Kas atsitiks, kai Žemės magnetinis laukas jungiasi arba sunaikina

2024 Autorius: Sherilyn Boyd | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-16 09:38

Magnetosferos pagrindai

Elektros srovių, gilių Žemės paviršių, dinaminio veikimo rezultatas, magnetosfera yra skysčio jėga, kuri nuolat kinta dėl stiprumo ir orientacijos.

Žemės centras

Pačioje mūsų planetos širdyje yra kieta vidinė geležies gelmė, kuri yra apie mėnulio dydį. Jis yra toks karštas (nuo 9000 ° F iki 13000 ° F arba nuo 5000 ° C iki 7200 ° C), kad jo temperatūra yra lygi saulės "paviršiaus" temperatūrai, tačiau ji išlieka tvirta dėl visiško slėgio visame virš jo traukiamas link jo gravitacijos.

Šio kieto vidinio šerdies aplinką sudaro antras sluoksnis, pagamintas iš geležies nikelio lydinio. Beveik tokia karšta (nuo 7200 ° F iki 9000 ° F arba nuo 4000 ° C iki 5000 ° C), bet šiek tiek mažiau slėgio, ši išorinė šerdis yra skysta.

Aplink išorinio branduolio yra karšto sluoksnis tankus roko, vadinamas mantija, kad "teka kaip asfaltas po sunkaus svorio." Kai temperatūra svyruoja nuo 1600 ° F (871 ° C), kuriame ji pasiekia žemės plutoje, 4000 ° F (2204 ° C), kur jis atitinka išorinį šerdį, jis yra gana kietas, palyginti su jo gilesniais, tankesniais kaimynais.

Elektros srovės

Temperatūros skirtumas tarp vidinės šerdies ir apvalkalo lemia, kad Žemė taps milžinišku magnetu. Kaip neseniai buvo paaiškinta:

Turi būti 2,700 laipsnių F (1500 C) skirtumas tarp vidinės šerdies ir mantijos, kad paskatintų "šiluminius judesius", kurie kartu su Žemės nugara sukurtų magnetinį lauką.

Šie šiluminiai skysčių srautai sukelia elektros srovę, kuri savo ruožtu sukuria magnetosferą:

Dėl magnetinio lauko susidarymo turi būti įvykdytos kelios sąlygos: 1. turi būti laidžioji skystis; 2. turi būti pakankamai energijos, kad skystis galėtų judėti pakankamu greičiu ir tinkamu srautu; 3. turi būti "sėklos" magnetinis laukas … Yra pakankamai energijos [išorinėje šerdyje], kad būtų galima važiuoti konvekcija ir … kartu su Žemės sukimu, sukuria tinkamą srauto modelį … Esamas [Saulės] laukas veikia kaip sėklų laukas. Kadangi išlydyto geležies srautas praeina per esamą magnetinį lauką [Saulės], susidaro elektros srovė … Naujai sukurtas elektrinis laukas savo ruožtu sukurs magnetinį lauką …

Magnetinio lauko srautas

Atsižvelgiant į sistemos sklaidą, reikia manyti, kad magnetinis laukas nėra pastovi konstanta, bet pasikeičia jo stiprumas, orientacija ir poliškumas.

Orientacija

Nuo tada, kai 1831 m. James Ross pirmą kartą suprato, magnetinis šiaurinis polas perėjo daugiau nei 600 mylių, o pastaraisiais metais šis pasikeitimas pagreitėjo: "vidutinis greitis 10 km per metus… iki 40 km per metus. "Tikimasi per keletą dešimtmečių pereiti nuo dabartinės savo vietos Šiaurės Amerikoje į Aziją.

Sumažėjęs stipris

Per pastaruosius 200 metų, magnetinis laukas "susilpnėjo apie 15 proc." Kadangi magnetinis laukas apsaugo Žemės paviršių iš kai radiacijos kiekio, "raketos ir Karūna masės išmetimai nuo saulės" buvo lauke išnykti visiškai, gali būti dramatiškų padarinių:

Spinduliavimas žemėje padidėtų… sukelia daugiau mirčių nuo vėžio… bet tik šiek tiek…. Didžiulė rizika yra elektros tinklų sugriovė nuo stiprių saulės audrų… [ir] Žemės klimatas taip pat gali pasikeisti…. Kai kurie spekuliaciniai tyrimai parodė, kad kai Žemės magnetinis laukas silpnėja, mes galime matyti, kad debesies aprėptis tropuose auga, o poline ozono skylės padidėja….

Poliaus pasikeitimas

Dalis natūralios tvarkos, per pastaruosius 20 milijonų metų, poliai vidutiniškai pasikeitė kas 200 000-300 000 metų. Tačiau mes ilgai laukiame ilgalaikio pasikeitimo, nes paskutinis įvyko prieš 780 000 metų.

