου είναι μη διπολικό, δηλαδή είναι πιο περίπλοκο. υπάρχουν τοπικές παραλλαγές.
Στο παρελθόν, το μαγνητικό πεδίο έχει γυρίσει, αλλάζοντας το Βορρά και το Νότο. Η τελευταία από αυτές τις ανατροπές συνέβη πριν από 780.000 χρόνια, γύρω στην εποχή του Homo erectus. Η αποδυνάμωση του πεδίου έχει προηγουμένως προχωρήσει σε αυτά τα κτυπήματα, θέτοντας ερωτήσεις σχετικά με το αν θα υπάρξει ένα άλλο flip-flop. Αλλά το πεδίο επίσης εξασθενεί κατά καιρούς και στη συνέχεια ενισχύει και πάλι χωρίς flipping, ένα φαινόμενο που ονομάζεται εκδρομή.
Ο Tarduno και η ομάδα του έχουν βρει ότι μια παράξενη τύρφη στον πυρήνα της Νότιας Αφρικής μπορεί να συμβάλλει σε κάποια από αυτές τις αδυναμίες. Αυτή η τύρφη φαίνεται να προκαλεί τη Νότια Ατλαντική Ανωμαλία, ένα γνωστό αδύναμο σημείο στον τομέα που εκτείνεται από περίπου 190 μίλια (300 χιλιόμετρα) ανατολικά της Βραζιλίας σε όλη τη Νότια Αμερική. Σε αυτή την περιοχή, τα φορτισμένα σωματίδια από τον ηλιακό άνεμο βυθίζονται πιο κοντά απ 'ότι συνήθως στη Γη. Η Νότια Ατλαντική Ανωμαλία δεν είναι ιδιαίτερα αισθητή στο έδαφος. Όμως οι δορυφόροι που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τη Γη συναντούν εκεί πιο καταστροφικά ηλιακά σωματίδια και οι αστροναύτες που έχουν ταξιδέψει στην περιοχή στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό ανέφεραν οπτικά φαινόμενα πυροβολισμών που πιστεύεται ότι προκαλούνται από σχετικά υψηλά επίπεδα ακτινοβολίας στο επίπεδο χαμηλής τροχιάς της Γης .
Μια γη χωρίς πεδίο
Ο Tarduno και η ομάδα του υποπτεύονται ότι η παραλλαγή του μανδύα κάτω από τη Νότια Αφρική ίσως ήταν το σημείο ενεργοποίησης για τις ανατροπές του μαγνητικού πεδίου στο παρελθόν. Τα καλά νέα είναι ότι, ακόμη και αν το πεδίο εξασθενεί ή προετοιμάζεται να αναστρέψει, δεν πρόκειται να εξαφανιστεί. δεν υπάρχει καμία ένδειξη ότι το μαγνητικό πεδίο έχει εξαφανιστεί εντελώς κατά τη διάρκεια μιας αντιστροφής.
Ακόμα κι αν το πεδίο αντιστραφεί, "θα έχουμε ακόμα κάποιο μαγνητικό πεδίο, πρόκειται απλώς για ένα πολύ αδύναμο μαγνητικό πεδίο", δήλωσε ο Tarduno.
Τι θα μοιάζει αυτός ο κόσμος με ένα ελάχιστο μαγνητικό πεδίο; Λοιπόν, η πυξίδα σας δεν θα λειτουργούσε, για ένα πράγμα. "Είναι απλά να δείχνει προς το υψηλότερο μαγνητικό πεδίο", δήλωσε ο Tarduno. "Θα μπορούσε να είναι πολύ κοντά σε σας, θα μπορούσε να είναι πολύ μακριά."
