Žemės magnetiniai poliai jau ne kartą apsivertė: kas mūsų laukia, jei taip vėl nutiktų?

Nors, pasak seismologo iš Minesotos universiteto Justino Revenaugh, beveik viskas, kas rodoma šiame filme, neatitinka realybės, tačiau tai, kad Žemės magnetinis laukas apsaugo mūsų planetą nuo mirtino ir destruktyvaus Saulės radiacijos poveikio, yra tiesa. Be magnetinio lauko Saulės vėjai nupūstų nuo Žemės vandenynus ir atmosferą.

Bet mūsų planetos magnetinis laukas nėra statiškas. Žemės šiaurinis magnetinis polius (tai nėra tas pat, kas geografinė šiaurė) pastarąjį šimtmetį vis „pabėga“ nuo mokslininkų. Kasmet jis pasislenka į šiaurę vidutiniškai 50 km.

Dėl šio judėjimo Pasaulio magnetinio modelio (World Magnetic Model – WMM) – kuris seka magnetinį lauką ir informuoja kompasus, išmaniųjų telefonų GPS sistemas ir lėktuvų bei laivų navigacijos sistemas – duomenys yra netikslūs.

Kitas planuojamas WMM duomenų atnaujinimas numatytas tik 2020 m., tačiau dėl precedento neturinčio magnetinio poliaus šokinėjimo JAV kariuomenės vadovybė paprašė atnaujinti duomenis jau dabar.

Neseniai mokslininkai atliko tyrimą, kuriame jiems pavyko perprasti magnetinės šiaurės judėjimo priežastis. Dabar jie tikisi išsiaiškinti, kaip numatyti šiuos pokyčius.

Žemės branduolio judesių stebėjimas

Žemės magnetinį lauką sukuria apytikriai 3 tūkst. km gylyje besisukantis išorinis Žemės branduolys, kurį sudaro skystas nikelis ir geležis. Šį lauką rėmina šiaurinis ir pietinis magnetiniai poliai (kurie yra linkę keistis vietomis arba netgi apsiversti kas kelerius milijonus metų), jis tai sustiprėja, tai susilpnėja, priklausomai nuo procesų branduolio viduje.

Periodiškas, kartais chaotiškas šių skystų metalų pasiskirstymas ir gali sukelti anomalius magnetinio lauko pokyčius.

Jei magnetinį lauką įsivaizduotume kaip gumines juostas, einančias per magnetinius polius ir Žemės branduolį, būtų lengviau suvokti, kad dėl pokyčių branduolyje guminės juostos skirtingose vietose įsitempia. Šios geomagnetinės įtemptos vietos ir turi įtakos magnetinio poliaus migracijai, ir net gali gerokai pakeisti jo įprastą poziciją.

Iki šiol magnetinio lauko pokyčius numatyti buvo gana sunku. Bet naujausiame tyrime geofizikai Julienas Aubertas ir Christopheris Finlay pamėgino imituoti fizines Žemės branduolio sąlygas, pasitelkę superkompiuterius, kurie apdorojo 4 mln. valandų trukmės skaičiavimus.

Tyrėjai žinojo, kad šilumos judėjimas iš planetos vidaus į išorę gali paveikti magnetinį lauką. Paprastai tai vyksta 10 km per metus, bet jie išsiaiškino, kad branduolyje yra skystos geležies „kišenės“, kurios yra lengvesnės ir daug aukštesnės temperatūros nei aplinkinis skystis. Jei skirtumas tarp šių karšto, mažesnio tankio skysčio dalių ir didesnio tankio dalių yra pakankamai didelis, šiltesnis skystis gali labai greit kilti.

Šis greitas judėjimas sukelia magnetines bangas, kurios krypsta link branduolio paviršiaus ir sukelia geomagnetinius svyravimus.

„Šios bangos primena vibruojančias muzikos instrumento stygas“, – paaiškino J. Aubertas leidiniui „Business Insider“.

Magnetinė šiaurė svarbi navigaciniams modeliams

Europos ir Amerikos kariuomenė privalo stebėti magnetinę šiaurę, nes jų navigacinės sistemos pagrįstos WMM. Juo pagrįstos ir komercinių oro linijų bei išmaniųjų telefonų GPS programos, padedančios pilotams ir vartotojams nustatyti tikslią buvimo vietą ir atitinkamai naviguoti.

Štai kodėl Didžiosios Britanijos geologinių tyrimų biuras ir Nacionalinė vandenyno ir atmosferos administracija atnaujina WMM kas penkerius metus.

Išankstinis duomenų atnaujinimas JAV kariuomenės reikalavimu buvo baigtas vasario 4 d.

Tačiau net reguliariai atnaujinant duomenis, geomagnetiniai šuoliai apsunkina tikslių modelio duomenų fiksavimą, sako J. Aubertas.

Naujas jo grupės modelis gali padėti išspręsti šią problemą padėdamas numatyti, kaip toliau gali kisti Žemės magnetinis laukas.

„Mes numatome, kad per ateinančius kelerius metus mūsų grupės sugebės išanalizuoti ankstesnius svyravimus ir gerokai tiksliau numatyti, kokių svyravimų galima laukti ateityje“, – sako J. Aubertas.

Ar magnetinis laukas gali išnykti?

Žemės magnetinis laukas saugo mūsų planetos atmosferą, kuri savo ruožtu apsaugo mus nuo Saulės spinduliavimo, kaip sako J. Revenaugh. Jei magnetinio lauko nebeliktų, galiausiai netektume ir atmosferos.

Tačiau, pasak J. Revenaugh, vargu, ar taip gali nutikti, nes Žemės branduolys niekada nenustos suktis.

Vis dėlto net jei magnetinis laukas ir išnyktų, tai nesukeltų tokių katastrofiškų pasekmių kaip filme „Žemės branduolys“, kuriame vaizduojama, kaip žmonės su dirbtiniais širdies stimuliatoriais krenta negyvi, planetoje ima siautėti nekontroliuojamos audros su žaibais, sunyksta garsiausi pasaulio lankytini objektai.

J. Revenaugh manymu, labiau tikėtinas scenarijus būtų toks, koks jau buvo prieš 780 tūkst. metų, kai magnetiniai poliai apsivertė. Kai įvyksta tokie polių apsivertimai (Žemės istorijoje tokių buvo keli), magnetinio lauko stiprumas sumažėja apie 30 proc., sako jis.

Nors šitoks scenarijus dar labai tolimas, J. Revenaugh manymu, mokslininkams jau šiandien labai svarbu perprasti magnetinio lauko procesus.

„Kuo tobuliau mums pavyks jį sumodeliuoti, tuo geriau galėsime suprasti jo dėsningumus“, reziumavo mokslininkas.