Apa yang Akan Terjadi Apabila Medan Magnetik Beralih atau Mengejar

2024 Pengarang: Sherilyn Boyd | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-16 09:39

Asas Magnetosfera

Hasil dari arus elektrik yang dijana jauh di dalam Bumi melalui tindakan dinamik, magnetosfera adalah daya bendalir yang sentiasa berubah dalam kekuatan dan orientasi.

Pusat Bumi

Hati planet kita adalah teras batin yang padat kebanyakannya besi yang kira-kira saiz bulan. Ia sangat panas (9000 ° F hingga 13000 ° F atau kira-kira 5000 ° C hingga 7200 ° C) bahawa suhunya sama dengan "permukaan" matahari, tetapi ia tetap pepejal kerana tekanan gabungan dari segala sesuatu di atasnya ditarik ke arahnya dengan graviti.

Sekeliling teras dalaman pepejal ini adalah lapisan kedua yang dibuat terutamanya dari aloi besi-nikel. Hampir panas (7200 ° F hingga 9000 ° F atau kira-kira 4000 ° C hingga 5000 ° C) tetapi di bawah sedikit kurang tekanan, teras luar ini adalah cecair.

Sekitar teras luar adalah lapisan panas padat batu, yang dikenali sebagai mantel, yang "mengalir seperti asfalt di bawah berat berat." Pada suhu dari 1600 ° F (871 ° C), di mana ia memenuhi kerak bumi, hingga 4000 ° F (2204 ° C), di mana ia memenuhi teras luar, ia agak sejuk berbanding dengan jiran-jirannya yang lebih dalam dan padat.

Arus Elektrik

Ketidaksamaan dalam suhu antara teras dalaman dan mantel menyebabkan Bumi menjadi magnet gergasi. Seperti yang telah dijelaskan baru-baru ini:

Perlu ada selisih 2.700 darjah F (1,500C) antara teras dalaman dan mantel untuk memacu "pergerakan haba" yang - bersama dengan spin bumi - mewujudkan medan magnet.

Pergerakan haba yang mengalir cecair ini mendorong arus elektrik yang seterusnya mewujudkan magnetosfera:

Untuk penjanaan medan magnet berlaku beberapa syarat harus dipenuhi: 1. mesti ada cairan yang beroperasi; 2. mesti ada tenaga yang mencukupi untuk menyebabkan bendalir bergerak dengan kelajuan yang cukup dan dengan pola aliran yang sesuai; 3. mesti ada medan magnet "benih" … Ada tenaga yang mencukupi [di luar teras] untuk memacu perolakan, dan … ditambah pula dengan putaran bumi, menghasilkan corak aliran yang sesuai … Bidang yang ada [Sun] bertindak sebagai bidang benih. Sebagai aliran besi lebur melalui medan magnet yang sedia ada [Matahari], arus elektrik dijana … Medan elektrik yang baru diwujudkan akan menghasilkan medan magnet …

Bidang Magnet dalam Fluks

Memandangkan ketidakstabilan sistem, ia menjadi alasan bahawa medan magnet bukan pemalar yang tidak bergerak, tetapi perubahan dalam kekuatan, orientasi dan polaritasnya.

Orientasi

Sejak pertama kali ditunjuk pada tahun 1831 oleh James Ross, kutub utara magnetik telah bergerak lebih daripada 600 batu, dan dalam beberapa tahun kebelakangan ini, perubahan ini telah mempercepatkan dari "kelajuan purata 10 km setahun… hingga 40 km setahun. "Ia dijangka bergerak dari lokasi semasa di Amerika Utara ke Asia dalam beberapa dekad.

Kekuatan yang semakin tinggi

Sepanjang 200 tahun yang lalu, medan magnet telah "lemah dengan kira-kira 15 peratus." Oleh kerana medan magnet melindungi permukaan bumi daripada beberapa radiasi, "flare dan pelepasan massa coronal dari matahari," adalah medan yang hilang sepenuhnya, mungkin ada kesan dramatik:

Sinaran di aras tanah akan meningkat… menyebabkan lebih banyak kematian akibat kanser… tetapi hanya sedikit…. Kerosakan grid elektrik akibat ribut solar yang teruk adalah risiko utama… [dan] iklim bumi juga dapat berubah…. Beberapa kajian spekulasi telah menyarankan bahawa apabila medan magnet Bumi lemah, kita dapat melihat peningkatan liputan awan di troposfera dan peningkatan lubang ozon polar….

Pole Reversal

Sebahagian daripada perintah semula jadi, sepanjang 20 juta tahun yang lalu, tiang telah terbalik, secara purata, setiap 200,000-300,000 tahun. Walau bagaimanapun, kami telah lama tertangguh untuk pembalikan jangka panjang, sejak yang terakhir berlaku kira-kira 780,000 tahun yang lalu.

