Naša planeta ima magnetno polje koje se može promatrati, na primjer, pomoću kompasa. Uglavnom se formira u veoma vrućem rastopljenom jezgru planete i vjerovatno je postojao veći dio Zemljinog života. Polje je dipolno, odnosno ima jedan sjeverni i jedan južni magnetni pol.

U njima će igla kompasa biti usmjerena ravno prema dolje ili prema gore. To je kao magnet za frižider. Međutim, geomagnetno polje Zemlje prolazi kroz mnoge male promjene, što čini analogiju neodrživom. U svakom slučaju, može se reći da se trenutno na površini planete uočavaju dva pola: jedan na sjevernoj hemisferi i jedan na južnoj.

Preokret geomagnetskog polja je proces u kojem se južni magnetni pol pretvara u sjeverni, a on zauzvrat postaje južni. Zanimljivo je primijetiti da magnetsko polje ponekad može doživjeti ekskurziju, a ne preokret. U tom slučaju dolazi do velikog smanjenja ukupne snage, odnosno sile koja pomiče iglu kompasa.

Tokom ekskurzije polje ne mijenja smjer, već se obnavlja istim polaritetom, odnosno sjever ostaje sjever, a jug jug.

Koliko često se Zemljini polovi okreću?

Kao što svjedoče geološki zapisi, magnetsko polje naše planete je mnogo puta promijenilo polaritet. To se može vidjeti iz pravilnosti pronađenih u vulkanskim stijenama, posebno onima izvađenim sa dna okeana. U proteklih 10 miliona godina, u prosjeku je bilo 4 ili 5 preokreta na milion godina.

U drugim vremenima u istoriji naše planete, kao na primer tokom perioda krede, postojali su duži periodi preokreta Zemljinih polova. Nemoguće ih je predvidjeti i nisu redovne. Stoga možemo govoriti samo o prosječnom intervalu inverzije.

Da li je Zemljino magnetsko polje trenutno obrnuto? Kako to provjeriti?

Mjerenja geomagnetskih karakteristika naše planete vrše se manje-više kontinuirano od 1840. godine. Neka mjerenja datiraju čak iz 16. stoljeća, na primjer, u Greenwichu (London). Ako pogledate trendove jačine magnetnog polja u ovom periodu, možete uočiti njegov pad.

Projektovanje podataka unapred u vremenu daje nulti dipolni moment nakon otprilike 1500–1600 godina. To je jedan od razloga zašto neki vjeruju da je polje možda u ranoj fazi preokreta. Iz proučavanja magnetizacije minerala u drevnim glinenim posudama, poznato je da je u danima Starog Rima bio dvostruko jači nego sada.

Međutim, trenutna jačina polja nije posebno niska u smislu svog raspona u posljednjih 50.000 godina, a prošlo je skoro 800.000 godina od posljednjeg preokretanja Zemljinog polova. Osim toga, uzimajući u obzir ono što je ranije rečeno o ekskurziji, i poznavajući svojstva matematičkih modela, daleko je od jasnog da li se podaci opservacije mogu ekstrapolirati na 1500 godina.

Koliko brzo dolazi do preokreta polova?

Ne postoji potpuna evidencija o istoriji barem jednog preokreta, tako da se sve tvrdnje koje se mogu izneti zasnivaju uglavnom na matematičkim modelima i delimično na ograničenim dokazima iz stena koje su sačuvale otisak drevnog magnetnog polja iz vremena njihovog nastanka. formiranje.

Na primjer, proračuni sugeriraju da potpuna promjena Zemljinih polova može trajati od jedne do nekoliko hiljada godina. Ovo je brzo po geološkim standardima, ali sporo po obimu ljudskog života.

Šta se dešava tokom skretanja? Šta vidimo na površini Zemlje?

Kao što je gore spomenuto, imamo ograničene podatke geoloških mjerenja o obrascima promjena polja tokom inverzije. Na osnovu modela superkompjutera, moglo bi se očekivati ​​mnogo složeniju strukturu na površini planete, sa više od jednog južnog i jednog sjevernog magnetnog pola.

Zemlja čeka njihovo "putovanje" sa svog sadašnjeg položaja prema ekvatoru i preko njega. Ukupna jačina polja u bilo kojoj tački na planeti ne može biti veća od jedne desetine njene trenutne vrijednosti.

Opasnost za plovidbu

Bez magnetnog štita, moderna tehnologija bi bila više izložena riziku od solarnih oluja. Sateliti su najranjiviji. Nisu dizajnirani da izdrže solarne oluje u odsustvu magnetnog polja. Dakle, ako GPS sateliti prestanu da rade, onda će svi avioni sletjeti na zemlju.

Naravno, avioni imaju kompase kao rezervnu kopiju, ali oni sigurno neće biti precizni tokom pomeranja magnetnog pola. Tako će i sama mogućnost kvara GPS satelita biti dovoljna za sletanje aviona - u suprotnom mogu izgubiti navigaciju tokom leta. Brodovi će se suočiti sa istim problemima.

Ozonski sloj

Očekuje se da će tokom preokreta Zemljinog magnetnog polja ozonski omotač potpuno nestati (i nakon toga se ponovo pojaviti). Velike solarne oluje tokom kotrljanja mogu uzrokovati oštećenje ozona. Broj slučajeva raka kože će se povećati za 3 puta. Uticaj na sva živa bića je teško predvidjeti, ali može biti i katastrofalan.

