Mengubah kutub bumi: frekuensi, konsekuensi. masa depan Bumi

Planet kita memiliki medan magnet yang dapat diamati, misalnya, menggunakan kompas. Hal ini terutama dihasilkan dalam inti cair yang sangat panas dari planet dan mungkin memiliki sebagian besar waktu keberadaan bumi. Bidang adalah dipol, t. E. Memiliki utara dan kutub magnet selatan. Mereka adalah jarum kompas akan menunjuk lurus ke bawah atau ke atas, masing-masing. Ini terlihat seperti bidang magnet di kulkas. Namun, medan geomagnetik bumi sedang mengalami banyak perubahan kecil yang membuat analogi tidak dapat dipertahankan. Dalam kasus apapun, kita dapat mengatakan bahwa sekarang ada dua kutub, diamati pada permukaan planet, satu di belahan bumi utara dan satu di selatan.

Geomagnetik inversi lapangan adalah proses di mana kutub magnet Selatan diubah menjadi utara, dan bahwa, pada gilirannya, menjadi selatan. Sangat menarik untuk dicatat bahwa medan magnet kadang-kadang dapat dikenakan kunjungan, bukan pembalikan. Dalam hal ini, sedang mengalami penurunan yang besar dalam gaya total, yaitu, kekuatan yang menggerakkan jarum kompas. Selama kunjungan lapangan tidak mengubah arah, dan dipulihkan dengan polaritas yang sama, yaitu, utara adalah utara dan selatan-selatan.

Seberapa sering berubah kutub Bumi?

Sebagai catatan geologi, medan magnet planet kita berubah polaritas banyak nya kali. Hal ini dapat dilihat pada pola yang ditemukan di batuan vulkanik, terutama diambil dari dasar laut. Selama 10 juta tahun terakhir rata-rata itu berlangsung 4 atau 5 putaran dalam satu juta tahun. Di lain waktu, sejarah planet kita, misalnya, selama periode Cretaceous, ada waktu yang lebih lama dari perubahan kutub bumi. Mereka tidak mungkin untuk memprediksi, dan mereka yang tidak teratur. Oleh karena itu, kita hanya bisa bicara tentang interval inversi rata-rata.

Apakah medan magnet bumi terjadi di saat ini? Bagaimana saya dapat memeriksa?

Pengukuran karakteristik geomagnetik dari planet kita diselenggarakan lebih atau kurang konstan sejak tahun 1840. Beberapa pengukuran mungkin bahkan tanggal kembali ke XVI abad, misalnya, di Greenwich (London). Jika Anda melihat tren perubahan kekuatan medan magnet selama periode ini, kita dapat melihat penurunan. Maju dalam waktu proyeksi data yang memberikan nol momen dipol pada sekitar 1500-1600 tahun. Ini adalah salah satu alasan mengapa beberapa orang percaya bahwa lapangan mungkin dalam tahap awal inversi. Dari pot tanah liat kuno dalam studi magnetisasi mineral diketahui bahwa di zaman Romawi itu dua kali lebih kuat daripada sekarang.

Namun demikian, kekuatan arus lapangan tidak terlalu rendah dalam hal kisaran nilai-nilai selama 50 000 tahun terakhir, dan dari saat ketika perubahan terbaru di kutub bumi, butuh hampir 800 000 tahun. Selain itu, dengan mempertimbangkan apa yang dikatakan sebelumnya tentang wisata, dan mengetahui tentang sifat-sifat model matematika tidak jelas apakah mungkin untuk ekstrapolasi data diamati selama 1500 tahun.

Seberapa cepat adalah inversi kutub?

Sejarah penuh setidaknya satu putaran hilang, sehingga semua pernyataan yang bisa dilakukan terutama didasarkan pada model matematika dan sebagian pada bukti-bukti terbatas yang diperoleh dari batuan yang telah mempertahankan jejak medan magnet kuno dari masa pembentukan mereka. Misalnya, perkiraan menunjukkan bahwa perubahan total kutub bumi dapat berlangsung dari satu sampai beberapa ribu tahun. Ini cepat dalam hal geologi, namun perlahan-lahan pada skala kehidupan manusia.

Apa yang terjadi selama giliran? Apa yang kita lihat di permukaan bumi?

Seperti disebutkan di atas, kami memiliki data terbatas tentang pola perubahan bidang pengukuran geologi selama inversi. Berdasarkan model, dirancang untuk superkomputer, orang akan berharap struktur yang lebih kompleks di permukaan planet ini, di mana tidak ada satu selatan dan satu kutub magnet utara. Bumi mengharapkan "perjalanan" mereka dari posisi saat ini menuju khatulistiwa, dan melalui dia. Kekuatan total lapangan mana saja di dunia dapat membuat tidak lebih dari sepersepuluh dari nilai saat ini.

