Kas notiks, ja Zemes magnētiskais lauks pārslēgsies vai sabruks

2024 Autors: Sherilyn Boyd | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-16 09:37

Magnetosfēras pamati

Elektrisko strāvu rezultāts, kas radās dziļi Zemes ceļā caur dinamisku darbību, magnētiskās jomas ir šķidrs spēks, kas nemitīgi mainās spēka un orientācijas dēļ.

Zemes centrs

Pati mūsu planētas sirds ir cieta iekšējā dziļākā dziļākā dzelzs daļa, kas ir apmēram mēness izmērs. Tas ir tik karsts (no 9000 ° F līdz 13000 ° F vai apmēram 5000 ° C līdz 7200 ° C), ka tā temperatūra ir vienāda ar saules "virsmas" temperatūru, bet tā joprojām ir stabila kopējā spiediena dēļ, kas ir virs tā velk pret to gravitācijas dēļ.

Apkārt šim cietajam iekšējam kodolam ir otrais slānis, kas izgatavots galvenokārt no dzelzs-niķeļa sakausējuma. Gandrīz karsts (no 7200 ° F līdz 9000 ° F vai apmēram 4000 ° C līdz 5000 ° C), bet nedaudz mazāk spiediena, šī ārējā kodols ir šķidrs.

Ap ārējo kodolu ir biezas akmens karsts slānis, ko sauc par apvalku un kas "plūst kā smagais asfalts". Temperatūrai no 1600 ° F (871 ° C), kur tas atbilst Zemes garozai, līdz 4000 ° F (2204 ° C), kur tas atbilst ārējam kodolam, salīdzinoši vēss salīdzinājumā ar tā dziļākiem, blīvākiem kaimiņiem.

Elektriskās strāvas

Temperatūras atšķirība starp iekšējo serdi un mantiju izraisa to, ka Zeme kļūst par milzīgu magnētu. Kā nesen tika paskaidrots:

Starp iekšējo serdi un apvalku jābūt 2700 grādu F (1500 C) starpībai, lai stimulētu "termiskās kustības", kas kopā ar Zemes griešanos rada magnētisko lauku.

Šīs plūstošā šķidruma siltumvadības izraisa elektrisko strāvu, kas savukārt rada magnetosfēru:

Lai radītu magnētisko lauku, jāievēro vairāki nosacījumi: 1. jābūt vadošajam šķidrumam; 2. jābūt pietiekamai enerģijai, lai šķidrums varētu pārvietoties ar pietiekamu ātrumu un ar atbilstošu plūsmas modeli; 3. jābūt "sēklu" magnētiskajam laukam … Ir pietiekama enerģija [ārējā kodolā], lai vadītu konvekciju, un … kopā ar Zemes rotāciju iegūst atbilstošu plūsmas modeli … Pašreizējais [Saules laukums] darbojas kā sēklu lauks. Tā kā izkusušās dzelzs straume šķērso esošo [Saules] magnētisko lauku, tiek ģenerēta elektriskā strāva … Jaunizveidotais elektriskā lauks savukārt radīs magnētisko lauku …

Magnētiskā lauka plūsma

Ņemot vērā sistēmas mainīgumu, domājams, ka magnētiskais lauks nav nekustīga konstante, bet gan mainās tās stiprums, orientācija un polaritāte.

Orientācija

Tā kā 1831. gadā to pirmo reizi atklāja James Ross, magnētiskais ziemeļu pols ir pārvietojis vairāk nekā 600 jūdzes, un pēdējos gados šīs pārmaiņas ir paātrinājušās ar "vidējo ātrumu 10 km gadā… līdz 40 km gadā. "Paredzams, ka pāris gadu desmitu laikā no tā pašreizējās atrašanās vietas pārcelsies Ziemeļamerikā uz Āziju.

Pasliktinās spēks

Pēdējo 200 gadu laikā magnētiskais lauks ir "vājinājies par apmēram 15 procentiem." Tā kā magnētiskais lauks pasargā Zemes virsmu no kāda radiācijas daudzuma, "uzliesmojumi un koronālā masas izstumšana no saules" bija pilnīgi izzudušais lauks, varētu būt dramatiskas sekas:

Palielināsies starojums zemes līmenī… izraisot vairāk vēža izraisītu nāvi… bet tikai nedaudz…. Elektroenerģijas tīklu sabrukums no spēcīgām saules vētrām ir liels risks… [un] arī Zemes klimats varētu mainīties…. Daži spekulatīvie pētījumi liecina, ka Zemes magnētiskais lauks vājinās, mēs varam redzēt mosu pārklājumu troposfērā un palielināt polāro ozona caurumus….

Polu atgriešana

Daļa no dabiskā pasūtījuma pēdējo 20 miljonu gadu laikā centri ir mainījušies vidēji ik pēc 200 000-300 000 gadiem. Tomēr mums ilgi ir novēlota ilgtermiņa apvērse, jo pēdējā notikusi pirms aptuveni 780 000 gadiem.