Preokret Zemljinih magnetnih polova: implikacije na elektroenergetske sisteme

U jednoj studiji, ogromne solarne oluje su navedene kao vjerovatni uzrok polarnog preokreta. U drugom, globalno zagrijavanje će biti krivac za ovaj događaj, a može biti uzrokovano povećanom aktivnošću Sunca.

Tokom skretanja neće biti zaštite od magnetnog polja, a ako dođe do solarne oluje, situacija će se još više pogoršati. Život na našoj planeti neće biti pogođen općenito, a društva koja ne zavise od tehnologije također će biti u savršenom redu. Ali Zemlja budućnosti će strašno patiti ako se prevrtanje dogodi brzo.

Električne mreže će prestati da rade (mogla bi ih isključiti velika solarna oluja, a inverzija će uticati na mnogo više). U nedostatku struje neće biti vodosnabdijevanja i kanalizacije, prestat će sa radom benzinske pumpe, obustavljene isporuke hrane.

Rad hitnih službi će biti doveden u pitanje i one neće moći ni na šta da utiču. Milioni će umrijeti, a milijarde će se suočiti s velikim poteškoćama. Samo oni koji se unapred opskrbe hranom i vodom moći će da se izbore sa situacijom.

Opasnost od kosmičkog zračenja

Naše geomagnetno polje je odgovorno za blokiranje oko 50% kosmičkih zraka. Stoga, u njegovom odsustvu, nivo kosmičkog zračenja će se udvostručiti. Iako će to dovesti do povećanja mutacija, to neće imati smrtonosne posljedice. S druge strane, jedan od mogućih uzroka pomaka polova je povećanje sunčeve aktivnosti.

To bi moglo dovesti do povećanja broja nabijenih čestica koje dospiju do naše planete. U ovom slučaju, Zemlja budućnosti će biti u velikoj opasnosti.

Hoće li život opstati na našoj planeti?

Prirodne katastrofe, kataklizme su malo vjerovatne. Geomagnetno polje se nalazi u prostoru koji se zove magnetosfera, a oblikovano je djelovanjem sunčevog vjetra.

Magnetosfera ne odbija sve čestice visoke energije koje Sunce emituje sa solarnim vjetrom i drugim izvorima u Galaksiji. Ponekad je naša svjetiljka posebno aktivna, na primjer, kada na njoj ima mnogo mrlja i može poslati oblake čestica u pravcu Zemlje.

Tokom takvih sunčevih baklji i izbacivanja koronalne mase, astronautima u Zemljinoj orbiti može biti potrebna dodatna zaštita kako bi izbjegli veće doze zračenja.

Stoga znamo da magnetno polje naše planete pruža samo djelomičnu, a ne potpunu zaštitu od kosmičkog zračenja. Osim toga, čestice visoke energije mogu se čak i ubrzati u magnetosferi. Atmosfera na površini Zemlje djeluje kao dodatni zaštitni sloj koji zaustavlja sve osim najaktivnijeg sunčevog i galaktičkog zračenja.

U nedostatku magnetnog polja, atmosfera će i dalje apsorbirati većinu zračenja. Vazdušna školjka nas štiti jednako efikasno kao sloj betona debljine 4 m.

Ljudska bića i njihovi preci živjeli su na Zemlji nekoliko miliona godina, tokom kojih je bilo mnogo inverzija, a ne postoji očigledna korelacija između njih i razvoja čovječanstva. Slično tome, vrijeme preokreta ne poklapa se s periodima izumiranja vrsta, o čemu svjedoči geološka istorija.

Neke životinje, kao što su golubovi i kitovi, koriste geomagnetno polje za navigaciju. Pod pretpostavkom da zaokret traje nekoliko hiljada godina, odnosno mnogo generacija svake vrste, tada se ove životinje mogu dobro prilagoditi promjenjivom magnetskom okruženju ili razviti druge metode navigacije.

O magnetnom polju

Izvor magnetnog polja je Zemljino tečno vanjsko jezgro bogato željezom. Pravi složena kretanja koja su rezultat konvekcije toplote duboko unutar jezgra i rotacije planete. Kretanje tečnosti je kontinuirano i nikada ne prestaje, čak ni tokom skretanja.

Može prestati tek nakon iscrpljivanja izvora energije. Toplota se dijelom proizvodi zbog transformacije tekućeg jezgra u čvrsto jezgro smješteno u središtu Zemlje. Ovaj proces se kontinuirano odvija već milijardama godina. U gornjem dijelu jezgra, koji se nalazi 3000 km ispod površine ispod kamenog plašta, tekućina se može kretati u horizontalnom smjeru brzinom od desetine kilometara godišnje.

Njegovo kretanje preko postojećih linija sile proizvodi električne struje, a one zauzvrat stvaraju magnetsko polje. Ovaj proces se naziva advekcija. Kako bi se izbalansirao rast polja, a time i stabilizirao tzv. "geodinamo", neophodna je difuzija, u kojoj polje "iscuri" iz jezgra i biva uništeno.

Konačno, protok fluida stvara složen obrazac magnetnog polja na površini Zemlje sa složenom promjenom tokom vremena.