Walaupun saintis tidak pasti, ada yang percaya bahawa tiang kutub itu berkaitan dengan perolakan dalam inti, di mana "komponen ringan, seperti oksigen, sulfur, dan silikon… naik ke sempadan teras-mantel (CMB). "Mengumpulkan seperti sedimen di dasar laut," jatuh "ini dari teras ke permukaan mantel, yang tidak sama seperti topografi permukaan bumi. Apabila sedimen yang cukup mengumpul, ia jatuh seperti longsoran, ke dalam teras luar, dengan itu menyejukkannya. Ada yang berpendapat bahawa "salji CMB yang benar-benar besar boleh mengganggu geoderma dan menyebabkan medan magnet dipole bumi [magnet dua] runtuh."

Pembalikan perlahan

Dikenal dari tandatangan magnet yang terdapat pada batu dan sedimen, saintis hari ini tahu bahawa tiang-tiang itu secara rutin mengalihkan tempat. Bagi pembalikan yang 200,000 tahun atau lebih, perubahan berlaku lebih dari 1,000 hingga 10,000 tahun:

Ia bukan satu flip tiba-tiba, tetapi proses perlahan, di mana kekuatan medan menjadi lemah, sangat mungkin bidang menjadi lebih kompleks dan mungkin menunjukkan lebih daripada dua tiang untuk seketika, dan kemudian membina kekuatan dan menyelaraskan ke arah yang bertentangan.

Memandangkan kekuatan semakin berkurangan sejak beberapa abad yang lalu, sesetengah saintis percaya bahawa kami menghampiri satu lagi flip jangka panjang. Ramai meremehkan risiko kepada manusia, dengan menyatakan bahawa magnetosfera jarang hilang, jadi kehidupan di Bumi masih sebahagian besarnya dilindungi semasa pembalikan.

Walau bagaimanapun, jika medan magnetnya menjadi ketara dengan ketara, kita boleh (berpotensi) menghadapi masalah. Sebenarnya, sesetengah penyelidik berpendapat bahawa terdapat "hubungan langsung antara kematian Neanderthal… dan penurunan ketara intensiti medan geomagnetik yang berlaku tepat pada masa yang sama."

Pembalikan Rapid

Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, saintis telah menemui bukti bahawa perubahan tiang magnet boleh berlaku dengan sangat cepat, walaupun tidak jelas jika mereka biasanya menghasilkan pembalikan lengkap.

Pada penghujung tahun 1960-an berhampiran dengan kampung Laschamp di Massif-Central di Perancis, para saintis mendapati bukti yang tidak lengkap yang menyebabkan mereka percaya bahawa pembalikan magnet yang sangat pantas dan jangka pendek telah berlaku hanya 41,000 tahun yang lalu (kira-kira masa Neanderthal hilang dari Eropah).

Bukti lain pergeseran kutub pantas ditemui pada tahun 1995 di lava keras di Steens Mountain, Oregon. Di sana, kristal-kristal magnet di dalam batuan menunjukkan pergeseran magnet super cepat telah berlaku, satu di mana tiang bergerak "lebih dari 10,000 kali lebih cepat daripada biasa, pada enam darjah sehari."

Pada kadar breakneck itu, pergeseran magnetik yang lengkap boleh berlaku dalam bulan, dan bukannya beribu-ribu tahun, begitu banyak saintis yang difahami dengan ragu-ragu - sehingga bukti selanjutnya tentang keruntuhan jangka pendek ditemui pada tahun 2010 di Battle Mountain, Nevada, di mana ia telah dinyatakan bahawa "medan magnet bergerak sebanyak 53 darjah dalam satu tahun."

Baru-baru ini, pada tahun 2012, saintis kembali melawat peristiwa Laschamp, kali ini memeriksa teras sedimen dari Laut Hitam serta data lain dari Pasifik Selatan dan Atlantik Utara, dan penemuan mereka adalah luar biasa:

Geometri medan polaritas terbalik, dengan garis medan yang menunjuk ke arah yang bertentangan berbanding dengan konfigurasi hari ini, berlangsung hanya sekitar 440 tahun, dan ia dikaitkan dengan kekuatan medan yang hanya seperempat daripada medan hari ini…. Sepanjang tempoh ini, bidang itu lebih lemah, dengan hanya 5% kekuatan medan hari ini. Akibatnya, Bumi hampir kehilangan perlindungan sepenuhnya terhadap sinar kosmik yang keras, menyebabkan pendedahan radiasi meningkat dengan ketara.

Walaupun tidak ada bukti langsung hubungan kausal, teras sedimen Laut Hitam juga mendedahkan bahawa dua lagi "senario melampau" berlaku pada masa yang sama:

Banyak perubahan iklim yang mendadak semasa zaman ais terakhir [berlaku bersama]… letusan gunung berapi terbesar di hemisfera utara pada masa lalu 100,000 tahun… berhampiran Naples, Itali… [dan] pembalikan medan magnet bumi yang pendek dan pantas.