Bahaya ke menu

Tanpa perisai magnetik teknologi modern akan berada pada risiko lebih besar terkena badai matahari. Yang paling rentan adalah satelit. Mereka tidak dirancang untuk menahan badai matahari tanpa adanya medan magnet. Jadi, jika satelit GPS akan berhenti bekerja, maka semua pesawat akan ditanam di tanah.

Tentu saja, kompas pesawat untuk memiliki sebagai cadangan, tetapi mereka pasti tidak akan akurat pada saat pergeseran kutub magnet. Dengan demikian, bahkan yang paling untuk satelit Kerusakan GPS akan cukup untuk mendaratkan pesawat - jika tidak mereka mungkin kehilangan navigasi mereka selama penerbangan.

Pengadilan akan menghadapi masalah yang sama.

lapisan ozon

Diharapkan bahwa selama inversi medan magnet bumi lapisan ozon benar-benar menghilang (dan muncul kembali setelah itu). Besar badai matahari saat gilirannya dapat menyebabkan penipisan lapisan ozon. Jumlah kanker kulit meningkat 3 kali lipat. Dampak terhadap semua makhluk hidup yang sulit diprediksi, tetapi juga dapat menjadi bencana.

Perubahan kutub magnet Bumi: Implikasi untuk daya

Dalam satu studi badai matahari besar yang diidentifikasi kemungkinan penyebab pembalikan kutub. Di lain - biang keladi acara ini akan menjadi pemanasan global, tetapi mungkin karena meningkatnya aktivitas matahari. Selama perlindungan pembalikan medan magnet tidak akan, dan jika ada badai matahari, situasi akan memburuk lebih jauh. Kehidupan di planet kita tidak akan terpengaruh secara keseluruhan, dan masyarakat yang tidak tergantung pada teknologi, juga akan berada dalam urutan. Tapi masa depan bumi akan sangat menderita jika pembalikan terjadi dengan cepat. jaringan listrik akan berhenti beroperasi (mereka dapat menonaktifkan mereka badai matahari besar, dan inversi akan mempengaruhi lebih banyak). Dengan tidak adanya listrik tidak akan pasokan air dan pembuangan air kotor, pompa bensin berhenti bekerja, menghentikan suplai makanan. Efisiensi layanan darurat akan dipertanyakan, dan mereka tidak akan mampu mempengaruhi sesuatu. Mereka membunuh jutaan dan miliaran akan menghadapi kesulitan besar. Hanya mereka yang pra-penuh dengan makanan dan air, akan dapat mengatasi situasi ini.

kosmik bahaya radiasi

medan geomagnetik kami bertanggung jawab untuk memblokir sekitar 50% dari sinar kosmik. Oleh karena itu, dengan tidak adanya tingkat radiasi kosmik ganda. Terlepas dari kenyataan bahwa ini akan menyebabkan peningkatan mutasi, efek mematikan ini tidak akan memiliki. Di sisi lain, salah satu alasan yang mungkin adalah poleshift meningkatkan aktivitas matahari. Hal ini dapat menyebabkan peningkatan jumlah partikel bermuatan mencapai planet ini. Dalam hal ini, masa depan bumi akan menjalani bahaya besar.

Apakah akan melanjutkan kehidupan di planet kita?

bencana alam, bencana tidak mungkin. Medan geomagnetik adalah di daerah ruang yang disebut magnetosfer yang dibentuk oleh angin matahari. magnetosfer mengalihkan tidak semua partikel berenergi tinggi yang dipancarkan oleh Matahari dengan angin surya dan sumber-sumber lain di Galaxy. Kadang-kadang, bintang kami telah sangat aktif, misalnya, ketika ada banyak bintik-bintik, dan dapat mengirim awan partikel ke arah Bumi. Selama solar flare dan coronal mass ejections, astronot di orbit Bumi rendah, Anda mungkin perlu perlindungan tambahan untuk menghindari dosis tinggi radiasi. Jadi kita tahu bahwa medan magnet planet kita hanya menyediakan perlindungan parsial, bukan penuh dari radiasi kosmik. Selain itu, partikel berenergi tinggi dapat dipercepat bahkan dalam magnetosfer.

Pada permukaan atmosfer bumi bertindak sebagai lapisan pelindung tambahan, menghentikan semua tapi radiasi matahari dan galaksi paling aktif. Dengan tidak adanya suasana medan magnet akan terus menyerap sebagian besar radiasi. selubung udara melindungi kita seefektif lapisan beton tebal 4 m.

tanpa konsekuensi

manusia dan nenek moyang mereka telah hidup di bumi selama jutaan tahun yang ada banyak inversi, dan tidak ada korelasi yang jelas antara mereka dan perkembangan umat manusia. Demikian pula, pembalikan waktu tidak bertepatan dengan periode kepunahan spesies, sebagaimana dibuktikan oleh sejarah geologi.

