Kutub magnet berubah. Pergerakan kutub magnet bumi

Medan magnet yang ada di Bumi mengelilingi planet kita seperti perisai daya yang tidak kelihatan. Ia melindungi organisma hidup daripada sinaran suria yang berbahaya dengan memesongkan zarah bercas. Tetapi medan magnet hampir tidak boleh dipanggil stabil, kerana ia sentiasa berubah. Sesungguhnya, sejarah planet kita termasuk sekurang-kurangnya beberapa ratus pembalikan global, apabila kutub magnet utara dan selatan bertukar tempat. Tetapi bilakah ini akan berlaku pada masa akan datang dan bagaimana ia akan menjejaskan kehidupan di Bumi?

Semasa pembalikan, medan magnet tidak akan menjadi sifar, tetapi ia akan menjadi lebih lemah dan mengambil bentuk yang kompleks. Kekuatannya mungkin berkurangan kepada 10% daripada apa yang ada sekarang. Di samping itu, beberapa kutub "utara" dan "selatan" mungkin terbentuk, termasuk di khatulistiwa.

Secara purata, pembalikan geomagnet sedemikian berlaku beberapa kali setiap juta tahun. Walau bagaimanapun, selang antara pembalikan adalah sangat tidak teratur dan boleh mencapai puluhan juta tahun.

Pembalikan sementara dan separa mungkin juga berlaku, di mana kutub magnet bergerak menjauhi kutub geografi (mungkin juga melintasi khatulistiwa) sebelum kembali ke lokasi asalnya. Pembalikan lengkap terakhir kutub berlaku kira-kira 780,000 tahun dahulu. Pembalikan sementara, kata saintis, berlaku kira-kira 41,000 tahun yang lalu. Ini berlangsung kurang daripada 1000 tahun, dan pembalikan polariti sebenar berlangsung kira-kira 250 tahun.

Kehilangan tenaga

Perubahan dalam medan magnet semasa pembalikan akan melemahkan kesan perlindungannya, membawa kepada peningkatan tahap sinaran di permukaan Bumi dan di atmosfera. Jika ini berlaku hari ini, peningkatan zarah bercas yang sampai ke Bumi akan membawa kepada peningkatan risiko untuk satelit, penerbangan dan infrastruktur elektrik berasaskan darat. Ribut geomagnet, didorong oleh interaksi sejumlah besar tenaga suria yang luar biasa dengan medan magnet kita, memberi kita gambaran tentang perkara yang boleh kita jangkakan jika perisai magnet menjadi lemah.

Akibat ribut geomagnet

Pada tahun 2003, apa yang dipanggil ribut Halloween menyebabkan gangguan bekalan elektrik tempatan di Sweden. Selain itu, laluan penerbangan terpaksa diubah untuk mengelakkan masalah komunikasi dan risiko radiasi. Ribut itu juga membawa kepada kemusnahan satelit dan sistem komunikasi. Tetapi ia adalah kecil berbanding dengan ribut lain pada masa lalu baru-baru ini, seperti peristiwa Carrington 1859, yang menghasilkan cahaya utara sejauh Caribbean.

Kesan ribut besar ke atas infrastruktur elektronik moden tidak difahami sepenuhnya. Sudah tentu, bila-bila masa yang diluangkan tanpa elektrik, pemanasan, penyaman udara, GPS atau Internet akan memberi impak yang besar. Gangguan bekalan elektrik yang berleluasa boleh menyebabkan gangguan ekonomi berpuluh-puluh bilion dolar setiap hari.

Patutkah kita mengharapkan kepupusan besar-besaran?

Tetapi apakah yang boleh kita harapkan dari segi kehidupan di Bumi dan kesan langsung pembalikan pada spesies kita? Kita tidak boleh meramalkan secara pasti apa yang akan berlaku, kerana manusia moden belum lagi muncul semasa pembalikan lengkap terakhir. Beberapa kajian telah cuba mengaitkan peristiwa serupa yang lalu dengan kepupusan besar-besaran. Diandaikan bahawa beberapa pembalikan kutub magnet dan episod gunung berapi yang berpanjangan boleh disebabkan oleh punca biasa. Walau bagaimanapun, tiada bukti tentang sebarang kejadian malapetaka yang akan berlaku, dan oleh itu kita mungkin akan menghadapi gangguan elektromagnet jika medan magnet Bumi mula berubah.

Kita tahu bahawa banyak spesies haiwan mempunyai beberapa bentuk magnetoreception, yang membolehkan mereka merasakan medan magnet Bumi. Mereka boleh menggunakan ciri ini untuk menavigasi antara benua semasa penghijrahan. Tetapi tidak jelas apakah kesan pembalikan tiang terhadap spesies tersebut. Jelas sekali bahawa manusia awal berjaya bertahan dalam peristiwa pembalikan separa, dan kehidupan di Bumi secara keseluruhan telah terselamat daripada ratusan kejadian serupa yang lengkap, seperti yang disahkan oleh rekod geologi.

Bolehkah kita meramalkan pembalikan geomagnet?

Fakta mudah bahawa medan magnet Bumi kini semakin berkurangan (sebanyak 5% setiap abad) telah membawa kepada cadangan bahawa ia mungkin berubah dalam tempoh 2000 tahun akan datang. Tetapi sukar untuk memberikan tarikh yang tepat, sekurang-kurangnya buat masa ini.

Medan magnet Bumi dijana di dalam teras cecair planet kita. Sama seperti atmosfera dan lautan, laluan yang dilaluinya dikawal oleh undang-undang fizik. Jadi secara teori kita boleh meramalkan "cuaca teras" dengan menjejaki pergerakan ini, sama seperti kita meramal cuaca sebenar dengan melihat atmosfera dan lautan. Pembalikan tiang boleh dibandingkan dengan jenis ribut tertentu dalam teras, di mana dinamik - dan medan magnet - mula berpusing (sekurang-kurangnya sebentar) sebelum kembali normal semula.

Kesukaran dalam membuat ramalan

Kesukaran meramal cuaca beberapa hari lebih awal diketahui secara meluas, walaupun pada hakikatnya kita tinggal di dalam atmosfera dan memerhatikannya secara langsung. Meramalkan bagaimana teras Bumi akan bertindak adalah lebih sukar, terutamanya kerana ia tertimbus 3,000 km di bawah kerak Bumi. Oleh itu, pemerhatian kami adalah terhad dan tidak langsung. Walau bagaimanapun, kita tidak boleh mengatakan bahawa kita buta sepenuhnya: saintis mengetahui komponen utama bahan di dalam teras, dan juga bahawa ia berada dalam keadaan cair. Rangkaian global pemerhatian berasaskan darat dan satelit yang mengorbit juga boleh mengukur bagaimana medan magnet berubah, memberikan kita gambaran tentang pergerakan teras cecair.

Penemuan aliran jet baru-baru ini dalam teras teras menyerlahkan kepintaran kami yang berkembang dan meningkatkan keupayaan untuk mengukur dan mengkaji dinamik teras. Digabungkan dengan pemodelan berangka dan eksperimen makmal untuk mengkaji dinamik bendalir di pedalaman planet, pemahaman kami berkembang dengan pantas. Prospek untuk meramalkan perubahan dalam teras Bumi mungkin berada dalam jangkauan.