Το μαγνητικό πεδίο της Γης προστατεύει τη ζωή στη Γη από την ακτινοβολία, αλλά μπορεί να κινηθεί και οι μαγνητικοί πόλοι μπορούν ακόμη και να αναστραφούν.

By | November 28, 2023

Το μαγνητικό πεδίο της Γης παίζει μεγάλο ρόλο στην προστασία των ανθρώπων από επικίνδυνες ακτινοβολίες και γεωμαγνητικές δραστηριότητες που μπορούν να επηρεάσουν την δορυφορική επικοινωνία και τη λειτουργία των ηλεκτρικών δικτύων. Και κινείται.

Οι επιστήμονες έχουν μελετήσει και παρακολουθεί την κίνηση των μαγνητικών πόλων για αιώνες. Η ιστορική κίνηση αυτών των πόλων υποδηλώνει μια αλλαγή στην παγκόσμια γεωμετρία του μαγνητικού πεδίου της Γης. Μπορεί ακόμη και να υποδηλώνει την αρχή μιας αντιστροφής πεδίου – μια «αναστροφή» μεταξύ του βόρειου και του νότιου μαγνητικού πόλου.

Είμαι ένας φυσικός που μελετά την αλληλεπίδραση μεταξύ πλανητών και διαστήματος. Ενώ ο βόρειος μαγνητικός πόλος που κινείται λίγο δεν είναι μεγάλη υπόθεση, μια αντιστροφή θα μπορούσε να έχει μεγάλο αντίκτυπο στο κλίμα της Γης και στη σύγχρονη τεχνολογία μας. Αλλά αυτές οι ανατροπές δεν γίνονται αμέσως. Αντίθετα, συμβαίνουν σε χιλιάδες χρόνια.

As localizações observadas do pólo magnético norte de 1831 a 2007 são quadrados amarelos.  As localizações dos pólos modeladas de 1590 a 2025 são círculos progredindo do azul para o amarelo.  <ahref=Εθνικά Κέντρα Περιβαλλοντικής Πληροφόρησης“data-src=”https://s.yimg.com/ny/api/res/1.2/S6hBOPNyePSMgX2XKhqgSA–/YXBwaWQ9aGlnaGxhbmRlcjt3PTk2MDtoPTUwNQ–/https://media.zenfs.com/conversation_caf200000000000000000/en/ 2 65c4c2591f245024235″/ >

Δημιουργία μαγνητικού πεδίου

Πώς λοιπόν δημιουργούνται μαγνητικά πεδία όπως αυτό γύρω από τη Γη;

Τα μαγνητικά πεδία δημιουργούνται από την κίνηση των ηλεκτρικών φορτίων. Ένα υλικό που επιτρέπει στα φορτία να κινούνται εύκολα ονομάζεται αγωγός. Το μέταλλο είναι ένα παράδειγμα αγωγού – οι άνθρωποι το χρησιμοποιούν για να μεταφέρουν ηλεκτρικά ρεύματα από το ένα μέρος στο άλλο. Το ίδιο το ηλεκτρικό ρεύμα αποτελείται απλώς από αρνητικά φορτία που ονομάζονται ηλεκτρόνια που κινούνται μέσα στο μέταλλο. Αυτό το ρεύμα δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο.

Στον πυρήνα του υγρού σιδήρου της Γης μπορούν να βρεθούν στρώματα αγώγιμου υλικού. Τα ρεύματα φόρτισης κινούνται σε όλο τον πυρήνα και ο υγρός σίδηρος επίσης κινείται και κυκλοφορεί στον πυρήνα. Αυτές οι κινήσεις δημιουργούν το μαγνητικό πεδίο.

Η Γη δεν είναι ο μόνος πλανήτης με μαγνητικό πεδίο – οι αέριοι γίγαντες πλανήτες όπως ο Δίας έχουν ένα αγώγιμο στρώμα μεταλλικού υδρογόνου που δημιουργεί τα μαγνητικά τους πεδία.

Η κίνηση αυτών των αγώγιμων στρωμάτων μέσα σε πλανήτες έχει ως αποτέλεσμα δύο τύπους πεδίων. Μεγαλύτερες κινήσεις, όπως μεγάλης κλίμακας περιστροφές με τον πλανήτη, οδηγούν σε ένα συμμετρικό μαγνητικό πεδίο με βόρειο και νότιο πόλο – παρόμοιο με έναν μαγνήτη παιχνιδιών.

