Ahli geofizik di University of Leeds Yon Mound dan Phil Livermore percaya bahawa dalam beberapa ribu tahun akan berlaku penyongsangan medan magnet Bumi. Para saintis Britain memaparkan penemuan mereka dalam ruangan The Conversation. "Lenta.ru" memberikan tesis utama pengarang dan menjelaskan mengapa ahli geofizik kemungkinan besar betul.
Medan magnet melindungi Bumi dari sinaran kosmik yang berbahaya dengan memesongkan zarah-zarah bermuatan yang jauh dari planet ini. Walau bagaimanapun, medan daya ini tidak kekal. Dalam keseluruhan sejarah planet ini, paling tidak ada beberapa ratus pembalikan medan magnet, ketika kutub magnet utara dan selatan ditukar.
Dalam proses pembalikan polaritas, medan magnet planet mengambil bentuk yang kompleks dan melemah. Dalam tempoh ini, nilainya boleh turun hingga sepuluh peratus dari nilai asalnya dan pada masa yang sama tidak dua tiang terbentuk, tetapi beberapa tiang, termasuk, misalnya, di khatulistiwa. Rata-rata, pembalikan medan magnet berlaku sekali setiap juta tahun, tetapi selang antara pembalikan tidak tetap.
Sebagai tambahan kepada pembalikan geomagnetik, pembalikan tidak lengkap berlaku dalam sejarah Bumi, ketika kutub magnet bergerak ke garis lintang rendah, hingga ke persimpangan khatulistiwa, dan kemudian kembali ke belakang. Kali terakhir pembalikan geomagnetik, yang disebut fenomena Brunes-Matuyama, berlaku kira-kira 780 ribu tahun yang lalu. Pembalikan sementara - peristiwa Lashamp - berlaku 41 ribu tahun yang lalu dan berlangsung kurang dari seribu tahun, di mana arah medan magnet planet ini benar-benar berubah selama kira-kira 250 tahun.
Bumi dari orbit
Foto: Stuart Rankin / Flickr
Perubahan medan magnet semasa penyongsangan melemahkan perlindungan planet dari sinaran kosmik dan meningkatkan tahap radiasi di Bumi. Sekiranya pembalikan geomagnetik berlaku hari ini, ia secara dramatik akan meningkatkan risiko operasi satelit dekat Bumi, penerbangan dan infrastruktur elektrik darat. Ribut geomagnetik yang terjadi dengan peningkatan aktivitas matahari yang mendadak memberi para saintis peluang untuk menilai ancaman yang mungkin dihadapi planet ini ketika medan magnetnya melemah secara tiba-tiba.
Video promosi:
Pada tahun 2003, ribut matahari menyebabkan pemadaman elektrik di Sweden dan memerlukan perubahan pada laluan perjalanan udara untuk mengelakkan gangguan rangkaian sementara dan mengurangkan risiko radiasi ke satelit dan infrastruktur darat. Tetapi ribut ini dianggap tidak signifikan dibandingkan dengan peristiwa Carrington - ribut geomagnetik tahun 1859, ketika aura terjadi bahkan di sekitar pulau-pulau Karibia.
Sementara itu, kesan spesifik yang dapat dilanda badai besar terhadap infrastruktur elektronik hari ini masih belum jelas. Tentunya, kita dapat mengatakan bahawa kerosakan ekonomi dari pemadaman elektrik, sistem pemanasan, penyaman udara, lokasi geografi dan Internet akan sangat ketara: hanya dengan anggaran kasar, dianggarkan sekurang-kurangnya $ 40 bilion sehari.
Kesan langsung yang akan dihasilkan oleh penyongsangan medan magnet pada makhluk hidup dan manusia juga sukar untuk diramalkan: manusia moden dalam keseluruhan sejarah keberadaannya tidak mengalami kejadian seperti itu. Terdapat kajian yang cuba menghubungkan pembalikan geomagnetik dan aktiviti gunung berapi dengan kepupusan besar-besaran. Walau bagaimanapun, Mound dan Livermore mencatat, tidak ada pengaktifan gunung berapi yang ketara, jadi kemungkinan besar manusia harus berurusan secara eksklusif dengan kesan elektromagnetik.
Medan magnet bumi 500 tahun sebelum pembalikan (mengikut pemodelan komputer super)
Imej: GA Glatzmaier
Medan magnet bumi sejurus selepas pembalikan (mengikut pemodelan komputer super)
Imej: GA Glatzmaier
Medan magnet bumi setelah 500 tahun pembalikan (mengikut pemodelan superkomputer)
Imej: GA Glatzmaier
Telah diketahui bahawa banyak spesies haiwan mempunyai bentuk magnetoreception, yang memungkinkan mereka merasakan perubahan dalam medan magnet Bumi. Haiwan menggunakan ciri ini untuk menavigasi semasa migrasi panjang. Masih belum jelas apa kesan pembalikan geomagnetik terhadap spesies tersebut. Hanya diketahui bahawa orang-orang kuno berjaya bertahan dalam peristiwa Lashamp, dan kehidupan di planet ini sepanjang sejarah keberadaannya telah menghadapi pembalikan sepenuhnya bidang geomagnetik beratus-ratus kali.
