Extinderea de pe Pământ ca spaghete invizibile este câmpul magnetic al planetei. Creat de putregaiul miezului Pământului, acest câmp este important pentru viața de zi cu zi: Acesta protejează planeta de particulele solare, oferă o bază pentru navigație și poate a jucat un rol important în evoluția vieții pe Pământ.
Dar ce s-ar întâmpla dacă câmpul magnetic al Pământului ar dispărea mâine? Un număr mai mare de particule solare încărcate ar bombarda planeta, punând rețele de putere și sateliți pe fritz și ar crește expunerea umană la niveluri mai ridicate de radiații ultraviolete cauzatoare de cancer. Cu alte cuvinte, un câmp magnetic lipsă ar avea consecințe care ar fi problematice, dar nu neapărat apocaliptice, cel puțin pe termen scurt.
Și asta este o veste bună, pentru că de mai bine de un secol, a slăbit. Chiar și acum, există locuri deosebit de înflăcărate, cum ar fi anomalia sud-atlantică din emisfera sudică, care creează probleme tehnice pentru sateliții cu orbită joasă.
Primul lucru care trebuie înțeles despre câmpul magnetic este că, chiar dacă slăbește, nu va dispărea - cel puțin, nu pentru miliarde de ani. Pământul datorează câmpul său magnetic miezului său exterior topit, care este format mai ales din fier și nichel. Nucleul exterior putrezit este alimentat de convecția căldurii eliberate pe măsură ce miezul interior crește și se solidifică, a spus John Tarduno, geofizic la Universitatea din Rochester. (Miezul interior crește cu aproximativ un milimetru pe an.)
Acest motor cu câmpuri magnetice, cunoscut sub numele de dinamom, se târăște de miliarde de ani. Oamenii de știință cred că actualul aranjament de bază s-ar fi stabilit în urmă cu aproximativ 1,5 miliarde de ani, conform cercetărilor din 2015 care au constatat un salt în forța câmpului magnetic în jurul acelui moment. Dar Tarduno și echipa sa au găsit dovezi pentru un câmp magnetic de pe Pământ în cele mai vechi minerale ale planetei, zirconii, care datează de 4,2 miliarde de ani, ceea ce sugerează că activitatea din miez creează magnetism de foarte mult timp.
Nu este clar de ce a început dinamoul, a spus Tarduno la Live Science, deși este posibil ca impactul planetar enorm care a creat luna să fi fost motorul cheie. Acest impact, care a avut loc probabil la 100 de milioane de ani după ce Pământul s-a reunit, ar fi putut zdrobi orice stratificare sau stratificare a materialelor din miezul Pământului: Imaginați-vă să agitați o sticlă de ulei și apă la scară planetară. Această perturbare ar fi putut să promoveze convecția care încă mai conduce astăzi dinamul Pământului.
În cele din urmă, miezul interior va crește probabil suficient de mare încât convecția în miezul exterior nu mai este eficientă, iar câmpul magnetic va eșua. Dar scenariul este atât de departe încât nu merită să pierzi mult somnul.
"Vorbim de miliarde de ani", a spus Tarduno.
Slăbirea câmpului magnetic
Mult mai relevant pentru viața oamenilor este faptul că câmpul magnetic slăbește. Oamenii de știință au măsurat această slăbire direct cu observatoarele magnetice și sateliții în ultimii 160 de ani. Indiferent dacă câmpul a căzut înainte, acesta este un pic mai dur, așa cum va face în continuare. Câmpul magnetic este în prezent aproximativ 80% dipolar, a spus Tarduno. Asta înseamnă că acționează mai ales ca un magnet cu bare. Dacă puteți pune filanți de fier în jurul planetei (și a înlătura influența soarelui, care aruncă un flux constant de particule încărcate numit vântul solar către Pământ, suflând câmpul magnetic în jurul ca părul lung într-o adiere), câmpul magnetic rezultat liniile ar arăta un Nord clar și Sud. Dar 20% din câmp este non-dipolar, ceea ce înseamnă că este mai complicat; există variații locale.
În trecut, câmpul magnetic a răsturnat, schimbând nordul și sudul. Ultima dintre aceste inversări s-a întâmplat în urmă cu 780.000 de ani, în jurul erei Homo erectus. Slăbirea câmpului a precedat în mod obișnuit aceste flipsuri, ridicând întrebări dacă un alt flip-flop este iminent. Dar câmpul slăbește, de asemenea, uneori și apoi se întărește din nou fără să râșnească, fenomen numit excursie.