Računarski proračuni

Superkompjuterske simulacije geodinama su pokazale složenu prirodu polja i njegovo ponašanje tokom vremena. Proračuni su takođe pokazali promenu polariteta kada se Zemljini polovi promene. U takvim simulacijama, snaga glavnog dipola slabi na 10% njegove normalne vrijednosti (ali ne na nulu), a postojeći polovi mogu lutati oko svijeta zajedno s drugim privremenim sjevernim i južnim polom.

Čvrsto gvozdeno unutrašnje jezgro naše planete u ovim modelima igra važnu ulogu u pokretanju procesa preokreta. Zbog svog čvrstog stanja, ne može generirati magnetno polje advekcijom, ali svako polje koje se formira u tekućini vanjskog jezgra može difundirati ili propagirati u unutrašnje jezgro. Čini se da advekcija u vanjskom jezgru redovno pokušava da invertuje.

Ali sve dok polje zarobljeno u unutrašnjem jezgru prvo ne difundira, neće doći do stvarnog preokretanja Zemljinih magnetnih polova. U suštini, unutrašnje jezgro se opire difuziji bilo kog "novog" polja, i možda je samo jedan od svakih deset pokušaja takvog preokreta uspešan.

Magnetne anomalije

Treba naglasiti da, iako su ovi rezultati sami po sebi fascinantni, nije poznato da li se mogu pripisati stvarnoj Zemlji. Međutim, imamo matematičke modele magnetnog polja naše planete u proteklih 400 godina sa ranim podacima zasnovanim na zapažanjima trgovačkih i mornaričkih mornara.

Njihova ekstrapolacija na unutrašnju strukturu globusa pokazuje rast tokom vremena regiona obrnutog toka na granici jezgro-plašt. U tim tačkama, igla kompasa je orijentisana, u poređenju sa okolnim područjima, u suprotnom smeru - unutar ili van jezgre.

Ova mjesta obrnutog toka u južnom Atlantiku prvenstveno su odgovorna za slabljenje glavnog polja. Oni su također odgovorni za minimalnu napetost zvanu brazilska magnetna anomalija, čije središte je ispod Južne Amerike.

U ovoj regiji, čestice visoke energije mogu se bliže približiti Zemlji, uzrokujući povećan rizik od zračenja za satelite u niskoj Zemljinoj orbiti. Ostaje još mnogo toga da se uradi kako bi se bolje razumjela svojstva dubinske strukture naše planete.

Ovo je svijet u kojem su vrijednosti tlaka i temperature slične površini Sunca, a naše znanstveno razumijevanje dostiže svoju granicu.

Posljedice geomagnetnog procesa kao što je preokret polova mogu izgledati pomalo zloslutno, ali ne brinite: naučnici nisu sigurni kada će se sljedeći preokret dogoditi. Čak i ako se to dogodi, rizici neće biti previsoki.

Zapažanja naučnika

Naučnici su otkrili da su se u magnetnom polju počele stvarati velike praznine, koje signaliziraju da će Zemljini magnetni polovi uskoro promijeniti mjesta. Postoji pretpostavka da će takav proces imati izuzetno negativan utjecaj na prirodu, a naša planeta će doživjeti snažne kataklizme. Do ovog zaključka došli su danski naučnici iz Centra za planetarna istraživanja. Njihovo mišljenje dijele naučnici iz Amerike, Francuske i Engleske.

Naučne studije pokazuju da se tokom proteklog veka gustina Zemljinog magnetnog polja smanjila. Ovaj proces se manifestovao 1989. godine u Kanadi. Sunčevi vjetrovi su prodrli u slab magnetni sloj i uzrokovali kvar električnih mreža. Kvebek je bio bez struje 9 sati.

Vjeruje se da se magnetsko polje akumulira tokovima rastopljenog željeza koje okružuje jezgro planete. Danski satelit je otkrio vrtlog u ovim tokovima koji bi mogao uzrokovati preokret polova. Ali naučnici su sigurni da se to neće dogoditi u bliskoj budućnosti.

Magnetno polje

Spoljni sloj Zemljinog jezgra bogat gvožđem postepeno se hladi, probija se kroz kolosalne konvekcijske struje, koje su takođe donekle iskrivljene sopstvenom rotacijom Zemlje. Zahvaljujući neobičnosti fizike poznatoj kao teorija dinamo, ovo stvara snažno magnetsko polje između sjevernog i južnog pola.

Iako 99% magnetske energije ostaje u jezgru, valovi koji putuju u svemir stvaraju potencijalno opasan solarni vjetar.

Magnetni polovi su područja u kojima je magnetsko polje planete vertikalno, u kojoj tački igla kompasa pokazuje nagore.

Tokom geološkog vremena, magnetni polovi su se pomerali u stranu. Ovaj fenomen je poznat kao "geomagnetski preokret". Iako postoji nekoliko hipoteza koje pokušavaju objasniti ovaj proces, geofizičari još uvijek nisu sigurni zašto se to događa. Očigledno je da je proces povezan s turbulencijom i haosom unutar metalnog vanjskog jezgra, ali specifičnosti fenomena nisu razjašnjene.