Dua keadaan - usia fenomena Brunhes-Matuyama dan pelemahan medan geomagnetik Bumi sekitar lima peratus per abad - menunjukkan dengan berhati-hati bahawa pembalikan mungkin berlaku dalam dua ribu tahun ke depan. Adalah sukar untuk menyebut tarikh yang lebih tepat. Medan magnet planet dihasilkan oleh teras batu-besi cair yang mematuhi undang-undang fizik yang sama dengan hidrosfera dan atmosfera.
Sementara itu, manusia telah belajar untuk meramalkan perubahan cuaca hanya beberapa hari lagi. Dalam kes inti yang terletak pada kedalaman kira-kira tiga ribu kilometer dari permukaan Bumi, keadaannya jauh lebih rumit - terutamanya kerana maklumat yang sangat jarang mengenai struktur dan proses yang berlaku di pedalaman planet ini. Para saintis mempunyai maklumat perkiraan mengenai komposisi dan struktur nukleus, serta rangkaian global pemerhatian geofizik darat dan satelit yang mengorbit yang dapat mengukur perubahan dalam bidang geomagnetik dan dengan demikian mengesan pergerakan inti Bumi.
Tidak banyak yang diketahui mengenai teras planet ini. Sebagai contoh, baru-baru ini para saintis Jepun, dalam eksperimen makmal yang mensimulasikan keadaan di dalam Bumi, dengan pasti membuktikan bahawa komponen utamanya yang ketiga adalah silikon: ia menyumbang kira-kira lima peratus jisim teras Bumi. Saham lain adalah dalam besi (85 peratus) dan nikel (10 peratus). Seperti biasa dalam kes seperti itu, penyokong hipotesis alternatif unsur ketiga tetap ada, yang percaya bahawa itu bukan silikon, tetapi oksigen.
Peta warna Mercury
Foto: Pusat Penerbangan Angkasa Goddard NASA / Flickr
Sedikit saintis tahu mengenai struktur mantel planet ini. Hanya tiga tahun yang lalu, dapat diketahui dengan pasti bahawa di lapisan peralihan antara mantel atas dan bawah, pada kedalaman 410-660 kilometer, terdapat banyak simpanan air. Selepas itu, data ini berulang kali disahkan. Analisis lebih lanjut menunjukkan bahawa air juga dapat terkandung di lapisan dasar, pada kedalaman sekitar seribu kilometer. Tetapi dalam kes ini, tidak diketahui sama ada ia tersebar di seluruh lapisan atau hanya menempati kawasan tempatan tertentu.
Mendaki lebih tinggi, para saintis menghadapi masalah lain - sifat dan asal tektonik lempeng litosfera. Tegasnya, Bumi dianggap satu-satunya planet dalam sistem suria di mana terdapat tektonik, tetapi tidak ada yang masih tahu kapan dan mengapa ia muncul. Menjawab soalan-soalan ini akan membolehkan kita mengesan masa lalu dan masa depan benua - khususnya, tahap kitaran Wilson sekarang. Para saintis menyampaikan data awal sekali lagi pada persidangan khusus yang diadakan pada tahun 2016.
Sifat medan magnet planet adalah masalah geofizik terbesar. Tentunya diketahui bahawa selain Mercury, Earth dan empat raksasa gas, Ganymede, satelit terbesar di Musytari, juga memiliki magnetosfera, tetapi bagaimana planet ini menyokong magnetosferanya sendiri sangat sedikit diketahui. Setakat ini, hanya ada teori geodynamo. Menurut teori ini, dalam usus planet ini adalah teras logam dengan pusat padat dan cangkang cair. Oleh kerana kerosakan unsur radioaktif, haba dibebaskan, yang membawa kepada pembentukan aliran perolakan dari cecair konduktif. Arus ini menghasilkan medan magnet planet.
Walaupun teori geodynamo praktikal tidak dapat dipertikaikan, ia menyebabkan kesukaran besar. Menurut magnetohidrodinamik klasik, kesan dinamo harus reput, dan inti planet harus menyejuk dan mengeras. Masih belum ada pemahaman yang tepat mengenai mekanisme yang menyebabkan Bumi mengekalkan kesan penjanaan diri dinamo bersama dengan ciri-ciri medan magnet yang diperhatikan, terutamanya anomali geomagnetik, migrasi dan pembalikan tiang.
Penemuan jet besi baru-baru ini di dalam teras Bumi, seperti yang dicatat oleh Mound dan Livermore, membuktikan kemampuan sains yang semakin meningkat dalam mempelajari dinamika proses yang berlaku di pedalaman planet ini. Jet tersebut terbentuk di teras luar bumi yang cair di kawasan yang terletak di bawah Kutub Utara. Lebar objek pada masa ini adalah 420 kilometer. Jet tersebut telah mencapai dimensi seperti itu sejak tahun 2000, setiap tahunnya bertambah lebar hingga 40 kilometer.
Ahli geofizik percaya bahawa jet besi yang mereka temui adalah salah satu objek yang membuat medan magnet Bumi. Dalam kombinasi dengan kaedah berangka dan eksperimen makmal, penemuan ini dan penemuan lain, menurut para pakar, semestinya mempercepat kemajuan dalam bidang geofizik ini. Ada kemungkinan, Mound dan Livermore menunjukkan, bahawa saintis akan dapat meramalkan tingkah laku inti Bumi tidak lama lagi.
Yuri Sukhov