Αυτά τα αγώγιμα στρώματα μπορεί να έχουν κάποιες ακανόνιστες τοπικές κινήσεις λόγω τοπικών αναταράξεων ή μικρότερων ροών που δεν ακολουθούν το σχέδιο μεγάλης κλίμακας. Αυτές οι ανωμαλίες θα εκδηλωθούν σε ορισμένες μικρές ανωμαλίες στο μαγνητικό πεδίο του πλανήτη ή σε μέρη όπου το πεδίο αποκλίνει από το να είναι τέλειο διπολικό πεδίο.

Αυτές οι μικρής κλίμακας μετατοπίσεις στο μαγνητικό πεδίο μπορούν πραγματικά να οδηγήσουν σε μεγάλης κλίμακας αλλαγές στο πεδίο με την πάροδο του χρόνου και ενδεχομένως ακόμη και σε πλήρη αντιστροφή της πολικότητας του διπολικού πεδίου, όπου ο βορράς γίνεται νότος και αντίστροφα. Οι ονομασίες «βορράς» και «νότος» στο μαγνητικό πεδίο αναφέρονται στις αντίθετες πολικότητες τους – δεν σχετίζονται με γεωγραφικό βορρά και νότο.

Campo magnético da Terra.  Os pólos magnéticos norte e sul refletem os pólos norte e sul geográficos.  <ahref=PeterHermesFurian/iStock μέσω Getty Images Plus“data-src=”https://s.yimg.com/ny/api/res/1.2/izL4mEGk2zQ9AhwAkX.Bbg–/YXBwaWQ9aGlnaGxhbmRlcjt3PTk2MDtoPTk2MA–/https://media.zenfs_convers/zQ9AhwAkX.Bbg–/YXBwaWQ9aGlnaGxhbmRlcjt3PTk2MDtoPTk2MA–/https://media.zenfs_convers. 6e 73b682c42a7f9cfbe ” />

Η μαγνητόσφαιρα της Γης, μια προστατευτική φυσαλίδα

Το μαγνητικό πεδίο της Γης δημιουργεί μια μαγνητική «φυσαλίδα» που ονομάζεται μαγνητόσφαιρα πάνω από το ανώτερο τμήμα της ατμόσφαιρας, το στρώμα της ιονόσφαιρας.

Η μαγνητόσφαιρα παίζει σημαντικό ρόλο στην προστασία των ανθρώπων. Προστατεύει και εκτρέπει την επιβλαβή υψηλής ενέργειας κοσμική ακτινοβολία, η οποία δημιουργείται σε αστρικές εκρήξεις και κινείται συνεχώς μέσα στο σύμπαν. Η μαγνητόσφαιρα αλληλεπιδρά επίσης με τον ηλιακό άνεμο, ο οποίος είναι μια ροή μαγνητισμένου αερίου που στέλνει ο Ήλιος.

Η αλληλεπίδραση της μαγνητόσφαιρας και της ιονόσφαιρας με τον μαγνητισμένο ηλιακό άνεμο δημιουργεί αυτό που οι επιστήμονες αποκαλούν διαστημικό καιρό. Τυπικά, ο ηλιακός άνεμος είναι ήπιος και υπάρχει λίγος ή καθόλου διαστημικός καιρός.

Ωστόσο, υπάρχουν στιγμές που ο Ήλιος εκτοξεύει μεγάλα μαγνητισμένα σύννεφα αερίου που ονομάζονται εκτοξεύσεις στεφανιαίας μάζας στο διάστημα. Εάν αυτές οι στεφανιαίες εκτοξεύσεις μάζας φτάσουν στη Γη, η αλληλεπίδρασή τους με τη μαγνητόσφαιρα θα μπορούσε να δημιουργήσει γεωμαγνητικές καταιγίδες. Οι γεωμαγνητικές καταιγίδες μπορούν να δημιουργήσουν σέλας, που συμβαίνουν όταν ένα ρεύμα ενεργητικών σωματιδίων χτυπά την ατμόσφαιρα και ανάβει.

