Il nostro pianeta ha un campo magnetico che può essere osservato, ad esempio, con una bussola. Si forma principalmente nel nucleo fuso molto caldo del pianeta ed è probabilmente esistito per la maggior parte della vita della Terra. Il campo è un dipolo, cioè ha un polo magnetico nord e uno sud.

In essi, l'ago della bussola punterà rispettivamente verso il basso o verso l'alto. È come una calamita per il frigo. Tuttavia, il campo geomagnetico della Terra subisce molti piccoli cambiamenti, il che rende l'analogia insostenibile. In ogni caso, si può dire che attualmente sono due i poli osservati sulla superficie del pianeta: uno nell'emisfero boreale e uno in quello australe.

L'inversione del campo geomagnetico è un processo in cui il polo magnetico sud si trasforma in uno nord e questo, a sua volta, diventa sud. È interessante notare che il campo magnetico a volte può subire un'escursione piuttosto che un'inversione. In questo caso subisce una forte riduzione della sua forza totale, cioè della forza che muove l'ago della bussola.

Durante l'escursione il campo non cambia direzione, ma si ripristina con la stessa polarità, cioè il nord rimane nord e il sud sud.

Quanto spesso si invertono i poli della Terra?

Come evidenziato dalla documentazione geologica, il campo magnetico del nostro pianeta ha cambiato polarità molte volte. Lo si può vedere dalle regolarità trovate nelle rocce vulcaniche, in particolare quelle estratte dal fondo dell'oceano. Negli ultimi 10 milioni di anni, in media, ci sono state 4 o 5 inversioni ogni milione di anni.

Altre volte nella storia del nostro pianeta, come durante il Cretaceo, ci sono stati periodi più lunghi di inversioni dei poli terrestri. Sono impossibili da prevedere e non sono regolari. Pertanto, possiamo solo parlare dell'intervallo di inversione medio.

Il campo magnetico terrestre è attualmente invertito? Come controllarlo?

Le misurazioni delle caratteristiche geomagnetiche del nostro pianeta sono state effettuate più o meno continuamente dal 1840. Alcune misurazioni risalgono addirittura al XVI secolo, ad esempio a Greenwich (Londra). Se osservi le tendenze della forza del campo magnetico in questo periodo, puoi vedere il suo declino.

Proiettando i dati in avanti nel tempo si ottiene un momento di dipolo zero dopo circa 1500-1600 anni. Questo è uno dei motivi per cui alcuni ritengono che il campo potrebbe essere nelle prime fasi di un'inversione. Da studi sulla magnetizzazione dei minerali in antichi vasi di terracotta, è noto che ai tempi dell'antica Roma era due volte più forte di adesso.

Tuttavia, l'attuale intensità del campo non è particolarmente bassa in termini di portata negli ultimi 50.000 anni, e sono passati quasi 800.000 anni dall'ultima inversione dei poli della Terra. Inoltre, tenendo conto di quanto detto in precedenza sull'escursione, e conoscendo le proprietà dei modelli matematici, è tutt'altro che chiaro se i dati osservativi possano essere estrapolati a 1500 anni.

Quanto velocemente si verifica un'inversione dei poli?

Non esiste una registrazione completa della storia di almeno un'inversione, quindi tutte le affermazioni che possono essere fatte si basano principalmente su modelli matematici e in parte su prove limitate provenienti da rocce che hanno conservato l'impronta dell'antico campo magnetico dal tempo della loro formazione.

Ad esempio, i calcoli suggeriscono che un cambiamento completo dei poli terrestri può richiedere da uno a diverse migliaia di anni. Questo è veloce per gli standard geologici, ma lento per la scala della vita umana.

Cosa succede durante un turno? Cosa vediamo sulla superficie della Terra?

Come accennato in precedenza, disponiamo di dati di misurazione geologica limitati sui modelli di cambiamento del campo durante l'inversione. Sulla base dei modelli dei supercomputer, ci si aspetterebbe una struttura molto più complessa sulla superficie del pianeta, con più di un polo magnetico sud e uno nord.