Lai gan zinātnieki nav pārliecināti, daži uzskata, ka pole flip ir saistīts ar konvekciju kodolā, kur "vieglāki komponenti, piemēram, skābeklis, sērs un silīcija… pacelšanās pret pamatnes un mantijas robežu (CMB). "Tāpat kā nogulsnes uz okeāna grīdas uzkrājas uz augšu no centra uz malas virsmas, kas ir nevienmērīgs kā Zemes virsmas topogrāfija. Kad tiek savākti pietiekami daudz nogulšņu, tā izliek lavīnu ārējā kodolā, tādējādi atdzesējot to. Daži teorētiski apgalvo, ka "patiešām masveida KMB lavīnas var traucēt ģeodinamo un izraisīt Zemes dipola [dubultā magnētiskā] lauka sabrukumu."

Lēna atgriešana

Atzīstot no magnētiskajiem parakstiem, kas sastopami akmeņos un nogulumos, šodien zinātnieki zina, ka stabi regulāri pārslēdz vietas. Tiem apgriezieniem, kas ir pēdējie 200 000 gadu vai ilgāk, izmaiņas notiek vairāk nekā 1000 līdz 10 000 gadu periodā:

Tas nav pēkšņs uzsitiens, bet lēns process, kura laikā lauka spēks kļūst vājš, ļoti iespējams, ka lauks kļuvis sarežģītāks un var uz laiku parādīt vairāk nekā divus polus, pēc tam palielinās un izlīdzinās pretējā virzienā.

Ņemot vērā pēdējo pāris gadsimtu lauka izzušanas spēju, daži zinātnieki uzskata, ka mēs tuvojamies vēl vienam ilgtermiņa posmam. Daudzi mazina risku cilvēkiem, atzīmējot, ka magnētiskās jomas reti izzūd, tāpēc dzīvība uz Zemes paliek lielā mērā aizsargāta atgriešanās laikā.

Tomēr, ja magnētiskais lauks ievērojami vājinātos, mēs varētu (potenciāli) būt briesmās. Patiesībā daži pētnieki ir izteikuši viedokli, ka pastāv "tieša saikne starp neandertaliešu nāvi… un būtiski samazinās ģeomagnētiskā lauka intensitāte, kas notika tieši tajā pašā periodā."

Ātrie apvērļi

Pēdējos gados zinātnieki ir atraduši pierādījumus tam, ka magnētiskās polu maiņas var notikt ļoti ātri, lai gan nav skaidrs, vai tie parasti izraisa pilnīgu atgriešanos.

Jo beigās 1960 pie ciema Laschamp ar masīva-Centrālajā Francijā, zinātnieki konstatēja, nepilnīgu pierādījumu, kas noveda viņus ticēt ārkārtīgi strauja, īstermiņa magnētiskā maiņa notikusi tikai pirms 41000 gadiem (par laika Neandertālietis pazuda no Eiropa).

Citas pierādījumi par ātru novirzīšanos uz nāvi tika atklāti 1995. gadā atkaulotajā lavā Steensa kalnā, Oregonā. Tur esot magnētiskie kristāli, kas bija raksturīgi iežiem, parādījās ļoti ātra magnētiskā maiņa, kur polisti pārcēlās "vairāk nekā 10 000 reižu ātrāk nekā parasti, sešos grādos dienā."

Šajā izaicinājumā varētu būt pilnīga magnētiskā maiņa mēnešinevis tūkstošiem gadu, tik daudz zinātnieku bija saprotams skeptical - tas ir, kamēr papildu pierādījumi par īstermiņa flips tika atrasts 2010 Battle Mountain, Nevada, kur tika atklāts, ka "magnētiskā lauka pārvietots ar 53 grādiem vienā gads."

Vēl nesen, 2012. gadā zinātnieki atkārtoti apmeklēja Laschamp notikumu, šoreiz izskatot Melnās jūras nogulsnes serdes, kā arī citus datus no Klusā okeāna dienvidu un Ziemeļatlantijas, un to rezultāti bija ievērojami:

Apgrieztās polaritātes lauka ģeometrija, kuras lauka līnijas norāda uz pretējo virzienu salīdzinājumā ar mūsdienu konfigurāciju, bija apmēram 440 gadus, un tas bija saistīts ar lauka intensitāti, kas bija tikai viena ceturtdaļa no mūsdienu lauka…. Šajā periodā lauks bija pat vājāks, un tikai 5% no šodienas lauka intensitātes. Tā rezultātā Zeme gandrīz pilnībā zaudēja savu aizsargierīci pret smagajiem kosmiskajiem stariem, tādējādi ievērojami palielinājusies starojuma iedarbība.

Kaut arī nav tiešu pierādījumu cēloņsakarībai, Melnās jūras sedimentu serdeņi arī atklāja, ka apmēram vienā un tajā pašā laikā notika divi citi "ārkārtēji scenāriji":

Pēdējā ledus laikmetā notikušas daudzas pēkšņas klimata pārmaiņas [notika]… lielākais vulkāna izvirdums Ziemeļu puslodē pēdējo 100 000 gadu laikā… netālu no Neapoles, Itālijā… [un] Zemes magnētiskā lauka īslaicīga un strauja maiņa.