Dlaczego pole magnetyczne Ziemi ulega odwróceniu?

[reklama_1]

Naukowcy uważają, że ruch ciekłego metalu w jądrze Ziemi jest jedną z głównych przyczyn zmiany biegunów magnetycznych.

Eksperci nie potrafią dokładnie przewidzieć, kiedy nastąpi odwrócenie pola magnetycznego Ziemi. Zdjęcie: Space — Eksperci nie potrafią dokładnie przewidzieć, kiedy nastąpi odwrócenie pola magnetycznego Ziemi. Zdjęcie: *Space*

Ziemia, skalista planeta z ciekłą wodą, jest idealnym miejscem do rozwoju życia z wielu powodów. Znajduje się w odpowiedniej odległości od swojej gwiazdy, co umożliwia istnienie ciekłej wody na powierzchni planety. Przyciąganie grawitacyjne innych planet chroni planetę przed ryzykiem zderzenia z wędrującymi asteroidami. Według Space, pole magnetyczne otaczające Ziemię stanowi również barierę ochronną przed naładowanymi cząsteczkami, które przemieszczają się w przestrzeni kosmicznej.

Pole magnetyczne Ziemi jest generowane przez złożony przepływ stopionego metalu w zewnętrznym jądrze planety. Na przepływ ten wpływa zarówno ruch obrotowy Ziemi, jak i obecność stałego jądra żelaznego. W rezultacie powstaje dwubiegunowe pole magnetyczne, którego oś pokrywa się z osią obrotu planety. W składzie chemicznym starożytnych skał ukryte są dowody na to, że pole magnetyczne Ziemi jest dynamicznym, zmiennym zjawiskiem. W miarę stygnięcia lawy, zawarte w niej minerały żelaza ustawiają się zgodnie z polem magnetycznym Ziemi, podobnie jak igła kompasu wskazuje północ.

Pole magnetyczne Ziemi zmienia się w bardzo krótkich i bardzo długich skalach czasowych, od milisekund do milionów lat. Oddziaływania pola magnetycznego z naładowanymi cząsteczkami w kosmosie mogą je zmieniać w krótkich skalach czasowych, natomiast długoterminowe zaburzenia pola są spowodowane procesami zachodzącymi w płynnym jądrze zewnętrznym Ziemi.

Pod wpływem ruchu cieczy wewnątrz Ziemi, proces odwracania pola geomagnetycznego można podzielić na trzy etapy. W fazie zaniku pola magnetycznego, natężenie pola magnetycznego stopniowo słabnie, a jego kierunek staje się bardziej chaotyczny. Następnie, dryf magnetyczny to proces, w którym bieguny magnetyczne Ziemi zaczynają odchylać się od swojego obecnego położenia i przesuwają się w przeciwnym kierunku. Proces rekonstrukcji biegunów magnetycznych to etap, w którym rozpoczyna się proces tworzenia nowego pola magnetycznego, a bieguny magnetyczne ostatecznie osiągają położenie przeciwne do poprzedniego.

Badania dawnego stanu pola magnetycznego wskazują na istnienie dwóch możliwych stanów biegunowości. W obecnym stanie normalnym linie pola magnetycznego orientują się na zewnątrz od bieguna północnego i do wewnątrz w kierunku bieguna południowego. Stan odwrócenia biegunowości jest również możliwy i równie stabilny. Badania paleomagnetyczne pokazują, że zjawisko odwrócenia biegunowości ziemskiego pola magnetycznego jest nieregularne i nieprzewidywalne, głównie ze względu na mechanizm, który je wywołuje. Według geofizyka Leonardo Sagnottiego, przepływ ciekłego metalu (głównie stopionego żelaza) w zewnętrznym jądrze Ziemi jest chaotyczny i nieprzewidywalny. Odwrócenie biegunowości występuje w okresach niskiego natężenia pola geomagnetycznego i niestabilnej struktury pola magnetycznego.

Zmiana biegunowości magnetycznej trwa kilka tysięcy lat. W momencie odwrócenia biegunowości pole magnetyczne jest osłabione, co wystawia atmosferę Ziemi na działanie większej ilości wiatru słonecznego i promieniowania kosmicznego w postaci naładowanych cząstek. Najnowsze badania wykazały, że podczas odwrócenia biegunowości Laschampsa 41 000 lat temu, ilość promieniowania kosmicznego docierającego do atmosfery Ziemi była trzykrotnie większa niż obecnie.

Dla cywilizacji ludzkiej problemem nie jest zmiana biegunów magnetycznych, lecz okres spadku natężenia pola geomagnetycznego. Współczesne społeczeństwo jest coraz bardziej uzależnione od technologii. Duża liczba naładowanych cząstek przedostających się do magnetosfery na wysokościach bliższych Ziemi wpłynie na bezpieczeństwo, komunikację, infrastrukturę elektryczną, satelity i astronautów żyjących na niskiej orbicie okołoziemskiej. W szczególności, ze względu na losowy charakter fluktuacji pola magnetycznego, naukowcy nie są w stanie dokładnie przewidzieć, kiedy to nastąpi.

An Khang (według kosmosu )

Link źródłowy