Poslednji ofset

U svakom slučaju, posljednji potpuni preokret dogodio se prije oko 781.000 godina. Ovaj proces je nazvan Bruns-Matuyama po otkrićima. Njegov put se može pratiti kroz vulkanske stene koje su, kada su se formirale, uspele da zamrznu magnetno polje planete na mestu. Do ovog trenutka, savremeni magnetni severni pol nalazio se na mestu Južnog pola, a njihova lokacija se promenila.

U svakom slučaju, u proteklih 20 miliona godina, polovi su se preokrenuli svakih 20.000 do 30.000 godina. Mars je izgubio većinu svoje atmosfere kada se njegovo magnetsko polje srušilo. Međutim, mi nismo u opasnosti.

Rizici neće biti visoki

NASA se jako trudi da naglasi da je preokret Zemljinih polova norma, a ne izuzetak. To se uvek dešavalo i dešavaće se. Posljednji pomak je uočen prije 20.000 godina.

Čak i ako dolazi smjena, to se neće dogoditi preko noći. "Podaci o magnetnom polju sugeriraju da je za preokret potrebno oko 1.000 do 5.000 godina", rekao je za IFSIcience vanredni profesor Phil Livermore, stručnjak za geomagnetno polje Zemlje na Univerzitetu u Leedsu.

Drugi problem je što prosjek od 20.000 godina još nije utvrđen, a proces okretanja polova nije uočen kroz istoriju Zemlje.

Iako se snaga dipola trenutno smanjuje, on nije anomalan. Prethodne epizode raspada nisu rezultirale preokretom, već jednostavno otklonom jačine polja tokom vremena.

"Preokret ili generalno slabljenje magnetnog polja planete predstavlja neke potencijalne prijetnje, posebno ako dosegne samo 10% svoje pune snage prije nego što se ponovo oporavi", navodi Livermore.

Međutim, rizici vjerovatno neće biti visoki. Iz fosilnih zapisa poznato je da biljni i životinjski svijet nikada nije bio narušen. NASA nije vidjela nikakvu primjetnu promjenu u geološkoj aktivnosti, bilo da se radi o seizmičkoj, vulkanskoj ili glacijalnoj. Rotacija Zemlje ostala je nepromijenjena.

"Glavni problem je šta se može dogoditi našoj električnoj infrastrukturi - satelitima, električnim mrežama, itd.", rekao je Livermore.

Napajanje će biti prekinuto

Sateliti unutar južnog Atlantika su uočljiva slaba tačka u magnetnom polju. Već postoji veliki rizik od oštećenja.

Kakve će biti posljedice? Štete zavise od svemirskog vremena. To bi moglo dovesti do nekoliko velikih, produženih nestanka struje na Zemlji.

Međutim, biološki život će vjerovatno ostati netaknut. Životinje koje se oslanjaju na prijem magneta za orijentaciju će neko vrijeme biti malo zbunjene. Zato ne brini. Mnogo je neizvjesnosti u ovom problemu, ali apokalipse sigurno neće biti.

M nema polja Ze m l i mogu t i mid br Pa biti

Francuski istraživači sa Univerziteta u Parizu VII Denis Diderot otkrili su da se promjena polova Zemlje može dogoditi u bilo kojem trenutku. Promjenu polova moguće je predvidjeti tek za 10-20 godina, dugoročnija i preciznija prognoza je nemoguća.

Preokreti Zemljinih magnetnih polova su se ponavljali u prošlosti. Ovo je obično bilo praćeno kratkotrajnim nestankom magnetosfere. Za Zemljinu biosferu to znači stanjivanje ozonskog omotača i nestanak zaštite od sunčevog vjetra i kosmičkog zračenja. Ako se brzo završi "promjena polariteta", život na našoj planeti se može sačuvati, ali ako Zemlja ostane bez magnetnog polja nekoliko godina, to će značiti smrt cijelog života.

Prema zapažanjima naučnika, sada intenzitet Zemljinog magnetnog polja postepeno opada. U protekle 22 godine Zemljino magnetno polje je oslabilo za 1,7%, au nekim dijelovima Atlantskog okeana oslabilo je za 10%, au nekoliko regija neznatno poraslo.

Pomjeranje Zemljinih magnetnih polova zabilježeno je još 1885. godine. Od tada se južni magnetni pol pomerio za 900 kilometara prema Indijskom okeanu, a severni magnetni pol prema istočnosibirskoj magnetnoj anomaliji. Brzina pomeranja polova trenutno je oko 60 kilometara godišnje, što nikada ranije nije primećeno.

Kamo migriraju polovi?

Prije tri stotine godina, Južni magnetni pol napustio je svoje "poznato" mjesto na Antarktiku i ušao u prostranstva Indijskog okeana. A Severni, koji je opisao luk od 1100 km u dužini iznad arktičkih kanadskih ostrva u četiri veka, sada se kreće sve većom brzinom (od 10 km/godišnje 70-ih do 40 km/godišnje 2002.) u naš Sibir! Na severnoruska prostranstva stići će za četrdeset godina. To još nije katastrofa. Ugao "magnetne varijacije" - udaljenost između geografskog i magnetskog pola planete - postat će malo veći: ne 10 stepeni, kao što je sada, već 13 ili 15. Navigatori, kapetani brodova jednostavno će morati učiniti više značajne korekcije na navigacijskim kartama.

