Geofysikere ved University of Leeds Yon Mound og Phil Livermore tror at det om et par tusen år vil være en inversjon av jordas magnetfelt. Britiske forskere presenterte funnene sine i en spalte av The Conversation. "Lenta.ru" gir hovedteseene til forfatterne og forklarer hvorfor geofysikere mest sannsynlig har rett.
Magnetfeltet beskytter jorden mot farlig kosmisk stråling ved å avlede ladede partikler bort fra planeten. Dette styrkefeltet er imidlertid ikke permanent. I hele planetens historie har det vært minst flere hundre magnetfeltomvending, da de nordlige og sørlige magnetpolene ble byttet.
I prosessen med reversering av polaritet, tar planetens magnetiske felt en sammensatt form og svekkes. I løpet av denne perioden kan dens verdi falle til ti prosent av den opprinnelige verdien, og samtidig dannes ikke to poler, men flere, inkludert for eksempel ved ekvator. I gjennomsnitt skjer magnetfeltreversering en gang hvert million år, men intervallet mellom reverseringene er ikke konstant.
I tillegg til geomagnetiske reverseringer skjedde ufullstendige reverseringer i jordens historie, da magnetpolene beveget seg til lave breddegrader, opp til ekvatorens kryss og deretter vendte tilbake. Forrige gang en geomagnetisk reversering, det såkalte Brunes-Matuyama-fenomenet, skjedde for rundt 780 tusen år siden. En midlertidig tilbakeføring - Lashamp-hendelsen - skjedde for 41 tusen år siden og varte under tusen år, hvor retningen til planetens magnetiske felt faktisk endret seg i omtrent 250 år.
Jorden fra bane
Foto: Stuart Rankin / Flickr
Endringer i magnetfeltet under inversjon svekker planetens beskyttelse mot kosmisk stråling og øker strålingsnivået på jorden. Hvis den geomagnetiske reverseringen skjedde i dag, ville det dramatisk øke risikoen for driften av nærjordiske satellitter, luftfart og bakkebasert elektrisk infrastruktur. Geomagnetiske stormer som oppstår med en kraftig økning i solaktivitet, gir forskere muligheten til å vurdere truslene som planeten kan møte når magnetfeltet brått svekkes.
Salgsfremmende video:
I 2003 forårsaket en solstorm strømbrudd i Sverige og krevde endringer i flyruter for å unngå midlertidige forstyrrelser i nettverket og redusere strålingsrisiko for satellitter og bakkeinfrastruktur. Men denne stormen anses som ubetydelig i sammenligning med Carrington-hendelsen - den geomagnetiske stormen i 1859, da auroras skjedde selv i nærheten av de karibiske øyene.
I mellomtiden er den spesifikke effekten som en stor storm kan ha på dagens elektroniske infrastruktur fortsatt uklar. Vi kan vel si at de økonomiske skadene fra strømbrudd, varmesystemer, klimaanlegg, geografisk beliggenhet og Internett vil være svært betydningsfulle: bare ved grove estimater anslås det å være minst 40 milliarder dollar per dag.
Den direkte innvirkningen som inversjonen av magnetfeltet vil gi på levende vesener og mennesker er også vanskelig å forutsi: det moderne mennesket i hele sin eksistenshistorie har ikke møtt en slik hendelse. Det er studier som prøver å knytte geomagnetiske reverseringer og vulkansk aktivitet til masseutryddelser. Imidlertid bemerker Mound og Livermore at det ikke er noen merkbar aktivering av vulkanisme, så mest sannsynlig vil menneskeheten utelukkende måtte håndtere elektromagnetiske effekter.
Jordens magnetfelt 500 år før reversering (i henhold til superdatamodellering)
Bilde: GA Glatzmaier
Jordens magnetfelt umiddelbart etter reversering (i henhold til superdatamodellering)
Bilde: GA Glatzmaier
Jordens magnetfelt etter 500 års reversering (i henhold til superdatamodellering)
Bilde: GA Glatzmaier
Det er kjent at mange dyrearter har en form for magnetresepsjon, noe som gjør at de kan føle endringer i jordas magnetfelt. Dyr bruker denne funksjonen til å navigere under lange vandringer. Det er foreløpig ikke klart hvilken effekt den geomagnetiske reverseringen vil ha på slike arter. Det er bare kjent at de gamle menneskene klarte å overleve Lashamp-hendelsen, og livet på planeten gjennom hele dens eksistenshistorie har møtt fullstendige tilbakeføringer av det geomagnetiske feltet hundrevis av ganger.
