Plānošana no Zemes, piemēram, neredzami spageti, ir planētas magnētiskais lauks. Šis lauks, kuru izveidojis Zemes kodola karstums, ir svarīgs ikdienas dzīvē: Tas pasargā planētu no saules daļiņām, tas nodrošina navigācijas pamatu un tam varētu būt bijusi nozīmīga loma dzīvības evolūcijā uz Zemes.
Bet kas notiktu, ja Zemes magnētiskais lauks rīt pazustu? Lielāks uzlādēto saules daļiņu skaits bombardētu planētu, noliekot elektrotīklus un satelītus frīzē un palielinot cilvēku pakļaušanu augstāka līmeņa vēzi izraisošajam ultravioletajam starojumam. Citiem vārdiem sakot, iztrūkstošam magnētiskajam laukam būtu sekas, kas vismazāk īstermiņā būtu problemātiskas, bet ne vienmēr apokaliptiskas.
Un tās ir labas ziņas, jo vairāk nekā gadsimtu tās vājina. Pat tagad ir īpaši nevīžīgi plankumi, piemēram, Dienvidu Atlantijas anomālija dienvidu puslodē, kas rada tehniskas problēmas satelītiem ar zemu riņķa līniju.
Pirmā lieta, kas jāsaprot par magnētisko lauku, ir tāda, ka pat tad, ja tas vājinās, tas nepazudīs - vismaz, ne jau miljardiem gadu. Zeme par savu magnētisko lauku ir parādā izkusušajai ārējai serdei, kuru galvenokārt veido dzelzs un niķelis. Kuģojošo ārējo serdi darbina siltuma konvekcija, kas izdalās, kad iekšējā serde aug un sacietē, sacīja Džons Tarduno, Ročesteras universitātes ģeofiziķis. (Iekšējais kodols palielinās par apmēram milimetru gadā.)
Šis magnētiskā lauka dzinējs, kas pazīstams kā dinamo, jau vairākus gadus ir ķēries klāt. Saskaņā ar 2015. gada pētījumiem, kas atklāja magnētiskā lauka stipruma lēcienu ap to laiku, zinātnieki domā, ka pašreizējais galvenā izkārtojums varētu būt nokārtojies apmēram pirms 1,5 miljardiem gadu. Bet Tarduno un viņa komanda ir atraduši pierādījumus par planētas vecāko minerālu - cirkonu - magnētiskā lauka parādīšanos uz Zemes, kas datēti ar 4,2 miljardiem gadu, kas liecina, ka darbība kodolā ļoti ilgi rada magnētismu.
Nav skaidrs, kāpēc sākās dinamo, Tarduno stāstīja Live Science, lai gan iespējams, ka galvenais dzinējspēks varētu būt milzīgā planētas ietekme, kas radīja Mēnesi. Šī ietekme, kas notika varbūt 100 miljonus gadu pēc Zemes apvienošanās, varēja satricināt jebkādu Zemes kodolā esošo materiālu noslāņošanos vai slāņošanos: Iedomājieties, ka planētas mērogā būtu sakrata eļļas un ūdens pudeli. Šis traucējums varēja veicināt konvekciju, kas šodien joprojām vada Zemes dinamo.
Galu galā iekšējais kodols, iespējams, augs pietiekami liels, lai konvekcija ārējā kodolā vairs nebūtu efektīva, un magnētiskais lauks neizdosies. Bet šis scenārijs ir tik tālu, ka nav vērts zaudēt daudz miega.
"Mēs runājam miljardiem gadu," sacīja Tarduno.
Pasliktinās magnētiskais lauks
Cilvēku dzīvē daudz svarīgāk ir tas, ka magnētiskais lauks vājina. Zinātnieki šo vājināšanos pēdējos 160 gadus ir tieši mērījuši ar magnētiskām observatorijām un satelītiem. Tas, vai lauks pirms tam traucēja, ir nedaudz murkierīgāks, kā tas tiks darīts nākamreiz. Pašlaik magnētiskais lauks ir aptuveni 80% dipolāru, sacīja Tarduno. Tas nozīmē, ka tas darbojas galvenokārt kā stieņa magnēts. Ja jūs varētu ap planētu ievietot dzelzs kartotēkas (un noņemt saules, kas rada pastāvīgu uzlādētu daļiņu straumi, ko sauc par saules vēju pret Zemi, pūšot magnētiskajam laukam apkārt kā gariem matiem brīze), iegūtais magnētiskais lauks līnijas parādītu skaidrus ziemeļu un dienvidu virzienus. Bet 20% lauka ir nepipolāri, kas nozīmē, ka tas ir sarežģītāk; pastāv vietējas variācijas.
Agrāk magnētiskais lauks ir pārslīdējis, apmainot ziemeļus un dienvidus. Pēdējais no šiem apvērsumiem notika pirms 780 000 gadiem, ap Homo erectus. Lauka pavājināšanās parasti ir notikusi pirms šīm pārvēršanām, radot jautājumus par to, vai drīzumā ir gaidāma vēl viena pārēšanās. Bet lauks reizēm arī vājina un pēc tam atkal nostiprinās, nepārlaižoties - parādību sauc par ekskursiju.
