Не би било чудесно това да се случи, но и не би било като филм на ужасите.
Магнитното поле на нашата планета се простира като „невидими спагети” от Земята. Създадено от бързодвижещи се потоци разтопен метал (конвекционни потоци) във външните слоеве на земното ядро, това поле е важно за живота: Защитава планетата от слънчеви частици, дава възможност за навигация и играе важна роля в еволюцията на живота на Земята.
Но какво би станало, ако магнитното поле на Земята утре изчезне?
По-голям брой заредени слънчеви частици биха бомбардирали планетата, оставяйки захранващите мрежи и сателити извън строя и увеличавайки риска от рак при хората, причинен от ултравиолетовата радиация. С други думи, едно липсващо магнитно поле би имало проблемни последствия, но не непременно апокалиптични, не и в краткосрочен план.
И това е добра новина, защото повече от век се наблюдава как то отслабва. Дори сега има едни не особено ясни петна, като Южноатлантическата аномалия (нар. още Бразилска Магнитна аномалия) в Южното полукълбо, които създават технически проблеми за нискоорбиталните спътници.
Първото нещо, което трябва да се разбере за магнитното поле е, че дори и да отслабва, то няма да изчезне – поне, не и в следващите милиарди години. Земята дължи магнитното си поле на разтопеното си външно ядро, което е направено предимно от желязо и никел. Кипящото външно ядро се задвижва от конвекцията на топлината, която се отделя, докато вътрешното ядро расте и се втвърдява, заяви Джон Тардуно, геофизик от университета в Рочестър. (Вътрешното ядро расте с около милиметър годишно.)
Този геомагнитен двигател, известен като динамо, се движи от милиарди години. Учените смятат, че сегашното разпределение в ядрото може да се е установило преди около 1,5 милиарда години, според проучвания от 2015 г., които откриха скок в силата на магнитното поле приблизително от тогава. Но Тардуно и неговият екип са открили доказателства свързани с магнитното поле на Земята в най-старите минерали, цирконий, датирани от 4,2 милиарда години, предполагащи, че активността в ядрото е създавала магнетизъм още много отдавна.
Не е ясно защо динамото е стартирало, казва Тардуно пред Live Science, макар че е възможно огромното планетарно въздействие, създадено от Луната, да е било ключовият подбудител. Това въздействие, се е случило може би 100 милиона години след като Земята се е образувала, може да е разбъркало вертикалното структуриране или наслояване на материалите в земното ядро: Представете си, че разклащате бутилка масло и вода в планетарен мащаб. Това нарушение би могло да насърчи конвекцията, която и до днес управлява динамото на Земята.
В крайна сметка вътрешното ядро вероятно ще нарасне достатъчно много, така че конвекцията във външното ядро да не бъде вече ефективна и тогава магнитното поле „ще се провали”. Но този сценарий е толкова далеч, че не си струва да се плашим от това сега.
„Става въпрос за милиарди години„, казва Тардуно.
Отслабващото магнитно поле
Далеч по-важно за живота на хората е, отслабващото магнитно поле. През последните 160 години, учените измерват това отслабване директно посредством магнитни наблюдателни обсерватории и спътници. Дали магнитното поле се е „разпадало” и преди това, не е ясно, както и какво ще става с него занапред. В момента магнитното поле е около 80% биполярно, каза Тардуно. Това означава, че действа предимно като бар магнит (магнит с магнитни полюси на всеки край).
Ако могат да се поставят железни стружки около планетата (премахвайки влиянието на слънцето, което изсипва постоянен поток от заредени частици, т. нар. слънчев вятър към Земята, издухвайки магнитното поле наоколо като дълга коса разпиляна от вятъра), резултатните линии на магнитното поле биха показвали чист Север и Юг. Но 20% от полето не е биполярно, което означава, че е по-сложно; има локални вариации.
В миналото магнитното поле се е обръщало, разменяйки север и юг. Последната таква смяна на полярността се е случила преди 780 000 години, около ерата на Homo erectus. Отслабването на полето обикновено е предшествало тези обрати, повдигайки въпроси дали не предстои друго подобно събитие. Но има моменти, в които полето отслабва, а след това отново укрепва, без да се обръща, явление, наречено геомагнитна екскурзия (За разлика от обръщанията обаче, една геомагнитна екскурзия не променя в голям мащаб ориентацията на полето, а по-скоро представлява драматична, обикновено краткотрайна промяна в интензивността на полето, с изменение в ориентацията на полюсите до 45° от предходната позиция. Тези събития, които обикновено продължават от няколко хиляди до няколко десетки хиляди години, често включват намаляване на силата на полето между 0 и 20% от нормата.)
