ขั้วแม่เหล็กมีการเปลี่ยนแปลง การเคลื่อนที่ของขั้วแม่เหล็กโลก

สนามแม่เหล็กโลกล้อมรอบโลกของเราเหมือนเกราะป้องกันพลังงานที่มองไม่เห็น ช่วยปกป้องสิ่งมีชีวิตจากรังสีดวงอาทิตย์ที่เป็นอันตรายโดยการเบี่ยงเบนอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า แต่แทบจะเรียกได้ว่าสนามแม่เหล็กมีความเสถียรเนื่องจากมีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา ประวัติศาสตร์ของโลกของเรามีการพลิกกลับของโลกอย่างน้อยหลายร้อยครั้งเมื่อขั้วแม่เหล็กเหนือและใต้เปลี่ยนสถานที่ แต่สิ่งนี้จะเกิดขึ้นต่อไปเมื่อใด และจะส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตบนโลกอย่างไร

ในระหว่างการเลี้ยว สนามแม่เหล็กจะไม่เป็นศูนย์ แต่จะอ่อนลงและมีรูปร่างซับซ้อน ความแข็งแกร่งของเขาอาจลดลงเหลือ 10% ของที่เป็นอยู่ตอนนี้ นอกจากนี้ อาจเกิดขั้ว "เหนือ" และ "ใต้" หลายขั้ว รวมถึงที่เส้นศูนย์สูตรด้วย

โดยเฉลี่ยแล้ว การพลิกกลับของสนามแม่เหล็กโลกดังกล่าวเกิดขึ้นหลายครั้งทุกๆ ล้านปี อย่างไรก็ตาม ช่วงเวลาระหว่างการกลับตัวนั้นไม่สม่ำเสมอมากนักและอาจถึงหลายสิบล้านปี

การกลับตัวชั่วคราวและไม่สมบูรณ์อาจเกิดขึ้นได้ ในระหว่างที่ขั้วแม่เหล็กเคลื่อนที่ออกจากพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ (บางทีอาจข้ามเส้นศูนย์สูตรด้วยซ้ำ) ก่อนที่จะกลับคืนสู่ตำแหน่งเดิม การพลิกกลับของเสาครั้งสุดท้ายเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 780,000 ปีที่แล้ว นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าการพลิกกลับชั่วคราวเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 41,000 ปีที่แล้ว สิ่งนี้กินเวลาน้อยกว่า 1,000 ปี และการกลับขั้วที่แท้จริงกินเวลาราว 250 ปี

การสูญเสียพลังงาน

การเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กระหว่างการเลี้ยวจะทำให้ผลการป้องกันลดลง ส่งผลให้ระดับรังสีบนพื้นผิวโลกและในชั้นบรรยากาศเพิ่มขึ้น หากสิ่งนี้เกิดขึ้นในวันนี้ การเพิ่มขึ้นของอนุภาคมีประจุที่มาถึงโลกจะนำไปสู่ความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นสำหรับดาวเทียม การบิน และโครงสร้างพื้นฐานด้านไฟฟ้าภาคพื้นดิน พายุแม่เหล็กโลกซึ่งขับเคลื่อนโดยปฏิกิริยาระหว่างการแผ่รังสีขนาดใหญ่ผิดปกติของพลังงานแสงอาทิตย์กับสนามแม่เหล็กของเรา ทำให้เรามีโอกาสรู้ว่าเราควรคาดหวังอะไรในกรณีที่เกราะป้องกันแม่เหล็กอ่อนกำลังลง

ผลที่ตามมาของพายุแม่เหล็กโลก

ในปี 2546 พายุฮัลโลวีนที่เรียกว่าพายุทำให้เกิดไฟฟ้าดับในสวีเดน นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องเปลี่ยนเส้นทางการบินเพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาด้านการสื่อสารและความเสี่ยงจากรังสี พายุยังนำไปสู่การทำลายดาวเทียมและระบบสื่อสาร แต่นับว่าเล็กน้อยเมื่อเทียบกับพายุลูกอื่นๆ ในอดีตที่ผ่านมา เช่น เหตุการณ์ที่แคร์ริงตันในปี 1859 ซึ่งนำแสงออโรราโบเรลิสมาสู่ทะเลแคริบเบียน

ผลกระทบของพายุใหญ่ต่อโครงสร้างพื้นฐานอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่นั้นยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ แน่นอน เวลาที่ไม่ใช้ไฟฟ้า เครื่องทำความร้อน เครื่องปรับอากาศ GPS หรืออินเทอร์เน็ตจะมีผลกระทบอย่างมาก ไฟฟ้าดับเป็นวงกว้างอาจนำไปสู่ความสั่นสะเทือนทางเศรษฐกิจซึ่งมีมูลค่าหลายหมื่นล้านดอลลาร์ต่อวัน

เราควรคาดหวังการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่หรือไม่?