Τα βόρεια και τα νότια φώτα θα είναι ορατά από τα χαμηλότερα γεωγραφικά πλάτη, επειδή αυτά τα πολύχρωμα δείχνουν είναι το αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης μεταξύ φορτισμένων σωματιδίων που εκτοξεύονται από τον ήλιο στον ηλιακό άνεμο και τη μαγνητόσφαιρα της Γης. Επί του παρόντος, αυτές οι αύρες εμφανίζονται κοντά στους στύλους, ακολουθώντας σε μεγάλο βαθμό τις γραμμές του μαγνητικού πεδίου Βορρά-Νότου, αλλά ένα ασθενέστερο πεδίο επιτρέπει στα σωματίδια να διεισδύσουν στην ατμόσφαιρα της Γης, φωτίζοντας τον ουρανό πιο κοντά στον ισημερινό.
Οι συνθήκες στη νότια ατλαντική ανωμαλία για δορυφόρους μπορεί να γίνουν συχνές σε ολόκληρο τον πλανήτη, γεγονός που θα προκαλούσε τεχνικές δυσλειτουργίες. Τα ηλιακά σωματίδια μπορούν να βάλουν τα ηλεκτρονικά ping, διακόπτοντας τα μνήματα μνήμης σε αυτό που ονομάζονται αναταραχές ενός γεγονότος ή SEUs. Όταν τα ηλιακά σωματίδια αλληλεπιδρούν με το φορτισμένο στρώμα της ατμόσφαιρας της Γης που ονομάζεται ιονόσφαιρα, χτυπάει επίσης ηλεκτρόνια απαλλαγμένα από τις μοριακές τροχιές τους. Αυτά τα ελεύθερα ηλεκτρόνια παρεμβαίνουν τότε στη μετάδοση των ραδιοκυμάτων υψηλής συχνότητας που χρησιμοποιούνται για επικοινωνία.
Οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ του ηλιακού ανέμου και της ατμόσφαιρας της Γης μπορούν επίσης να διασπάσουν το στρώμα του όζοντος με την πάροδο του χρόνου, ανέφερε ο Tarduno, γεγονός που θα αυξήσει την έκθεση της ανθρωπότητας σε υπεριώδη ακτινοβολία και θα αυξήσει τους κινδύνους για τον καρκίνο του δέρματος.
"Ενώ δεν θα ήταν εντελώς καταστροφικό για τη ζωή, θα υπήρχε μια πολύ υψηλότερη δοσολογία ακτινοβολίας στο έδαφος χωρίς μαγνητικό πεδίο", δήλωσε ο Martin Archer, ένας φυσικός πλαστικού πλάσματος στο Queen Mary University του Λονδίνου.
Υπάρχουν λίγες ενδείξεις ότι οι προηγούμενες παραλλαγές του μαγνητικού πεδίου έχουν επηρεάσει τη ζωή στη Γη. Ωστόσο, το μαγνητικό πεδίο έχει αναμφίβολα διαμορφώσει την επιφάνεια της Γης, συμβάλλοντας έτσι στη διατήρηση της εύθραυστης ατμόσφαιρας του πλανήτη από την ανεπιθύμητη δύναμη του ηλιακού ανέμου, δήλωσε ο Archer στη Live Science.
Ένα μαγνητικό πεδίο δεν είναι κρίσιμο για να έχει μια ατμόσφαιρα - η Αφροδίτη δεν έχει μαγνητικό πεδίο και έχει μια μαζική, αν και ανούσια ατμόσφαιρα - αλλά σίγουρα ενεργεί ως πρόσθετο προστατευτικό στρώμα. Ο Άρης, ο οποίος είχε ένα μαγνητικό πεδίο αλλά τον έχασε πριν από περίπου 4 δισεκατομμύρια χρόνια, είχε σχεδόν απαλλαγεί από την ατμόσφαιρά του. Και αν υπήρχε ένας τρόπος να δοθεί στο φεγγάρι μια ατμόσφαιρα σαν τη Γη, ο ηλιακός άνεμος δεν θα το έριχνε σε τίποτα σε έναν απλό αιώνα, είπε ο Archer.