To omstendigheter - alderen til Brunhes-Matuyama-fenomenet og den observerte svekkelsen av jordas geomagnetiske felt med omtrent fem prosent per århundre - antyder forsiktig at en reversering kan skje i løpet av de neste to tusen årene. Det er vanskelig å navngi mer eksakte datoer. Planetens magnetfelt er generert av en flytende jernsteinkjerne som adlyder de samme fysikklovene som hydrosfæren og atmosfæren.
I mellomtiden har menneskeheten lært å forutsi værforandringer bare noen få dager fremover. Når det gjelder kjernen som ligger på rundt tre tusen kilometer fra jordens overflate, er situasjonen mye mer komplisert - først og fremst på grunn av den ekstremt knappe informasjonen om strukturen og prosessene som foregår i det indre av planeten. Forskere har til disposisjon omtrentlig informasjon om kjernens sammensetning og struktur, samt et globalt nettverk av bakkebaserte geofysiske observatorier og kretsløpende satellitter som kan måle endringer i det geomagnetiske feltet og dermed spore bevegelsen til jordens kjerne.
Ikke mye er egentlig kjent om klodens kjerne. For eksempel har japanske forskere for eksempel nylig i laboratorieeksperimenter som simulerer forholdene inne i Jorden, pålitelig konstatert at den tredje hovedkomponenten er silisium: den utgjør omtrent fem prosent av massen til jordens kjerne. Andre aksjer er i jern (85 prosent) og nikkel (10 prosent). Som vanlig i slike tilfeller forble tilhengerne av den alternative hypotesen om det tredje elementet, som mener at det ikke er silisium, men oksygen.
Fargekart over Merkur
Foto: NASA Goddard Space Flight Center / Flickr
Lite forskere vet om strukturen til planetens mantel. For bare tre år siden ble det pålitelig kjent at det er enorme vannreserver i overgangssjiktet mellom øvre og nedre mantel, på en dybde av 410-660 kilometer. Deretter ble disse dataene bekreftet gjentatte ganger. Ytterligere analyse viste at vann også kan inneholdes i de underliggende lagene, på en dybde på rundt tusen kilometer. Men selv i dette tilfellet er det ikke kjent om det er spredt i hele laget eller bare okkuperer visse lokale områder.
Når vi klatrer høyere, blir forskere møtt med et annet problem - arten og opprinnelsen til tektonikk på litosfæriske plater. Strengt tatt regnes jorden som den eneste planeten i solsystemet der tektonikk er til stede, men ingen vet fortsatt når og hvorfor den oppsto. Ved å svare på disse spørsmålene vil vi kunne spore kontinentenes fortid og fremtid - spesielt den nåværende fasen av Wilson-syklusen. Forskere presenterte de foreløpige dataene igjen på en spesialisert konferanse som ble holdt i 2016.
Naturen til planetens magnetfelt er det største geofysiske problemet. Det er pålitelig kjent at i tillegg til Merkur, jorden og fire gassgiganter, har Ganymede, den største satellitten til Jupiter, også en magnetosfære, men hvordan planeten støtter sin egen magnetosfære er veldig lite kjent. Til disposisjon for forskere så langt er det praktisk talt den eneste teorien om geodynamo. I følge denne teorien er i tarmene av planeten en metallkjerne med et solid senter og et flytende skall. På grunn av forfall av radioaktive elementer frigjøres varme, noe som fører til dannelse av konvektive strømmer av en ledende væske. Disse strømningene genererer planetens magnetiske felt.
Selv om teodien om geodynamo praktisk talt er ubestridt, forårsaker den store vanskeligheter. I henhold til klassisk magnetohydrodynamikk skal dynamoeffekten råtne, og planetens kjerne skal kjøle seg ned og herde. Det er fremdeles ingen eksakt forståelse av mekanismene som Jorden opprettholder dynamoens egengenerasjonseffekt sammen med de observerte funksjonene i magnetfeltet, først og fremst geomagnetiske avvik, migrasjon og pol reversering.
Den nylige oppdagelsen av en jernstråle inne i jordens kjerne, som bemerket av Mound og Livermore, vitner om vitenskapens voksende evner til å studere dynamikken i prosesser som skjer i det indre av planeten. Strålen ble dannet i den flytende ytre kjerne av jorden i området som ligger under Nordpolen. Objektets bredde er for øyeblikket 420 kilometer. Strålen har nådd slike dimensjoner siden 2000, og øker hvert år i bredde opp til 40 kilometer.
Geofysikere mener at jernstrålen de oppdaget er en av gjenstandene som skaper jordas magnetfelt. I kombinasjon med numeriske metoder og laboratorieeksperimenter, bør dette og andre funn, ifølge eksperter, øke akselerasjonen i dette geofysikkområdet. Det er mulig, påpeker Mound og Livermore, at forskere snart vil kunne forutsi atferden til jordens kjerne.
Yuri Sukhov