Tarduno un viņa komanda ir secinājuši, ka dīvaini virpuļi Dienvidāfrikas kodolā varētu būt daļa no šī trūkuma. Šķiet, ka šis virpuļis izraisa Dienvidu Atlantijas anomāliju, zināmu vājo vietu laukā, kas stiepjas no aptuveni 190 jūdzēm (300 kilometriem) uz austrumiem no Brazīlijas un šķērso lielu daļu Dienvidamerikas. Šajā apgabalā saules vēja uzlādētās daļiņas iegremdējas tuvāk nekā parasti Zemei. Dienvidu Atlantijas anomālija nav īpaši pamanāma uz zemes. Bet Zemes riņķojošie pavadoņi tur sastopas ar vairāk kaitīgām saules daļiņām, un astronauti, kuri ir devušies cauri reģionam Starptautiskajā kosmosa stacijā, ir ziņojuši par šaušanas zvaigžņu vizuālām parādībām, kuras, domājams, izraisa relatīvi augsts radiācijas līmenis zemās Zemes orbītas līmenī tur. .
Zeme bez lauka
Tarduno un viņa komandai ir aizdomas, ka mantijas svārstības zem Dienvidāfrikas varētu būt bijušas magnētiskā lauka apgriezienu pavērsiena vietas. Labā ziņa ir tā, ka pat tad, ja lauks vājinās vai gatavojas uzsist, tas nepazūd; nekas neliecina par to, ka magnētiskais lauks reversijas laikā kādreiz būtu pilnībā izzudis.
Pat ja lauks mainās, "mums joprojām būs kāds magnētiskais lauks; tas vienkārši būs ļoti vājš magnētiskais lauks," sacīja Tarduno.
Kā izskatās šī pasaule ar minimālu magnētisko lauku? Nu, jūsu kompass nedarbosies, no vienas puses. "Tas būs tikai vērsts uz augstāko magnētisko lauku," sacīja Tarduno. "Tas varētu būt jums ļoti tuvu; tas varētu būt ļoti tālu."
Ziemeļu un dienvidu gaisma būtu redzama no zemākiem platuma grādiem, jo šie krāsainie šovi ir mijiedarbības rezultāts starp uzlādētām daļiņām, kuras no saules izvelk saules vējš, un Zemes magnetosfēru. Pašlaik šīs auroras parādās pie poliem, sekojot Zemes lielākoties ziemeļu-dienvidu magnētiskā lauka līnijām, bet vājāks lauks ļautu daļiņām iekļūt Zemes atmosfērā, apgaismojot debesis tuvāk ekvatoram.
Apstākļi Atlantijas okeāna dienvidu daļas anomālijā satelītiem varētu kļūt izplatīti visā pasaulē, kas izraisītu tehniskas kļūdas. Saules daļiņas var piespraust elektroniku, izjaucot atmiņas bitus, ko sauc par viena notikuma traucējumiem jeb SEU. Kad Saules daļiņas mijiedarbojas ar uzlādēto Zemes atmosfēras slāni, ko sauc par jonosfēru, tās arī klauvē elektronus, kas ir brīvi no savām molekulārajām orbītām. Pēc tam šie brīvie elektroni traucē saziņai izmantoto augstfrekvences radioviļņu pārraidi.
Saules vēja un Zemes atmosfēras mijiedarbība laika gaitā var arī noārdīt ozona slāni, sacīja Tarduno, kas paaugstinātu cilvēces kolektīvo ultravioletā starojuma iedarbību un palielinātu ādas vēža risku.
"Lai gan tas, iespējams, nebūtu absolūti katastrofāls dzīvībai, uz zemes bez magnētiskā lauka būtu daudz lielākas radiācijas devas," sacīja Londonas Karalienes Marijas universitātes kosmosa plazmas fiziķis Martins Arčers.
Nav maz pierādījumu tam, ka pagātnes magnētiskā lauka variācijas ir ietekmējušas dzīvi uz Zemes. Joprojām magnētiskais lauks neapšaubāmi ir veidojis Zemes virsmu, palīdzot saglabāt planētas trauslo atmosfēru no nepūšamā kosmosa ar saules vēja nerimstošo spēku, Arčers stāstīja Live Science.
Magnētiskajam laukam nav izšķirošas nozīmes atmosfēras veidošanā - Venērai nav magnētiskā lauka, un tai ir masīva, ja nevēlama atmosfēra -, bet tas noteikti darbojas kā papildu aizsargājošs slānis. Marsam, kuram kādreiz bija magnētiskais lauks, bet kurš to zaudēja pirms apmēram 4 miljardiem gadu, atmosfēra gandrīz pilnībā tika izzaudēta. Un, ja būtu veids, kā Mēnesim piešķirt Zemei līdzīgu atmosfēru, Saules vējš to simpātīgā gadsimtā neko nedarīs, sacīja Arčers.