Tarduno și echipa sa au descoperit că un tânăr ciudat în miezul Africii de Sud ar putea contribui la o parte din această slăbiciune. Acest terasament pare să provoace anomalia Atlanticului de Sud, un loc slab cunoscut în câmp, care se întinde de la aproximativ 190 de mile (300 de kilometri) la est de Brazilia, în cea mai mare parte a Americii de Sud. În această zonă, particulele încărcate din vântul solar coboară mai aproape decât de obicei de Pământ. Anomalia Atlanticului de Sud nu se observă în mod special pe teren. Dar sateliții care orbitează pe Pământ se întâlnesc cu particule solare mai nocive acolo, iar astronauții care au călătorit prin regiune pe Stația Spațială Internațională au raportat fenomene vizuale cu stele de filmare, gândite a fi cauzate de niveluri relativ ridicate de radiații la nivelul orbitei terestre scăzute acolo. .
Un Pământ fără câmp
Tarduno și echipa sa bănuiesc că variația în manta din Africa de Sud ar putea fi punctul de declanșare al inversărilor câmpului magnetic în trecut. Vestea bună este că, chiar dacă câmpul slăbește, sau se pregătește să fluteze, nu va dispărea; nu există dovezi că câmpul magnetic a dispărut complet în timpul unei inversări.
Chiar dacă câmpul se va inversa, „vom mai avea câțiva câmpuri magnetici prezenți; va fi doar un câmp magnetic foarte slab”, a spus Tarduno.
Cum ar arăta această lume cu un câmp magnetic minim? Ei bine, busola ta nu ar funcționa, pentru un singur lucru. "Doar că va fi îndreptat către cel mai înalt câmp magnetic", a spus Tarduno. "Ar putea fi foarte aproape de tine; ar putea fi foarte departe."
Luminile nordice și sudice ar fi vizibile din latitudinile mai joase, deoarece aceste spectacole colorate sunt rezultatul interacțiunii dintre particulele încărcate aruncate de la soare în vântul solar și magnetosfera Pământului. În prezent, aceste aurore apar lângă poli, urmând liniile câmpului magnetic în mare parte Nord-Sud, dar un câmp mai slab ar permite particulelor să pătrundă în atmosfera Pământului, luminând cerul mai aproape de ecuator.
Condițiile din anomalia sud-atlantică pentru sateliți ar putea deveni comune pe tot globul, ceea ce ar provoca sclipiri tehnice. Particulele solare pot ping electronice, perturbând biți de memorie în ceea ce se numește tulburări cu un singur eveniment sau SEU. Atunci când particulele solare interacționează cu stratul încărcat al atmosferei Pământului numit ionosferă, ei, de asemenea, bat electroni liberi de orbitele lor moleculare. Acești electroni liberi interferează apoi cu transmisia undelor radio de înaltă frecvență utilizate pentru comunicare.
Interacțiunile dintre vântul solar și atmosfera Pământului pot de asemenea să descompună stratul de ozon în timp, a spus Tarduno, ceea ce ar crește expunerea colectivă a radiațiilor ultraviolete a umanității și ar crește riscurile de cancer de piele.
"Deși probabil că nu ar fi extrem de catastrofal pentru viață, ar exista o doză de radiație mult mai mare pe teren fără un câmp magnetic", a spus Martin Archer, un fizician în spațiu al Universității Queen Mary din Londra.
Există puține dovezi că variațiile de câmp magnetic din trecut au afectat viața pe Pământ. Cu toate acestea, câmpul magnetic a modelat fără îndoială suprafața Pământului, contribuind la împiedicarea atmosferei fragile a planetei de a fi suflată în spațiu de forța neobosită a vântului solar, a spus Archer pentru Live Science.
Un câmp magnetic nu este crucial pentru a avea o atmosferă - Venus nu are câmp magnetic și are o atmosferă masivă, dacă nu are voie -, dar cu siguranță acționează ca un strat protector suplimentar. Marte, care avea un câmp magnetic, dar l-a pierdut acum 4 miliarde de ani, și-a pierdut atmosfera aproape în întregime. Și dacă ar exista o modalitate de a oferi lunii o atmosferă asemănătoare Pământului, vântul solar nu l-ar fi nimicit într-un singur secol, a spus Archer.
