מדוע השדה המגנטי של כדור הארץ מתהפך?

[מודעה_1]

חוקרים מאמינים כי תנועת המתכת הנוזלית בליבת כדור הארץ היא אחת הסיבות העיקריות להיפוכי קטבים מגנטיים.

מומחים אינם יכולים לחזות בדיוק מתי השדה המגנטי של כדור הארץ יתהפך. צילום: חלל — מומחים אינם יכולים לחזות בדיוק מתי השדה המגנטי של כדור הארץ יתהפך. צילום: *חלל*

כדור הארץ, כוכב לכת סלעי עם מים נוזליים, הוא מקום אידיאלי לשגשוג חיים מסיבות רבות. כדור הארץ נמצא במרחק הנכון מכוכבו כדי שמים נוזליים יוכלו להתקיים על פני כדור הארץ. כוח המשיכה של כוכבי לכת אחרים מגן עליו מפני הסיכון להתנגשות עם אסטרואידים נודדים. השדה המגנטי המקיף את כדור הארץ מספק גם מחסום מגן מפני חלקיקים טעונים הנעים דרך החלל, על פי Space .

השדה המגנטי של כדור הארץ נוצר על ידי זרימה מורכבת של מתכת מותכת בליבת כדור הארץ החיצונית. זרימה זו מושפעת הן מסיבוב כדור הארץ והן מנוכחות ליבת ברזל מוצקה. התוצאה היא שדה מגנטי דו-קוטבי שצירו מיושר עם ציר הסיבוב של כדור הארץ. בכימיה של סלעים עתיקים מסתתרות עדויות לכך שהשדה המגנטי של כדור הארץ הוא תופעה דינמית ומשתנה. כאשר הלבה מתקררת, מינרלי הברזל שבו מתיישבים עם השדה המגנטי של כדור הארץ, בדומה למחט מצפן המצביעה צפונה.

השדה המגנטי של כדור הארץ משתנה לאורך טווחי זמן קצרים מאוד וארוכים מאוד, ממילישניות ועד מיליוני שנים. אינטראקציות של השדה המגנטי עם חלקיקים טעונים בחלל יכולות לשנות אותו לאורך טווחי זמן קצרים, בעוד שהפרעות ארוכות טווח של השדה נגרמות על ידי תהליכים בליבת כדור הארץ הנוזלית.

תחת השפעת תנועת הנוזלים בתוך כדור הארץ, ניתן לחלק את תהליך היפוך השדה הגיאומגנטי לשלושה שלבים. בשלב דעיכת השדה המגנטי, עוצמת השדה המגנטי תחלש בהדרגה וכיוונו יהפוך לכאוטי יותר. בשלב הבא, סחיפה מגנטית היא התהליך שבו הקטבים המגנטיים של כדור הארץ מתחילים לסטות ממיקומם הנוכחי ולנוע בכיוון ההפוך. תהליך שחזור הקוטב המגנטי הוא השלב שבו מתחיל להיווצר שדה מגנטי חדש, כאשר הקטבים המגנטיים מגיעים לבסוף למיקומם ההפוך מלפני כן.

מחקר על מצבו הקודם של השדה המגנטי מראה כי קיימים שני מצבי קוטביות אפשריים. במצב הרגיל הנוכחי, קווי השדה המגנטי מכוונים החוצה מהקוטב הצפוני ופנימה לכיוון הקוטב הדרומי. מצב היפוך קוטביות אפשרי גם הוא והוא יציב באותה מידה. מחקר פליאומגנטי מראה שתופעת היפוך הקוטביות של השדה המגנטי של כדור הארץ אינה סדירה ובלתי צפויה, בעיקר בשל המנגנון שיוצר אותה. לדברי הגיאופיזיקאי לאונרדו סניוטי, זרימת המתכת הנוזלית (בעיקר ברזל מותך) בליבת כדור הארץ היא כאוטית ולא יציבה. ההיפוך המגנטי מתרחש בתקופות של עוצמת שדה גיאומגנטי נמוכה ומבנה שדה מגנטי לא יציב.

היפוך מגנטי נמשך כמה אלפי שנים. כאשר השדה המגנטי עומד להתהפך, הוא נמצא במצב מוחלש, מה שחושף את אטמוספירת כדור הארץ ליותר רוח סולארית וקרינה קוסמית בצורת חלקיקים טעונים. מחקרים אחרונים הראו שבמהלך אירוע היפוך לשאמפ לפני 41,000 שנה, כמות הקרניים הקוסמיות שהגיעה לאטמוספירה של כדור הארץ ברחבי העולם הייתה גבוהה פי שלושה מאשר כיום.

עבור הציוויליזציה האנושית, הדאגה אינה השינוי בקטבים המגנטיים, אלא התקופה של ירידה בעוצמת השדה הגיאומגנטי. החברה המודרנית תלויה יותר ויותר בטכנולוגיה. מספר רב של חלקיקים טעונים הנכנסים למגנטוספרה בגבהים קרובים יותר לקרקע ישפיעו על הביטחון, התקשורת, התשתיות החשמליות, לוויינים ואסטרונאוטים החיים במסלול נמוך סביב כדור הארץ. בפרט, בשל האופי האקראי של תנודות השדה המגנטי, חוקרים אינם יכולים לחזות בדיוק מתי זה יקרה.

אן קאנג (על פי החלל )

[מודעה_2]
קישור למקור