Međutim, neki naučnici smatraju da se polovi neće tu zaustaviti. Oni se mogu "raspršiti" tako da dođe do preokreta polariteta naše planete. Kada će se to dogoditi? Danski i francuski naučnici kažu: za nekoliko decenija. Istina, optimisti iz drugih zemalja sugerišu da bi se proces mogao nastaviti još nekoliko hiljada godina. Ovako velika razlika u prognozama nije slučajna: na kraju krajeva, polovi mogu usporiti ili čak stati.

Prema riječima zamjenika direktora Instituta za fiziku Zemlje. Schmidt Aleksej Didenko, kretanje magnetnog pola je ubrzano zbog činjenice da se mijenja način rada "unutrašnjeg motora" Zemlje. Magnetno polje u tečnom jezgru planete stvara električnu struju u nekoliko njenih "motornih" ćelija, koje se, usled rotacije planete, pomeraju i tako pomeraju magnetne polove. I ovi "motori" počinju da rade aktivnije svakih četvrt miliona godina. Šta se sada dešava. Pokreti polova oduvijek su bili praćeni prirodnim katastrofama zbog kvarova u geomagnetskoj zaštiti od sunčevog zračenja i kosmičkog zračenja. Ozonski omotač se uništava, a klima postaje sve vlažnija i toplija. A kada stubovi miruju, klima je suva i surova. Danas su prvo "zvono" kretanja polova nepredvidivi hirovi vremena širom svijeta.

Šta nam prijeti promjenom polova Zemlje?

Naučnici su otkrili da se u magnetnom polju Zemlje stvaraju moćne praznine, što ukazuje da će magnetni polovi planete uskoro zamijeniti mjesta. Postoje mišljenja da u vezi s tim možemo očekivati ​​nove prirodne katastrofe na globalnom nivou, poput potopa i posljednjeg suda.

Do ovog zaključka došli su stručnjaci iz Danskog centra za planetarna istraživanja. Ove zaključke podržale su njihove kolege sa Univerziteta u Lidsu (Velika Britanija) i Francuskog instituta za fiziku Zemlje, kao i američki naučnici sa Međunarodnog univerziteta Florida u Majamiju.

Prema istraživačima, tokom prošlog stoljeća, gustina Zemljinog magnetnog polja značajno se smanjila. Uticaj ovoga osjetio se 1989. u istočnoj Kanadi. Sunčevi vjetrovi probili su slab magnetni štit i izazvali ozbiljne kvarove na električnim mrežama, ostavljajući Quebec bez struje devet sati.

Vjeruje se da magnetsko polje naše planete stvaraju tokovi rastopljenog željeza koji okružuju Zemljino jezgro. Danski svemirski satelit otkrio je vrtloge u ovim potocima (u regijama Arktika i Južnog Atlantika) koji mogu uzrokovati da promijene smjer kretanja. No, mnogi stručnjaci vjeruju da se to, na sreću, neće dogoditi u bliskoj budućnosti.

Pa ipak, ako se predviđanja ostvare, posljedice bi mogle biti katastrofalne. Snažni tokovi sunčevog zračenja, koji zbog
magnetna polja sada ne mogu doseći atmosferu, zagrijati njene gornje slojeve i uzrokovati globalne klimatske promjene. Sada vanjski "magnetski štit" planete štiti sva živa bića od sunčevog zračenja. Bez njega bi solarni vjetar i plazma iz solarnih baklji dospjeli u gornju atmosferu, zagrijavajući je i uzrokujući katastrofalne klimatske promjene. Drugim riječima, u vrijeme promjene polova, doći će do naglog slabljenja magnetskog polja: to će dovesti do naglog povećanja nivoa sunčevog zračenja. Kosmičke zrake će ubiti sva živa bića ili uzrokovati mutacije. Svi električni, navigacijski i komunikacijski uređaji i sateliti u Zemljinoj orbiti će otkazati. Životinje selice, ptice i insekti će izgubiti sposobnost navigacije. Istovremeno, nemoguće je unaprijed izračunati gdje će biti kopno, a gdje more.

Istina, kada su se magnetni polovi na Suncu promijenili u martu 2001. godine, nisu zabilježeni nestanci magnetnog polja. Sunce menja svoje magnetne polove svake 22 godine. Na Zemlji se takvi stresovi javljaju mnogo rjeđe, ali se dešavaju. Moguće je da su kataklizme u biosferi planete, kada je nestalo od 50 do 90% njene faune, povezane upravo s kretanjem polova. Naučnici napominju da je nestanak magnetnog polja doveo do isparavanja atmosfere na Marsu.

Podrijetlo Zemljinog magnetnog polja do danas ostaje misterija, iako postoje mnoge hipoteze koje objašnjavaju ovaj fenomen. Magnetno polje koje postoji na zemljinoj površini je ukupno polje. Nastaje zbog niza izvora: struja koje prelaze površinu Zemlje, tzv. vrtložno polje; vanjski, kosmički izvori koji nisu povezani sa Zemljom i, konačno, magnetsko polje, zbog uzroka unutrašnje dinamike Zemlje.

Prema geomagnetnim podacima, polovi se okreću u prosjeku svakih 500.000 godina. Prema drugoj hipotezi, posljednji put se to dogodilo prije oko 780 hiljada godina. Istovremeno je isprva nestalo dipolno magnetsko polje Zemlje, a umjesto njega uočena je mnogo složenija slika mnogih polova rasutih po planeti. Tada je dipolno polje obnovljeno, ali su sjeverni i južni pol obrnuti.