Κατά τη διάρκεια καιρικών φαινομένων του διαστήματος, υπάρχει πιο επικίνδυνη ακτινοβολία κοντά στη Γη. Αυτή η ακτινοβολία μπορεί ενδεχομένως να βλάψει δορυφόρους και αστροναύτες. Ο καιρός στο διάστημα μπορεί επίσης να βλάψει μεγάλα αγώγιμα συστήματα, όπως μεγάλους σωλήνες και ηλεκτρικά δίκτυα, υπερφορτώνοντας τα ρεύματα σε αυτά τα συστήματα.

Τα καιρικά φαινόμενα στο διάστημα μπορούν επίσης να διαταράξουν την δορυφορική επικοινωνία και τη λειτουργία GPS, στην οποία βασίζονται πολλοί άνθρωποι.

Ανατροπές γηπέδου

Οι επιστήμονες χαρτογραφούν και παρακολουθούν το γενικό σχήμα και τον προσανατολισμό του μαγνητικού πεδίου της Γης χρησιμοποιώντας τοπικές μετρήσεις του προσανατολισμού και του μεγέθους του πεδίου και, πιο πρόσφατα, μοντέλα.

Η θέση του βόρειου μαγνητικού πόλου έχει αλλάξει περίπου 600 μίλια (965 χιλιόμετρα) από τότε που έγινε η πρώτη μέτρηση το 1831. Η ταχύτητα της μετανάστευσης έχει αυξηθεί από 10 μίλια ανά έτος σε 34 μίλια το χρόνο (16 χλμ. σε 54 χλμ.) σε περισσότερα χρόνια πρόσφατα. Αυτή η επιτάχυνση θα μπορούσε να υποδηλώνει την αρχή μιας αντιστροφής πεδίου, αλλά οι επιστήμονες δεν μπορούν να το πουν με δεδομένα λιγότερα από 200 χρόνια.

Το μαγνητικό πεδίο της Γης αντιστρέφεται σε χρονικές κλίμακες που κυμαίνονται μεταξύ 100.000 και 1.000.000 ετών. Οι επιστήμονες μπορούν να πουν πόσο συχνά το μαγνητικό πεδίο αντιστρέφεται κοιτάζοντας τα ηφαιστειακά πετρώματα στον ωκεανό.

Αυτοί οι βράχοι καταγράφουν τον προσανατολισμό και την ισχύ του μαγνητικού πεδίου της Γης όταν δημιουργήθηκαν, επομένως η χρονολόγηση αυτών των πετρωμάτων παρέχει μια καλή εικόνα για το πώς έχει εξελιχθεί το πεδίο της Γης με την πάροδο του χρόνου.

Οι ανατροπές πεδίου συμβαίνουν γρήγορα από γεωλογική άποψη, αν και αργές από ανθρώπινη άποψη. Μια αναστροφή συνήθως διαρκεί μερικές χιλιάδες χρόνια, αλλά κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου ο προσανατολισμός της μαγνητόσφαιρας μπορεί να αλλάξει και να εκθέσει περισσότερο μέρος της Γης σε κοσμική ακτινοβολία. Αυτά τα γεγονότα μπορούν να αλλάξουν τη συγκέντρωση του όζοντος στην ατμόσφαιρα.

Οι επιστήμονες δεν μπορούν να πουν με βεβαιότητα πότε θα συμβεί η επόμενη αντιστροφή πεδίου, αλλά μπορούμε να συνεχίσουμε να χαρτογραφούμε και να παρακολουθούμε την κίνηση του μαγνητικού βορρά της Γης.

Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύεται από το The Conversation, έναν ανεξάρτητο, μη κερδοσκοπικό οργανισμό ειδήσεων που φέρνει γεγονότα και αναλύσεις για να σας βοηθήσει να κατανοήσετε τον περίπλοκο κόσμο μας.

Το έγραψε ο: Ofer Cohen, Umass Lowell.

Δείτε περισσότερες πληροφορίες:

Η Ofer Cohen εργάζεται για το Πανεπιστήμιο της Μασαχουσέτης Lowell. Το πανεπιστήμιο επωφελείται από οποιοδήποτε δημόσιο άρθρο γραμμένο από έναν από τους καθηγητές του όσον αφορά την προβολή και την προβολή. Η Ofer Cohen έλαβε χρηματοδότηση από τη NASA που σχετίζεται κατά κάποιο τρόπο με το άρθρο.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *