3 tūkst. km žemiau mūsų pėdų esančio skysto geležies branduolio kuriamas Žemės magnetinis laukas yra gyvybiškai svarbus bet kokiai gyvybei mūsų planetoje. Ilgą laiką mokslininkams ramybės nedavė klausimas, kokiu greičiu magnetinis laukas gali keistis. Naujasis tyrimas, paskelbtas žurnale „Nature Communications“, atsako į kai kuriuos tyrėjų klausimus.
3 tūkst. km žemiau mūsų pėdų esančio skysto geležies branduolio kuriamas Žemės magnetinis laukas yra gyvybiškai svarbus bet kokiai gyvybei mūsų planetoje. Jis tęsiasi tolyn į kosmosą ir tarsi apgaubia mus elektromagnetine antklode, kuri saugo Žemės atmosferą ir palydovus nuo saulės spindulių, rašo „The Conversation“.
Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.
Visgi magnetinis laukas nuolat kinta, keičiasi jo stiprumas ir kryptis, praeityje yra buvę keletas ryškesnių pokyčių. Kaip pavyzdį būtų galima paminėti mįslingą polių persivertimą, kuomet pietų polius tapo šiauriniu, o šiaurės polius – pietiniu.
Ilgą laiką mokslininkams ramybės nedavė klausimas, kokiu greičiu magnetinis laukas gali keistis. Naujasis tyrimas, paskelbtas žurnale „Nature Communications“, atsako į kai kuriuos tyrėjų klausimus.
Labiausiai domina staigūs magnetinio lauko pokyčiai, nes jie atspindi, kas vyksta išsilydžiusios geležies „vandenyne“ skystame Žemės branduolyje. Susiedami stebimus pokyčius su branduolyje vykstančiais procesais, galime gauti labai svarbios informacijos apie kitais būdais nepasiekiamą mūsų planetos vietą.
Istoriškai sparčiausi Žemės magnetinio lauko pokyčiai yra siejami su polių persivertimais, kurie nereguliariais intervalais vyksta keletą kartų per milijoną metų. Tačiau mokslininkams pavyko aptikti magnetinio lauko pokyčių, kurie yra kur kas spartesni ir ne tokie seni kaip su polių persivertimu siejami duomenys.
Šiais laikais magnetinio lauko pokyčius stebėti erdvėje ir laike padeda Žemės palydovai, kurių surinkti duomenys papildomi navigaciniais įrašais ir antžeminių observatorijų stebėjimais. Ši informacija atskleidė, kad magnetinio lauko pokyčiai yra gana akivaizdūs, maždaug po dešimtąją laipsnio dalį per metus. Nors žinome, kad magnetinis laukas egzistuoja jau ne mažiau kaip 3,5 mlrd. metų, nedaug teišmanome apie jo „elgesį“ anksčiau nei prieš 400 metų.
Norėdami atsekti magnetinio lauko istoriją, mokslininkai analizuoja nuosėdose, lavos srautuose ir žmogaus pagamintuose artefaktuose užfiksuotą magnetizmą. Tai įmanoma dėl to, kad šiose medžiagose yra mikroskopinių magnetinių grūdelių, kuriuose atsispindi Žemės magnetinio lauko poveikis tuo metu, kai jie atšalo (lavos atveju) arba nusėdo ant sausumos masyvo (nuosėdų atveju). Vidurio Italijoje rastos nuosėdos, priskiriamos maždaug paskutinio polių persivertimo laikotarpiui prieš 800 tūkst. metų, rodo palyginti sparčius magnetinio lauko pokyčius, siekiančius iki vieno laipsnio per metus.
Poveikis visuomenei
Tokie magnetinio lauko pokyčiai kaip polių persivertimas greičiausiai nekelia grėsmės gyvybei Žemėje. Žmonėms pavyko išgyventi ir dramatiško Laschampo ekskurso metu. Šiandien vienintelė mums kylanti grėsmė yra susijusi su mūsų plačiai naudojama elektronine infrastruktūra. Su vadinamuoju „kosminiu oru“ susiję įvykai, kaip antai geomagnetinės audros, kylančios dėl magnetinio lauko sąveikos su mus pasiekiančia saulės spinduliuote, gali sutrikdyti ryšio palydovų veiklą, GPS siųstuvų ir elektros tinklų darbą.
Visgi tokie matavimai kelia daug iššūkių, o jų rezultatai – diskusijų. Pavyzdžiui, iki galo nėra aišku, kokio proceso metu nuosėdos įgauna joms būdingą magnetizmą.
Tai kelia nerimą, nes JAV elektros tinklų darbo sutrikimas dėl geomagnetinės audros šaliai atsiėjo apie trilijoną dolerių. Ši grėsmė yra pakankamai rimta, todėl kosminis oras Jungtinės Karalystės nacionaliniame pavojingų reiškinių registre yra priskirtas prie pagrindinių prioritetų.
Su kosminiu oru susiję reiškiniai labiausiai juntami tuose regionuose, kur magnetinis laukas yra silpnas – mums žinoma, kad laukui sparčiai besikeičiant, taip gali įvykti. Deja, kompiuterinis modeliavimas rodo, kad krypčių pokyčiai atsiranda tada, kai lauko stiprumas pradeda silpnėti, o tai reiškia, kad negalime numatyti lauko stiprumo sumažėjimo vien stebėdami magnetinio lauko kryptį. Tolesni tyrimai, naudojant pažangesnius modeliavimo būdus, gali suteikti daugiau informacijos šiuo klausimu.
Ar artėja dar vienas staigus magnetinio lauko pokytis? Į šį klausimą labai sunku atsakyti. Staigūs pokyčiai pasitaiko rečiausiai, pavyzdžiui, pokyčiai, siejami su Laschampo ekskursu, buvo daugiau kaip du kartus staigesni nei bet kurie kiti pokyčiai, vykę per pastaruosius 100 tūkst. metų.