Promena Zemljinih magnetnih polova nije jednokratna pojava, već dug geološki proces, koji se meri desetinama hiljada, pa čak i milionima godina.Istina, neki naučnici smatraju da je do takvih promena došlo u veoma kratkom vremenu. Kad bi se smjena polova razvukla na duže vrijeme, kažu, tada bi život na našoj planeti u tim intervalima bio uništen sunčevim zračenjem, koje bi slobodno prodiralo u atmosferu i dospjelo do njene površine, jer ne postoje barijere za Sunčev vjetra, osim magnetnog polja.

U međuvremenu, uočava se povećanje brzine kretanja magnetnih polova, što nimalo ne liči na uobičajeni, "pozadinski" drift. Tako je, na primjer, magnetni pol sjeverne hemisfere "trčao" u proteklih 20 godina više od 200 km u pravcu juga.

Polovi, kao što znate, dva para - geografski i magnetni. Kroz prve prolazi zamišljena zemaljska osa oko kojih se okreće naša planeta. Nalaze se na geografskoj širini od 90 stepeni (sjeverna i južna, respektivno) i nulte geografske dužine - sve linije geografske dužine konvergiraju na ovim tačkama.

Sada o drugom paru stubova. Naša planeta je ogroman sferni magnet. Kretanje rastopljenog željeza unutar Zemlje (tačnije, u tekućem vanjskom jezgru) stvara oko nje magnetsko polje koje nas štiti od destruktivnog sunčevog zračenja.

Osa zemljinog magneta je nagnuta u odnosu na osu rotacije zemlje za 12 stepeni. Ne prolazi čak ni kroz centar Zemlje, već se nalazi oko 400 km od njega. Tačke u kojima ova osa seče površinu planete su magnetni polovi. Jasno je da se zbog ovakvog rasporeda osi geografski pol i magnetni pol ne poklapaju.

Geografski polovi se takođe pomeraju. Posmatranja stanica Međunarodne službe za kretanje polova i mjerenja geodetskih satelita pokazuju da se osa planete odstupa brzinom od oko 10 cm godišnje. Glavni razlog je pomicanje zemljinih ploča koje uzrokuju preraspodjelu mase i promjenu rotacije Zemlje.

Japanski naučnici su otkrili da se Sjeverni pol kreće prema Japanu brzinom od oko 6 cm na 100 godina. Kreće se u geografskoj dužini pod uticajem zemljotresa, koji se najčešće dešavaju u Tihom okeanu.

Poslednjih godina ubrzano je pomeranje geografskog pola, kao i pomeranje magnetnog. Ako se tako nastavi, onda će se nakon nekog vremena pol naći u području Velikog medvjeđeg jezera u Kanadi... Francuski profesor geofizike, Gauthier Hulot, već je 2002. godine podigao paniku, otkrivši slabljenje Zemljine magnetske polje u blizini polova, što se može protumačiti kao rani znak skorog preokreta polova.

Naša planeta ima magnetno polje koje se može promatrati, na primjer, pomoću kompasa. Uglavnom se formira u veoma vrućem rastopljenom jezgru planete i vjerovatno je postojao veći dio Zemljinog života. Polje je dipolno, odnosno ima jedan sjeverni i jedan južni magnetni pol. U njima će igla kompasa biti usmjerena ravno prema dolje ili prema gore. To je kao magnet za frižider. Međutim, geomagnetno polje Zemlje prolazi kroz mnoge male promjene, što čini analogiju neodrživom. U svakom slučaju, može se reći da se trenutno na površini planete uočavaju dva pola: jedan na sjevernoj hemisferi i jedan na južnoj.

Inverzija je proces kojim se južni magnetni pol pretvara u sjeverni, a on zauzvrat postaje južni. Zanimljivo je primijetiti da magnetsko polje ponekad može doživjeti ekskurziju, a ne preokret. U tom slučaju dolazi do velikog smanjenja ukupne snage, odnosno sile koja pomiče iglu kompasa. Tokom ekskurzije polje ne mijenja smjer, već se obnavlja istim polaritetom, odnosno sjever ostaje sjever, a jug jug.

Koliko često se Zemljini polovi okreću?

Kao što svjedoče geološki zapisi, magnetsko polje naše planete je mnogo puta promijenilo polaritet. To se može vidjeti iz pravilnosti pronađenih u vulkanskim stijenama, posebno onima izvađenim sa dna okeana. U proteklih 10 miliona godina, u prosjeku je bilo 4 ili 5 preokreta na milion godina. U drugim vremenima u istoriji naše planete, kao na primer tokom perioda krede, postojali su duži periodi preokreta Zemljinih polova. Nemoguće ih je predvidjeti i nisu redovne. Stoga možemo govoriti samo o prosječnom intervalu inverzije.

Da li je Zemljino magnetsko polje trenutno obrnuto? Kako to provjeriti?

Mjerenja geomagnetskih karakteristika naše planete vrše se manje-više kontinuirano od 1840. godine. Neka mjerenja datiraju čak iz 16. stoljeća, na primjer, u Greenwichu (London). Ako pogledate trendove na terenu za ovaj period, možete uočiti njegov pad. Projektovanje podataka unapred u vremenu daje nulu za oko 1500-1600 godina. To je jedan od razloga zašto neki vjeruju da je polje možda u ranoj fazi preokreta. Iz proučavanja magnetizacije minerala u drevnim glinenim posudama, poznato je da je u danima Starog Rima bio dvostruko jači nego sada.

Međutim, trenutna jačina polja nije posebno niska u smislu svog raspona u posljednjih 50.000 godina, a prošlo je skoro 800.000 godina od posljednjeg preokretanja Zemljinog polova. Osim toga, uzimajući u obzir ono što je ranije rečeno o ekskurziji, i poznavajući svojstva matematičkih modela, daleko je od jasnog da li se podaci opservacije mogu ekstrapolirati na 1500 godina.

Koliko brzo dolazi do preokreta polova?

Ne postoji potpuna evidencija o istoriji barem jednog preokreta, tako da se sve tvrdnje koje se mogu izneti zasnivaju uglavnom na matematičkim modelima i delimično na ograničenim dokazima iz stena koje su sačuvale otisak drevnog magnetnog polja iz vremena njihovog nastanka. formiranje. Na primjer, proračuni sugeriraju da potpuna promjena Zemljinih polova može trajati od jedne do nekoliko hiljada godina. Ovo je brzo po geološkim standardima, ali sporo po obimu ljudskog života.

Šta se dešava tokom skretanja? Šta vidimo na površini Zemlje?

Kao što je gore spomenuto, imamo ograničene podatke geoloških mjerenja o obrascima promjena polja tokom inverzije. Na osnovu modela superkompjutera, moglo bi se očekivati ​​mnogo složeniju strukturu na površini planete, sa više od jednog južnog i jednog sjevernog magnetnog pola. Zemlja čeka njihovo "putovanje" sa svog sadašnjeg položaja prema ekvatoru i preko njega. Ukupna jačina polja u bilo kojoj tački na planeti ne može biti veća od jedne desetine njene trenutne vrijednosti.

Opasnost za plovidbu

Bez magnetnog štita, moderna tehnologija bi bila više izložena riziku od solarnih oluja. Sateliti su najranjiviji. Nisu dizajnirani da izdrže solarne oluje u odsustvu magnetnog polja. Dakle, ako GPS sateliti prestanu da rade, onda će svi avioni sletjeti na zemlju.

Naravno, avioni imaju kompase kao rezervnu kopiju, ali oni sigurno neće biti precizni tokom pomeranja magnetnog pola. Tako će i sama mogućnost kvara GPS satelita biti dovoljna za sletanje aviona - u suprotnom mogu izgubiti navigaciju tokom leta.

Brodovi će se suočiti sa istim problemima.

Ozonski sloj

Očekuje se da će tokom preokreta Zemljino magnetsko polje potpuno nestati (i nakon toga se ponovo pojaviti). Velike solarne oluje tokom kotrljanja mogu uzrokovati oštećenje ozona. Broj slučajeva raka kože će se povećati za 3 puta. Uticaj na sva živa bića je teško predvidjeti, ali može biti i katastrofalan.

Preokret Zemljinih magnetnih polova: implikacije na elektroenergetske sisteme

U jednoj studiji, masivni su navedeni kao vjerovatni uzrok polarnog preokreta. U drugom, globalno zagrijavanje će biti krivac za ovaj događaj, a može biti uzrokovano povećanom aktivnošću Sunca. Tokom skretanja neće biti zaštite od magnetnog polja, a ako dođe do solarne oluje, situacija će se još više pogoršati. Život na našoj planeti neće biti pogođen općenito, a društva koja ne zavise od tehnologije također će biti u savršenom redu. Ali Zemlja budućnosti će strašno patiti ako se prevrtanje dogodi brzo. Električne mreže će prestati da rade (mogla bi ih isključiti velika solarna oluja, a inverzija će uticati na mnogo više). U nedostatku struje neće biti vodosnabdijevanja i kanalizacije, prestat će sa radom benzinske pumpe, obustavljene isporuke hrane. Nastup će biti doveden u pitanje, a oni neće moći da utiču na nešto. Milioni će umrijeti, a milijarde će se suočiti s velikim poteškoćama. Samo oni koji se unapred opskrbe hranom i vodom moći će da se izbore sa situacijom.

Opasnost od kosmičkog zračenja

Naše geomagnetno polje je odgovorno za blokiranje oko 50%, tako da će se u njegovom odsustvu nivo udvostručiti. Iako će to dovesti do povećanja mutacija, to neće imati smrtonosne posljedice. S druge strane, jedan od mogućih uzroka pomaka polova je povećanje sunčeve aktivnosti. To bi moglo dovesti do povećanja broja nabijenih čestica koje dospiju do naše planete. U ovom slučaju, Zemlja budućnosti će biti u velikoj opasnosti.

Hoće li život opstati na našoj planeti?

Prirodne katastrofe, kataklizme su malo vjerovatne. Geomagnetno polje se nalazi u prostoru koji se zove magnetosfera, a oblikovano je djelovanjem sunčevog vjetra. Magnetosfera ne odbija sve čestice visoke energije koje Sunce emituje sa solarnim vjetrom i drugim izvorima u Galaksiji. Ponekad je naša svjetiljka posebno aktivna, na primjer, kada na njoj ima mnogo mrlja i može poslati oblake čestica u pravcu Zemlje. Tokom takvih i koronalnih izbacivanja mase, astronautima u Zemljinoj orbiti može biti potrebna dodatna zaštita kako bi izbjegli veće doze zračenja. Stoga znamo da magnetno polje naše planete pruža samo djelomičnu, a ne potpunu zaštitu od kosmičkog zračenja. Osim toga, čestice visoke energije mogu se čak i ubrzati u magnetosferi.

Atmosfera na površini Zemlje djeluje kao dodatni zaštitni sloj koji zaustavlja sve osim najaktivnijeg sunčevog i galaktičkog zračenja. U nedostatku magnetnog polja, atmosfera će i dalje apsorbirati većinu zračenja. Vazdušna školjka nas štiti jednako efikasno kao sloj betona debljine 4 m.

Bez posledica

Ljudska bića i njihovi preci živjeli su na Zemlji nekoliko miliona godina, tokom kojih je bilo mnogo inverzija, a ne postoji očigledna korelacija između njih i razvoja čovječanstva. Slično tome, vrijeme preokreta ne poklapa se s periodima izumiranja vrsta, o čemu svjedoči geološka istorija.

Neke životinje, kao što su golubovi i kitovi, koriste geomagnetno polje za navigaciju. Pod pretpostavkom da zaokret traje nekoliko hiljada godina, odnosno mnogo generacija svake vrste, tada se ove životinje mogu dobro prilagoditi promjenjivom magnetskom okruženju ili razviti druge metode navigacije.

Više tehničkog opisa

Izvor magnetnog polja je Zemljino tečno vanjsko jezgro bogato željezom. Pravi složena kretanja koja su rezultat konvekcije toplote duboko unutar jezgra i rotacije planete. Kretanje tečnosti je kontinuirano i nikada ne prestaje, čak ni tokom skretanja. Može prestati tek nakon iscrpljivanja izvora energije. Toplota se dijelom proizvodi zbog transformacije tekućeg jezgra u čvrsto jezgro smješteno u središtu Zemlje. Ovaj proces se kontinuirano odvija već milijardama godina. U gornjem dijelu jezgra, koji se nalazi 3000 km ispod površine ispod kamenog plašta, tekućina se može kretati u horizontalnom smjeru brzinom od desetine kilometara godišnje. Njegovo kretanje preko postojećih linija sile proizvodi električne struje, a one zauzvrat stvaraju magnetsko polje. Ovaj proces se naziva advekcija. Kako bi se izbalansirao rast polja, a time i stabilizirao tzv. "geodinamo", neophodna je difuzija, u kojoj polje "iscuri" iz jezgra i biva uništeno. Konačno, protok fluida stvara složen obrazac magnetnog polja na površini Zemlje sa složenom promjenom tokom vremena.

Računarski proračuni

Superkompjuterske simulacije geodinama su pokazale složenu prirodu polja i njegovo ponašanje tokom vremena. Proračuni su takođe pokazali promenu polariteta kada se Zemljini polovi promene. U takvim simulacijama, snaga glavnog dipola slabi na 10% njegove normalne vrijednosti (ali ne na nulu), a postojeći polovi mogu lutati oko svijeta zajedno s drugim privremenim sjevernim i južnim polom.

Čvrsto gvozdeno unutrašnje jezgro naše planete u ovim modelima igra važnu ulogu u pokretanju procesa preokreta. Zbog svog čvrstog stanja, ne može generirati magnetno polje advekcijom, ali svako polje koje se formira u tekućini vanjskog jezgra može difundirati ili propagirati u unutrašnje jezgro. Čini se da advekcija u vanjskom jezgru redovno pokušava da invertuje. Ali sve dok polje zarobljeno u unutrašnjem jezgru prvo ne difundira, neće doći do stvarnog preokretanja Zemljinih magnetnih polova. U suštini, unutrašnje jezgro se opire difuziji bilo kog "novog" polja, i možda je samo jedan od svakih deset pokušaja takvog preokreta uspešan.

Magnetne anomalije

Treba naglasiti da, iako su ovi rezultati sami po sebi fascinantni, nije poznato da li se mogu pripisati stvarnoj Zemlji. Međutim, imamo matematičke modele magnetnog polja naše planete u proteklih 400 godina sa ranim podacima zasnovanim na zapažanjima trgovačkih i mornaričkih mornara. Njihova ekstrapolacija na unutrašnju strukturu globusa pokazuje rast tokom vremena regiona obrnutog toka na granici jezgro-plašt. U tim tačkama, igla kompasa je orijentisana, u poređenju sa okolnim područjima, u suprotnom smeru - unutar ili van jezgre. Ova mjesta obrnutog toka u južnom Atlantiku prvenstveno su odgovorna za slabljenje glavnog polja. Oni su također odgovorni za minimalnu napetost zvanu brazilska magnetna anomalija, čije središte je ispod Južne Amerike. U ovoj regiji, čestice visoke energije mogu se bliže približiti Zemlji, uzrokujući povećan rizik od zračenja za satelite u niskoj Zemljinoj orbiti.

Ostaje još mnogo toga da se uradi kako bi se bolje razumjela svojstva dubinske strukture naše planete. Ovo je svijet u kojem su vrijednosti tlaka i temperature slične površini Sunca, a naše znanstveno razumijevanje dostiže svoju granicu.