Iz Zemlje se raztezajo kot nevidni špageti magnetno polje planeta. To polje, ki ga ustvarja Zemljino jedro, je pomembno za vsakdanje življenje: planet ščiti planet pred sončnimi delci, daje osnovo za plovbo in je morda igralo pomembno vlogo pri razvoju življenja na Zemlji.
Toda kaj bi se zgodilo, če bi magnetno polje Zemlje jutri izginilo? Večje število nabitih sončnih delcev bi bombardiralo planet, postavil električna omrežja in satelite na fritz ter povečalo izpostavljenost ljudi do višjih ravni ultravijoličnega sevanja, ki povzroča raka. Z drugimi besedami, manjkajoče magnetno polje bi imelo posledice, ki bi bile vsaj kratkoročno problematične, a ne nujno apokaliptične.
In to je dobra novica, saj že več kot stoletje slabi. Še zdaj obstajajo še posebej lahke točke, kot je južnoatlantska anomalija na južni polobli, ki ustvarjajo tehnične težave za satelite z nizko orbito.
Prva stvar, ki jo je treba razumeti glede magnetnega polja, je, da četudi oslabi, ne bo izginila - vsaj ne za milijarde let. Zemlja dolguje magnetno polje svojemu staljenemu zunanjem jedru, ki je večinoma narejeno iz železa in niklja. John Tarduno, geofizik z univerze v Rochesteru, je dejal zunanji jeder, ki ga poganja konvekcija toplote, ki se sprošča, ko notranje jedro raste in strdi. (Notranje jedro zraste za približno milimeter na leto.)
Ta motor z magnetnim poljem, znan kot dinamo, hrešča že milijarde let. Znanstveniki menijo, da se je trenutna ureditev jedra morda ustalila pred približno 1,5 milijarde let, so pokazale raziskave iz leta 2015, ki so pokazale skok v jakosti magnetnega polja. Toda Tarduno in njegova ekipa so našli dokaze za magnetno polje na Zemlji v najstarejših mineralih cirkonov, ki so bili stari 4,2 milijarde let, kar kaže, da dejavnost v jedru že dolgo ustvarja magnetizem.
Ni jasno, zakaj se je dinamo začelo, Tarduno je povedal Live Science, čeprav je mogoče, da je bil ogromen planetarni vpliv, ki je ustvaril Luno, ključni dejavnik. Ta vpliv, ki se je zgodil morda 100 milijonov let po tem, ko se je Zemlja združila, bi lahko pretresla kakršno koli razslojevanje ali plastenje materialov v Zemljinem jedru: Predstavljajte si, da bi stresali steklenico olja in vode v planetarnem merilu. Ta motnja bi lahko spodbudila konvekcijo, ki še danes poganja zemeljski dinamo.
Sčasoma bo notranje jedro naraslo dovolj veliko, da konvekcija v zunanjem jedru ne bo več učinkovita in magnetno polje ne bo uspelo. Toda ta scenarij je tako daleč, da se ne splača izgubiti veliko spanja.
"Govorimo o milijardah let," je dejal Tarduno.
Slabljenje magnetnega polja
Veliko bolj pomembno za življenje ljudi je, da magnetno polje oslabi. Znanstveniki to oslabitev merijo neposredno z magnetnimi opazovalnicami in sateliti zadnjih 160 let. Ali je bilo polje pred tem manjši, je nekoliko zamorno, kot se bo nadaljevalo. Magdujsko polje je trenutno približno 80% dipolarno, je dejal Tarduno. To pomeni, da deluje večinoma kot barski magnet. Če bi lahko postavili železne obloge okoli planeta (in odstranili vpliv sonca, ki sproži konstanten tok nabitih delcev, imenovanega sončni veter proti Zemlji, ki napihne magnetno polje naokrog kot dolgi lasje), nastalo magnetno polje proge bi pokazale čisto sever in jug. Toda 20% polja je nedipolarno, kar pomeni, da je bolj zapleteno; obstajajo lokalne različice.
V preteklosti se je magnetno polje preletavalo in je zamenjalo sever in jug. Zadnji od teh preobratov se je zgodil pred 780.000 leti, približno v dobi Homo erectus. Slabljenje polja je običajno potekalo pred temi preobrati, kar je sprožilo vprašanja, ali je še en neizbežni krog. Toda polje tudi na čas oslabi in se nato spet okrepi, ne da bi se spogledoval, pojav, imenovan izlet.