Beberapa hewan, seperti burung merpati dan ikan paus menggunakan medan geomagnetik untuk navigasi. Dengan asumsi bahwa pembalikan mengambil beberapa ribu tahun, yaitu berlangsung selama beberapa generasi masing-masing spesies, maka hewan ini dapat beradaptasi dengan baik dengan lingkungan magnet yang berubah atau untuk mengembangkan metode lain navigasi.

Lebih deskripsi teknis

Sumber dari medan magnet adalah inti luar cair yang kaya zat besi dari bumi. Ia melakukan gerakan yang kompleks yang dihasilkan dari konveksi panas jauh di dalam inti dan rotasi planet ini. gerakan fluida kontinu dan tidak pernah berhenti, bahkan selama berputar. Hal ini dapat menghentikan hanya setelah kehabisan sumber energi. Panas yang dihasilkan sebagian karena konversi cair ke inti padat dibuang di pusat bumi. Proses ini berlangsung terus-menerus selama miliaran tahun. Di bagian atas inti yang terletak di 3000 km di bawah permukaan bawah rocky mantle, cairan dapat melakukan perjalanan dengan kecepatan puluhan kilometer di arah horisontal per tahun. Its gerakan di seluruh jaringan listrik yang ada menghasilkan arus listrik, dan mereka, pada gilirannya, menghasilkan medan magnet. Proses ini disebut adveksi. Dalam rangka untuk menyeimbangkan pertumbuhan lapangan, dan dengan demikian menstabilkan r. N. "Geodynamo" diperlukan difusi di mana lapangan "kebocoran" dari inti dan kehancuran. Pada akhirnya, aliran fluida menciptakan gambaran rumit dari medan magnet di permukaan bumi dengan perubahan kompleks dalam waktu.

perhitungan komputer

Geodynamo simulasi pada superkomputer telah menunjukkan kompleksitas lapangan dan perilaku dari waktu ke waktu. Perhitungan juga menunjukkan pembalikan polaritas, ketika ada perubahan kutub bumi. Dalam simulasi ini gaya dipol primer melemah ke 10% dari normal (tetapi tidak ke nol), dan tiang yang ada bisa menjelajah di seluruh dunia dalam hubungannya dengan waktu lain kutub utara dan selatan.

Sebuah besi inti padat dari planet kita dalam model ini memainkan peran penting dalam mengendalikan proses pembalikan. Karena solid state, ia tidak dapat menghasilkan adveksi medan magnet, tetapi setiap bidang yang dihasilkan dalam cairan inti luar dapat berdifusi atau menyebar ke interior. Adveksi di inti luar, tampaknya, secara teratur mencoba untuk membalikkan. Tapi sementara bidang terkunci di inti, pertama, tidak menyebar, perubahan nyata dalam kutub magnet bumi tidak akan terjadi. Dengan demikian, inti menolak difusi setiap bidang "baru", dan mungkin hanya satu dari sepuluh dari upaya tersebut berhasil reversal.

anomali magnetik

Perlu ditekankan bahwa, meskipun hasil ini menarik dalam diri mereka sendiri, tidak diketahui apakah mereka dapat dikaitkan dengan dunia nyata. Namun demikian, kami memiliki model matematika dari medan magnet planet kita selama 400 tahun terakhir, dengan data awal berdasarkan pengamatan para pelaut dan pedagang angkatan laut. Ekstrapolasi dengan struktur internal dunia menunjukkan peningkatan dari waktu ke waktu daerah aliran balik pada batas inti dan mantel. Pada poin ini jarum kompas berorientasi, dibandingkan dengan daerah sekitarnya, dalam arah yang berlawanan - dari dalam atau inti. Situs-situs tersebut dengan arus balik di selatan Samudera Atlantik di tempat pertama bertanggung jawab untuk melemahnya bidang utama. Mereka juga bertanggung jawab untuk tegangan minimum, yang disebut anomali magnetik Brasil, pusat yang terletak di bawah Amerika Selatan. Di wilayah ini, partikel-partikel dengan energi yang tinggi bisa mendekati lebih dekat ke Bumi, menyebabkan peningkatan risiko radiasi untuk satelit di orbit Bumi rendah.

Masih banyak yang harus dilakukan untuk lebih memahami sifat-sifat struktur dalam planet kita. Ini adalah dunia di mana tekanan dan suhu yang mirip dengan permukaan matahari, dan pemahaman ilmiah kita adalah di batasnya.