A Földtől a láthatatlan spagetti formájú kiterjesztés a bolygó mágneses tere. A Föld magjának forrása által létrehozott mező fontos a mindennapi életben: Megvédi a bolygót a napsugárzástól, alapot ad a navigációhoz, és fontos szerepet játszhatott a Föld életében.
De mi történne, ha holnap eltűnik a Föld mágneses tere? Ha nagyobb számú töltött napelemes részecske bombázná a bolygót, az elektromos hálózatokat és a műholdakat frízre helyezné, és növeli az emberek expozícióját a rákot okozó ultraibolya sugárzás magasabb szintjének. Más szavakkal: a hiányzó mágneses mező olyan következményekkel jár, amelyek problematikusak, de nem feltétlenül apokaliptikusak, legalábbis rövid távon.
És ez jó hír, mert több mint egy évszázadon keresztül gyengült. Még ma is vannak különösen zavaros pontok, például a déli féltekén a Dél-atlanti Anomália, amelyek technikai problémákat okoznak az alacsony pálya körüli műholdak számára.
Az első dolog, amit meg kell érteni a mágneses mezőben, az, hogy még ha gyengül is, nem fog eltűnni - legalábbis nem, több milliárd év alatt. A Föld mágneses mezőjének köszönhetően megolvadt külső magja van, amely többnyire vasból és nikkelből készül. John Tarduno, a Rochesteri Egyetem geofizikusa azt állítja, hogy a köpenyes külső magot a belső mag növekedésével és megszilárdulásával felszabaduló hő konvekciója táplálja. (A belső mag évente kb. Milliméterrel növekszik.)
Ez a mágneses mező motor, amelyet dinamónak neveznek, milliárd évek óta kopogtat. A tudósok úgy gondolják, hogy a jelenlegi központi elrendezés körülbelül 1,5 milliárd évvel ezelőtt helyére került, a 2015-ös kutatások szerint, amely akkor ugrott a mágneses mező erősségében. Tarduno és csapata azonban bizonyítékokat talált a Föld mágneses mezőjére a bolygó legrégebbi ásványaiban, a cirkonokban, amelyek 4,2 milliárd évvel ezelőtt nyúlnak vissza, arra utalva, hogy a magban zajló tevékenység nagyon hosszú időn át mágneseséget teremt.
Nem egyértelmű, hogy miért indult el a dinamó - mondta Tarduno a Live Sciencenek, bár valószínűleg a hajtóerőt létrehozó óriási bolygóhatás lehetett a legfontosabb hajtóerő. Ez a hatás, amely valószínűleg 100 millió évvel a Föld összekapcsolása után következett be, megronthatta volna a Föld magjában levő anyagok esetleges rétegződését vagy rétegződését: Képzelje el, hogy egy üveg olajat és vizet rázna fel bolygóméretben. Ez a zavar elősegítette a konvekciót, amely ma is a Föld dinamóját vezérli.
Végül a belső mag valószínűleg elég nagy lesz, hogy a külső mag konvekciója már nem hatékony, és a mágneses mező megbukik. De ez a forgatókönyv olyan messze van, hogy nem érdemes sokáig aludni.
"Több milliárd évvel beszélünk" - mondta Tarduno.
Gyengülő mágneses mező
Az emberek életében sokkal relevánsabb, hogy a mágneses mező gyengül. A tudósok ezt a gyengülést közvetlenül mágneses obszervatóriumokkal és műholdakkal mérik az elmúlt 160 évben. Kicsit morzsoló, hogy a mező zavarodott-e már azelőtt, ahogyan a következő lépéseket fogja tenni. A mágneses mező jelenleg körülbelül 80% -ban dipoláris, mondta Tarduno. Ez azt jelenti, hogy többnyire úgy működik, mint egy rúdmágnes. Ha vasszálakat tudna tenni a bolygó körül (és eltávolíthatja a nap hatását, amely a töltött részecskék állandó áramlását a Föld felé irányítja, és a mágneses teret úgy fújja, mint egy hosszú szél a szellőben), a kapott mágneses mező A vonalak tiszta északot és délt mutatnának. De a mező 20% -a nem dipoláris, azaz bonyolultabb; vannak helyi variációk.
A múltban a mágneses mező megfordult, és felváltotta az északi és a déli irányt. Az utolsó ilyen visszafordítás 780 000 évvel ezelőtt történt, a a felegyenesedett ember. A mező gyengülése általában megelőzte ezeket a flip-eket, felvetve a kérdést, hogy egy újabb flip-flop fenyeget-e. De a mező is időnként gyengül, majd visszafordulás nélkül megerősödik, ezt egy jelenséget nevezik egy kirándulásnak.
