เพราะเหตุใดสนามแม่เหล็กโลกจึงกลับทิศ?

นักวิจัยเชื่อว่าการเคลื่อนที่ของโลหะเหลวในแกนโลกเป็นสาเหตุหลักประการหนึ่งของการเปลี่ยนแปลงขั้วแม่เหล็ก

ผู้เชี่ยวชาญไม่สามารถคาดการณ์ได้อย่างแม่นยำว่าสนามแม่เหล็กโลกจะกลับทิศเมื่อใด ภาพ: อวกาศ — ผู้เชี่ยวชาญไม่สามารถคาดการณ์ได้อย่างแม่นยำว่าสนามแม่เหล็กโลกจะกลับทิศเมื่อใด ภาพ: *อวกาศ*

โลกซึ่งเป็นดาวเคราะห์หินที่มีน้ำในสถานะของเหลว เป็นสถานที่ที่เหมาะสมสำหรับการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตด้วยเหตุผลหลายประการ โลกอยู่ห่างจากดาวฤกษ์ในระยะที่พอเหมาะพอดีสำหรับการมีน้ำในสถานะของเหลวบนพื้นผิว แรงดึงดูดของดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ ช่วยปกป้องดาวเคราะห์จากความเสี่ยงที่จะชนกับดาวเคราะห์น้อยที่หลงเหลืออยู่ สนามแม่เหล็กที่ล้อมรอบโลกยังทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันอนุภาคมีประจุที่พุ่งผ่านอวกาศ ตามข้อมูลของ Space

สนามแม่เหล็กโลกเกิดจากการไหลของโลหะหลอมเหลวที่ซับซ้อนในแกนโลกชั้นนอก การไหลนี้ได้รับอิทธิพลจากทั้งการหมุนของโลกและการมีแกนเหล็กแข็ง ผลลัพธ์ที่ได้คือสนามแม่เหล็กสองขั้วที่มีแกนหมุนอยู่ในแนวเดียวกับแกนหมุนของโลก หลักฐานที่ซ่อนอยู่ในเคมีของหินโบราณคือสนามแม่เหล็กโลกเป็นปรากฏการณ์ที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา เมื่อลาวาเย็นตัวลง แร่ธาตุเหล็กในลาวาจะอยู่ในแนวเดียวกับสนามแม่เหล็กโลก คล้ายกับเข็มทิศที่ชี้ไปทางทิศเหนือ

สนามแม่เหล็กของโลกมีการเปลี่ยนแปลงตลอดช่วงเวลาอันสั้นและยาวนาน ตั้งแต่มิลลิวินาทีไปจนถึงหลายล้านปี ปฏิกิริยาระหว่างสนามแม่เหล็กกับอนุภาคมีประจุในอวกาศสามารถเปลี่ยนแปลงสนามแม่เหล็กได้ในช่วงเวลาสั้นๆ ในขณะที่การรบกวนสนามแม่เหล็กในระยะยาวเกิดจากกระบวนการในแกนโลกชั้นนอกที่เป็นของเหลว

ภายใต้อิทธิพลของการเคลื่อนที่ของของไหลภายในโลก กระบวนการกลับทิศของสนามแม่เหล็กโลกสามารถแบ่งได้เป็นสามขั้นตอน ในขั้นตอนการสลายตัวของสนามแม่เหล็ก ความเข้มของสนามแม่เหล็กจะค่อยๆ ลดลงและทิศทางของสนามแม่เหล็กจะผันผวนมากขึ้น ขั้นต่อไปคือ การเคลื่อนตัวของแม่เหล็ก (Magnetic Drift) ซึ่งเป็นกระบวนการที่ขั้วแม่เหล็กของโลกเริ่มเบี่ยงเบนจากตำแหน่งปัจจุบันและเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม กระบวนการสร้างขั้วแม่เหล็กใหม่ (Magnetic Pole Reconstruction) เป็นขั้นตอนที่สนามแม่เหล็กใหม่เริ่มต้นขึ้น และขั้วแม่เหล็กจะเคลื่อนที่ไปยังตำแหน่งตรงข้ามเดิมในที่สุด

การศึกษาสถานะในอดีตของสนามแม่เหล็กแสดงให้เห็นว่ามีสถานะขั้วที่เป็นไปได้สองสถานะ ใน สถานะปกติ ปัจจุบัน เส้นสนามแม่เหล็กชี้จากขั้วโลกเหนือและเข้าสู่ขั้วโลกใต้ สถานะการกลับขั้วก็เป็นไปได้เช่นกันและมีเสถียรภาพเท่าเทียมกัน การศึกษาเกี่ยวกับแม่เหล็กโบราณแสดงให้เห็นว่าปรากฏการณ์การกลับขั้วของสนามแม่เหล็กโลกนั้นไม่สม่ำเสมอและไม่สามารถคาดการณ์ได้ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นผลมาจากกลไกที่สร้างปรากฏการณ์นี้ขึ้นมา เลโอนาร์โด ซากอตติ นักธรณีฟิสิกส์ ระบุว่าการไหลของโลหะเหลว (ส่วนใหญ่เป็นเหล็กหลอมเหลว) ในแกนโลกชั้นนอกนั้นวุ่นวายและไม่แน่นอน การกลับขั้วเกิดขึ้นในช่วงที่ความเข้มของสนามแม่เหล็กโลกต่ำและโครงสร้างของสนามแม่เหล็กไม่เสถียร

คาบการกลับขั้วแม่เหล็กกินเวลานานหลายพันปี เมื่อสนามแม่เหล็กกำลังจะกลับขั้ว มันจะอยู่ในสถานะที่อ่อนกำลังลง ส่งผลให้ชั้นบรรยากาศของโลกสัมผัสกับลมสุริยะและรังสีคอสมิกในรูปของอนุภาคมีประจุมากขึ้น งานวิจัยล่าสุดแสดงให้เห็นว่าในช่วงเหตุการณ์การกลับขั้วแม่เหล็กลาชองส์เมื่อ 41,000 ปีก่อน ปริมาณรังสีคอสมิกที่เดินทางมาถึงชั้นบรรยากาศโลกทั่วโลกสูงกว่าปัจจุบันถึงสามเท่า

สำหรับอารยธรรมมนุษย์ ความกังวลไม่ได้อยู่ที่การเปลี่ยนแปลงของขั้วแม่เหล็ก แต่เป็นช่วงเวลาที่ความเข้มของสนามแม่เหล็กโลกลดลง สังคมสมัยใหม่พึ่งพาเทคโนโลยีมากขึ้นเรื่อยๆ อนุภาคมีประจุจำนวนมากที่เข้าสู่แมกนีโตสเฟียร์ที่ระดับความสูงใกล้พื้นดิน จะส่งผลกระทบต่อความมั่นคง การสื่อสาร โครงสร้างพื้นฐานด้านไฟฟ้า ดาวเทียม และนักบินอวกาศที่อาศัยอยู่ในวงโคจรต่ำของโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เนื่องจากความผันผวนของสนามแม่เหล็กเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นโดยสุ่ม นักวิจัยจึงไม่สามารถคาดการณ์ได้อย่างแม่นยำว่าเหตุการณ์นี้จะเกิดขึ้นเมื่อใด

อันคัง (ตาม สเปซ )

ลิงค์ที่มา