Tarduno in njegova ekipa so ugotovili, da lahko k tej slabosti pripomore čuden vrtinec v jedru v Južni Afriki. Zdi se, da ta vrtinec povzroča južnoatlantsko anomalijo, znano šibko točko na polju, ki se razteza od približno 190 milj (300 kilometrov) vzhodno od Brazilije čez večji del Južne Amerike. Na tem območju se nabiti delci sončnega vetra spustijo bližje Zemlji kot običajno. Južnoatlantska anomalija na terenu ni posebej opazna. Toda sateliti, ki krožijo okoli Zemlje, naletijo na bolj škodljive sončne delce in astronavti, ki so potovali skozi regijo na Mednarodni vesoljski postaji, poročajo o vizualnih pojavih strelskih zvezd, za katere domneva, da jih povzročajo razmeroma visoke stopnje sevanja na ravni nizke zemeljske orbite. .
Zemlja brez polja
Tarduno in njegova ekipa sumijo, da bi bila lahko sprememba plašča pod Južnoafriško republiko v preteklosti sprožitev magnetnega polja. Dobra novica je, da četudi polje oslabi ali se pripravlja na plapolanje, ne bo izginilo; ni dokazov, da je magnetno polje med obratom kdaj v celoti izginilo.
Tudi če se polje obrne, "bomo še vedno imeli nekaj magnetnega polja; preprosto bo zelo šibko magnetno polje," je dejal Tarduno.
Kako bi izgledal ta svet z minimalnim magnetnim poljem? No, vaš kompas ne bi deloval. "Samo usmerjen bo proti najvišjemu magnetnemu polju," je dejal Tarduno. "Lahko bi vam bil zelo blizu; lahko bi bil zelo daleč."
Severna in južna luč bi bila vidna z nižjih širin, ker so te barvite predstave posledica interakcije med nabito polnjenimi delci, ki so jih v sončnem vetru vrgli sonci, in zemeljsko magnetosfero. Trenutno se te avrore pojavljajo blizu polov, po Zemljinih večinoma črtah magnetnega polja Sever-Jug, vendar šibkejše polje bi delcem omogočilo prodor v Zemljino atmosfero in osvetlilo nebo bližje ekvatorju.
Pogoji v satelitih Južne Atlantike za satelite bi lahko postali pogosti po vsem svetu, kar bi povzročilo tehnične težave. Sončni delci lahko pingujejo elektroniko in tako motijo koščke pomnilnika v tako imenovanih pospešenih dogodkih ali SEU-jih. Ko sončni delci posegajo v nabito plast Zemljine atmosfere, imenovano ionosfera, tudi oni izločijo elektrone iz svojih molekulskih orbit. Ti prosti elektroni nato motijo prenos visokofrekvenčnih radijskih valov, ki se uporabljajo za komunikacijo.
Tarduno je dejal, da bi medsebojni vplivi med sončnim vetrom in Zemljino atmosfero sčasoma tudi porušili ozonsko plast, kar bi povečalo izpostavljenost človeštva ultravijoličnemu sevanju in povečalo tveganje za kožni rak.
"Čeprav to za življenje verjetno ne bi bilo povsem katastrofalno, bi bilo na zemlji brez magnetnega polja veliko večje odmerjanje sevanja," je dejal Martin Archer, fizik vesoljske plazme z londonske univerze Queen Mary.
Malo je dokazov, da so pretekle spremembe magnetnega polja vplivale na življenje na Zemlji. Kljub temu je magnetno polje nedvomno oblikovalo Zemljino površino, kar je pomagalo, da se krhka atmosfera planeta ne bi raznesla v vesolje z neusmiljeno silo sončnega vetra, je Archer povedal Live Science.
Magnetno polje ni ključno za ozračje - Venera nima magnetnega polja in ima masivno, če neželeno ozračje -, vsekakor pa deluje kot dodatna zaščitna plast. Mars, ki je nekoč imel magnetno polje, a ga je izgubil pred približno 4 milijardami let, je svoje ozračje skoraj v celoti odstranil. In če bi Luni dali zemeljsko ozračje, bi ga sončni veter v samo stoletju odnesel na nič, je dejal Archer.