Nors mokslininkai nėra tikri, kai kurie mano, kad "pole flip" yra susijęs su konvekcija šerdyje, kur "lengvesni komponentai, tokie kaip deguonis, siera ir silicis… kylant į pagrindinio mantijos ribos (CMB). "Kaupiamosios kaip nuosėdų ant vandenyno dugno, tai" patenka "aukštyn nuo branduolio ant iš mantijos, kuri yra netolygus, kaip žemės paviršiaus topografijos paviršiaus. Kai kaupiasi pakankamai nuosėdų, jis išsišakoja kaip lavina, į išorinę šerdį, tokiu būdu vėsinant. Kai kurie teigia, kad "tikrai didžiuliai CMB lavinos gali sutrikdyti geodinamą ir sukelti Žemės dipolio [dviejų magnetinių laukų] lauką".

Lėtas pasikeitimas

Žvelgiant iš magnetinių parašų, rastų ant uolų ir nuosėdų, mokslininkai šiandien žino, kad poliai reguliariai perjungia vietas. Dėl tų pakeitimų, kurie praeina 200 000 ar daugiau metų, pasikeitimas vyksta per 1000-10 000 metų laikotarpį:

Tai ne staigus apverstas procesas, bet lėtas procesas, kurio metu lauko jėga tampa silpna, greičiausiai laukas tampa sudėtingesnis ir gali parodyti daugiau nei du polius tam tikrą laiką, tada sustiprėja ir sulygiuoja priešinga kryptimi.

Atsižvelgiant į pastarųjų porų šimtmečių pastangas, kai kurie mokslininkai mano, kad artėja prie kito ilgalaikio perjungimo. Daugelis žmonių sumažina riziką, pažymėdamas, kad magnetosfera retai išnyksta, taigi gyvenimas Žemėje iš esmės yra apsaugotas pertraukimo metu.

Tačiau, jei magnetinis laukas labai susilpnintų, galėtume (potencialiai) susidurti su sunkumais. Tiesą sakant, kai kurie mokslininkai nusprendė, kad "yra tiesioginis ryšys tarp neandertaliečių mirties… ir žymiai sumažėjo geomagnetinio lauko intensyvumas, įvykęs būtent tuo pačiu laikotarpiu."

Greitas pasikeitimas

Pastaraisiais metais mokslininkai rado įrodymų, kad magnetinio poliaus pasikeitimai gali pasireikšti labai greitai, nors neaišku, ar jie paprastai atsiranda visiškai pasikeitus.

1960 m. Pabaigoje, šalia Laschampo kaimo Prancūzijos Massif-Centrale, mokslininkai nustatė neužbaigtus įrodymus, kurie paskatino juos manyti, kad ypač nepaprastai greitas, trumpalaikis magnetinis pasikeitimas atsirado tik prieš 41 tūkst. Metų (apie tą laiką, kurį neandertaliečiai dingo Europa).

Kiti įrodymai apie greitą pamainų poslinkį 1995 m. Buvo aptiktos kietėjusi lava, Steenso kalne, Oregone. Ten magnetiniai kristalai uolose parodė super greitą magnetinį poslinkį, kuriame poliai "per 10 000 kartų greičiau nei įprasta, šešiuose laipsniais per dieną".

Tuo tokiu sprogimo greičiu gali atsirasti visiškas magnetinis poslinkis mėnesių, o ne tūkstančius metų, taigi daugelis mokslininkų buvo suprantamai skeptiški - tai yra tol, kol 2010 m. Battle Mountain, Nevada, rastų papildomų trumpalaikių šliužų įrodymų, kuriuose buvo nustatyta, kad "magnetinis laukas, perkeltas 53 laipsnių per vieną metus."

Dar neseniai, 2012 m. Mokslininkai vėl aplankė "Laschamp" renginį, šįkart tiriantys Juodosios jūros nuosėdų šerdis ir kitus duomenis iš Pietų Ramiojo vandenyno ir Šiaurės Atlanto, ir jų išvados buvo nepaprastos:

Atvirkštinio poliškumo lauko geometrija, kai lauko linijos nukreiptos į priešingą pusę, lyginant su šiuolaikine konfigūracija, trunka tik apie 440 metų, ir tai buvo siejama su lauko jėga, kuri buvo tik ketvirtadalis šios srities…. Per šį laikotarpį laukas buvo dar silpnesnis, tik 5% dabartinės lauko jėgos. Dėl šios priežasties Žemė beveik visiškai prarado apsauginį skydą nuo kietųjų kosminių spindulių, dėl to žymiai padidėjo radiacijos apšvita.

Nors nėra tiesioginių priežastinio ryšio įrodymų, Juodosios jūros nusėdimo branduoliai taip pat parodė, kad maždaug tuo pačiu metu įvyko dar du "ekstremalūs scenarijai":

Per paskutinį ledynmetį pasikeitė daugybė staigų klimato pokyčių… didžiausias ugnikalnio išsiveržimas Šiaurės pusrutulyje per pastaruosius 100 000 metų… netoli Neapolio, Italija… [ir] trumpą ir greitą Žemės magnetinio lauko pasikeitimą.