แต่เราจะคาดหวังอะไรได้บ้างในแง่ของชีวิตบนโลกและผลกระทบโดยตรงต่อเผ่าพันธุ์ของเรา เราไม่สามารถคาดเดาได้แน่ชัดว่าจะเกิดอะไรขึ้น เนื่องจากมนุษย์สมัยใหม่ยังไม่ปรากฏตัวในช่วงการกลับตัวครั้งสุดท้าย การศึกษาบางชิ้นพยายามเชื่อมโยงเหตุการณ์ที่คล้ายกันในอดีตกับการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ สันนิษฐานว่าการพลิกกลับของขั้วแม่เหล็กและการเกิดภูเขาไฟเป็นเวลานานอาจเกิดจากสาเหตุทั่วไป อย่างไรก็ตาม ไม่มีหลักฐานของเหตุการณ์ภัยพิบัติที่จะเกิดขึ้น ดังนั้น เราน่าจะต้องต่อสู้กับการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า หากสนามแม่เหล็กของโลกเริ่มเปลี่ยนแปลง

เราทราบดีว่าสัตว์หลายชนิดมีรูปแบบการรับรู้สนามแม่เหล็กซึ่งช่วยให้พวกมันสัมผัสสนามแม่เหล็กโลกได้ พวกเขาสามารถใช้คุณสมบัตินี้เพื่อนำทางระหว่างทวีประหว่างการย้ายข้อมูล แต่ยังไม่ชัดเจนว่าการกลับขั้วจะมีผลอย่างไรต่อสายพันธุ์ดังกล่าว เป็นที่แน่ชัดว่ามนุษย์ในยุคแรก ๆ สามารถรอดชีวิตจากเหตุการณ์การพลิกผันที่ไม่สมบูรณ์ และสิ่งมีชีวิตบนโลกโดยรวมประสบกับเหตุการณ์ที่คล้ายคลึงกันอย่างสมบูรณ์หลายร้อยครั้ง ดังหลักฐานจากบันทึกทางธรณีวิทยา

เราสามารถทำนายการกลับตัวของสนามแม่เหล็กโลกได้หรือไม่?

ข้อเท็จจริงง่ายๆ ที่ว่าสนามแม่เหล็กโลกกำลังลดขนาดลง (5% ต่อศตวรรษ) นำไปสู่ข้อเสนอแนะว่าอาจมีการเปลี่ยนแปลงภายใน 2,000 ปีข้างหน้า แต่จะเป็นการยากที่จะระบุวันที่ที่แน่นอน อย่างน้อยก็ในตอนนี้

สนามแม่เหล็กโลกถูกสร้างขึ้นภายในแกนของเหลวของโลกของเรา เช่นเดียวกับชั้นบรรยากาศและมหาสมุทร เส้นทางนั้นอยู่ภายใต้กฎของฟิสิกส์ ตามทฤษฎีแล้ว เราสามารถทำนาย "สภาพอากาศหลัก" ได้โดยการติดตามการเคลื่อนไหวนี้ เช่นเดียวกับที่เราทำนายสภาพอากาศจริงโดยดูที่ชั้นบรรยากาศและมหาสมุทร การกลับขั้วสามารถเปรียบเทียบได้กับพายุประเภทหนึ่งในแกนกลาง ซึ่งไดนามิกและสนามแม่เหล็กเริ่มล้มเหลว (อย่างน้อยก็ในช่วงเวลาสั้นๆ) ก่อนที่จะดีดกลับ

ความยากลำบากในการพยากรณ์

ความยากลำบากในการพยากรณ์อากาศล่วงหน้าหลายวันเป็นที่ทราบกันอย่างกว้างขวางแม้ว่าเราจะอาศัยอยู่ในชั้นบรรยากาศและสังเกตโดยตรงก็ตาม การคาดการณ์ว่าแกนโลกจะมีพฤติกรรมอย่างไรนั้นยากยิ่งกว่า เนื่องจากส่วนใหญ่ถูกฝังอยู่ใต้เปลือกโลก 3,000 กม. ดังนั้นการสังเกตของเราจึงหายากและเป็นทางอ้อม อย่างไรก็ตาม เราไม่สามารถพูดได้ว่าเราตาบอดสนิท: นักวิทยาศาสตร์รู้ส่วนประกอบหลักของวัสดุภายในแกนกลางดีพอๆ กับที่มันอยู่ในสถานะของเหลว เครือข่ายหอสังเกตการณ์บนภาคพื้นดินและดาวเทียมที่โคจรรอบโลกยังสามารถวัดการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กได้ ทำให้เราเข้าใจถึงการเคลื่อนไหวของแกนกลางที่เป็นของเหลว

การค้นพบกระแสไอพ่นภายในแกนหลักเมื่อเร็วๆ นี้เน้นให้เห็นถึงความฉลาดที่พัฒนาขึ้นของเราและความสามารถที่เพิ่มขึ้นในการวัดและศึกษาไดนามิกของแกนกลาง เมื่อรวมกับการจำลองเชิงตัวเลขและการทดลองในห้องปฏิบัติการที่ศึกษาพลวัตของของไหลภายในดาวเคราะห์ ความเข้าใจของเราก็ก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว โอกาสในการทำนายการเปลี่ยนแปลงในแกนโลกอาจอยู่ใกล้แค่เอื้อม