Тардуно и неговият екип открили странно вихрово движение в ядрото под Южна Африка, което може би допринася за тази неустойчивост. Изглежда, че този вихър причинява Южноатлантическата аномалия, известно слабо място в полето, което се простира на около 190 мили (300 километра) източно от Бразилия, през голяма част от Южна Америка. В тази област заредените частици от слънчевия вятър се спускат по-близо от обичайното към Земята. Южноатлантическата аномалия не е особено забележима на земята, но околоземните орбитални спътници се сблъскват с по-вредни слънчеви частици именно там, а астронавтите на Международната космическа станция, пътуващи през този регион, съобщават за явления като падащи звезди, за които се смята, че са предизвикани там от сравнително високи нива на радиация на ниска околоземна орбитата.
Земя без поле
Тардуно и неговият екип подозират, че промяната в мантията под Южна Африка може да е била пусковата точка за обръщане на магнитното поле в миналото. Добрата новина е, че дори и полето да отслабва или да се подготвя за обръщане, то няма да изчезне; няма доказателства за това, че магнитното поле някога е изчезнало напълно по време на обръщане.
Дори ако полето се обърне, „ние все още ще имаме някакво магнитно поле; то просто ще бъде много слабо„, каза Тардуно.
Как би изглеждал този свят с минимално магнитно поле? Е, на първо място компасът ви няма да работи. „Просто ще бъде насочен към [района на] най-високото магнитно поле„, каза Тардуно. „Може да е много близо до вас; може да бъде и много далеч.“
Северното и южното сияние ще бъдат видими от по-малките ширини, защото тези цветни шоута са в резултат от взаимодействието между заредените частици, идващи от слънцето чрез слънчевия вятър и земната магнитосфера. В момента тези аурори се появяват близо до полюсите, следвайки до голяма степен линиите Север-Юг на магнитното поле на Земята, но по-слабо поле би позволило на частиците да преминат през земната атмосфера, осветявайки небето по-близо до екватора.
Условията за сателитите в областта на Южноатлантическата аномалия биха станали често срещани по целия свят, което би довело до технически проблеми. Слънчевите частици могат да объркат електрониката, нарушавайки битове памет, или т. нар. единични смущения (single-event upsets – промяна на състоянието, причинена от единична йонизираща частица) или SEUs. Когато слънчевите частици взаимодействат със заредения слой от земната атмосфера, наречен йоносфера, те свободно избиват електрони, от техните молекулни орбити. Освен това тези свободни електрони интерферират с предаваните високочестотни радиовълни, използвани за комуникация.
С течение на времето, взаимодействията между слънчевия вятър и земната атмосфера също така могат да разрушат озоновия слой, казва Тардуно, което би повишило колективното излагане на ултравиолетово лъчение на човечеството и повишаване на риска от рак на кожата.
„Докато това вероятно не би било крайно катастрофално за живота на земята, то без магнитно поле дозата радиация би била много по-голяма“, казва Мартин Арчър, физик по космична плазма в Лондонския университет Queen Mary.
Малко са доказателствата, как миналите изменения на магнитното поле са повлияли на живота на Земята. Все пак, няма съмнения в това, че магнитното поле заема важна роля в оформянето на земната повърхност, помагайки да се запази крехката атмосфера на планетата от това да бъде „издухана” в космоса от безмилостната сила на слънчевия вятър, каза Арчър пред Live Science.
Магнитното поле не е от решаващо значение за наличието на атмосфера (Венера няма магнитно поле, а има масивна, макар и негостоприемна атмосфера), но със сигурност действа като допълнителен защитен слой. Марс, който преди е имал магнитно поле, но го е изгубил преди около 4 милиарда години, атмосферата му е почти изцяло отнета. Ако имаше начин да се даде на Луната атмосфера, подобна на земната, то слънчевият вятър ще я изтласка в нищото в рамките само на век, казва Арчър.
Превод: Светослава Петкова – Дишкова
Източник: Live Science