Tarduno és csapata úgy találta, hogy egy furcsa örvény a Dél-Afrika alatti magban hozzájárulhat e gyengeség néhány részéhez. Úgy tűnik, hogy ez az örvény okozza a Dél-atlanti Anomáliát, amely egy ismert gyenge pont a területen, amely Brazíliától kb. 190 mérföldre (300 kilométer) fekszik Brazíliától keletre, Dél-Amerika nagy részén. Ezen a területen a napszélből származó töltött részecskék a szokásosnál közelebb merülnek le a Föld felé. A dél-atlanti anomália a földön nem különösebben észrevehető. A Föld körüli pályán keringő műholdak azonban több káros napsugárzással találkoznak ott, és az űrhajósok, akik a Nemzetközi Űrállomáson átutaztak a térségbe, beszámoltak a lövöldözős csillagok által okozott vizuális jelenségekről, amelyeket feltételezhetően a viszonylag magas sugárzási szint okoz az alacsony földi pályán. .
Egy mező nélküli föld
Tarduno és csapata azt gyanítja, hogy a Dél-Afrika alatti köpeny változása a mágneses mező megfordításának kiindulópontja lehet a múltban. A jó hír az, hogy még akkor is, ha a mező gyengül vagy felkészül a repülésre, az nem tűnik el; nincs bizonyíték arra, hogy a mágneses mező valaha is teljesen eltűnt volna egy fordított folyamat során.
Még ha a mező megfordul is, "továbbra is van mágneses mezőnk; ez csak nagyon gyenge mágneses mező lesz" - mondta Tarduno.
Hogyan nézne ki ez a minimális mágneses teret tartalmazó világ? Nos, az iránytű nem működne egyrészt. "Csak a legmagasabb mágneses mező felé mutat" - mondta Tarduno. "Nagyon közel lehet hozzád; nagyon távol is lehet."
Az északi és a déli fény az alsó szélességektől is látható lesz, mivel ezek a színes kiállítások a nap által a napsugárból szétterült töltött részecskék és a Föld magnetoszféra közötti kölcsönhatás eredménye. Jelenleg ezek az aurák a pólusok közelében jelennek meg, követve a Föld nagyrészt észak-déli mágneses mező vonalait, de egy gyengébb mező lehetővé tenné a részecskék behatolását a Föld légkörébe, és az égboltot az Egyenlítő felé közelebb világítanák meg.
A déli atlanti anomália körülményei a műholdak számára az egész világon általánosak lehetnek, ami technikai hibákat okozhat. A napelem részecskék az elektronikát pingolhatják, és megszakíthatják a memória bitjeit az úgynevezett egyeseményes upsetekben vagy SEU-kban. Amikor a napenergia részecskék kölcsönhatásba lépnek a Föld légkörének töltött rétegével, az úgynevezett ionoszféraként, akkor a molekuláris pályájuktól mentes elektronokat is kopogtatnak. Ezek a szabad elektronok ezután megzavarják a kommunikációhoz használt nagyfrekvenciás rádióhullámok továbbítását.
Tarduno szerint a napszél és a Föld légköre közötti kölcsönhatások az ózonréteget is lebonthatják - mondta Tarduno, amely növeli az emberiség kollektív ultraibolya sugárterhelését és növeli a bőrrák kockázatát.
"Noha ez valószínűleg nem lenne katasztrófa az életre, sokkal nagyobb sugárterhelés lenne a földön mágneses mező nélkül" - mondta Martin Archer, a londoni Queen Mary Egyetem űrplazmafizikusa.
Kevés bizonyíték van arra, hogy a múltbeli mágneses mezőváltozások befolyásolták a Föld életét. Ennek ellenére a mágneses mező kétségtelenül formálta a Föld felületét, segítve ezzel megakadályozni, hogy a bolygó törékeny légkörét a napsugár szélének könyörtelen erő hatására fújják az űrbe - mondta Archer a Live Science számára.
A mágneses mező nem elengedhetetlen a légkörhez - a Vénusznak nincs mágneses mezője, és hatalmas, ha nem kívánatos atmoszférája van -, de minden bizonnyal kiegészítő védőrétegként működik. A Marsnak, amely régen mágneses mezővel volt, de kb. 4 milliárd évvel ezelőtt elvesztette, légköre majdnem teljesen el lett távolítva. És ha lenne mód arra, hogy a holdnak Föld-szerű légkört adjunk, a napszél puszta évszázadon keresztül semmit sem fog megrontani - mondta Archer.