La terra sta aspettando il loro "viaggio" dalla sua posizione attuale verso e attraverso l'equatore. L'intensità totale del campo in qualsiasi punto del pianeta non può essere superiore a un decimo del suo valore attuale.

Pericolo per la navigazione

Senza uno scudo magnetico, la tecnologia moderna sarebbe maggiormente a rischio di tempeste solari. I satelliti sono i più vulnerabili. Non sono progettati per resistere alle tempeste solari in assenza di un campo magnetico. Quindi, se i satelliti GPS smettono di funzionare, tutti gli aerei atterreranno a terra.

Naturalmente, gli aeroplani hanno le bussole come riserva, ma certamente non saranno precise durante lo spostamento dei poli magnetici. Pertanto, anche la possibilità stessa di guasto dei satelliti GPS sarà sufficiente per far atterrare gli aerei, altrimenti potrebbero perdere la navigazione durante il volo. Le navi dovranno affrontare gli stessi problemi.

Strato di ozono

Si prevede che durante l'inversione del campo magnetico terrestre, lo strato di ozono scomparirà completamente (per poi riapparire). Le grandi tempeste solari durante un rollio possono causare l'esaurimento dell'ozono. Il numero di casi di cancro della pelle aumenterà di 3 volte. L'impatto su tutti gli esseri viventi è difficile da prevedere, ma può anche essere catastrofico.

Inversione dei poli magnetici terrestri: implicazioni per i sistemi energetici

In uno studio, le massicce tempeste solari sono state citate come la probabile causa dell'inversione polare. In un altro, il riscaldamento globale sarà il colpevole di questo evento e potrebbe essere causato dall'aumento dell'attività del sole.

Durante il turno non ci sarà protezione dal campo magnetico e se si verifica una tempesta solare la situazione peggiorerà ancora di più. La vita sul nostro pianeta non sarà influenzata in generale e anche le società che non dipendono dalla tecnologia saranno in perfetto ordine. Ma la Terra del futuro soffrirà terribilmente se il rollio avverrà rapidamente.

Le reti elettriche smetteranno di funzionare (potrebbero essere messe fuori servizio da una grande tempesta solare e l'inversione influirà molto di più). In assenza di elettricità, non ci saranno approvvigionamento idrico e fognario, le stazioni di servizio smetteranno di funzionare, le scorte di cibo cesseranno.

Le prestazioni dei servizi di emergenza saranno in discussione e non saranno in grado di influenzare nulla. Milioni di persone moriranno e miliardi dovranno affrontare grandi difficoltà. Solo chi farà scorta di cibo e acqua in anticipo sarà in grado di far fronte alla situazione.

Il pericolo delle radiazioni cosmiche

Il nostro campo geomagnetico è responsabile del blocco di circa il 50% dei raggi cosmici. Pertanto, in sua assenza, il livello di radiazione cosmica raddoppierà. Anche se questo porterà ad un aumento delle mutazioni, ciò non avrà conseguenze letali. D'altra parte, una delle possibili cause dello spostamento dei poli è un aumento dell'attività solare.

Ciò potrebbe portare ad un aumento del numero di particelle cariche che raggiungono il nostro pianeta. In questo caso, la Terra del futuro sarà in grave pericolo.

La vita sopravviverà sul nostro pianeta?

Disastri naturali, cataclismi sono improbabili. Il campo geomagnetico si trova in una regione dello spazio chiamata magnetosfera, modellata dall'azione del vento solare.

La magnetosfera non devia tutte le particelle ad alta energia emesse dal Sole con il vento solare e altre fonti nella Galassia. A volte il nostro luminare è particolarmente attivo, ad esempio, quando ci sono molti punti su di esso e può inviare nuvole di particelle in direzione della Terra.

Durante tali brillamenti solari e le espulsioni di massa coronale, gli astronauti in orbita terrestre potrebbero aver bisogno di una protezione aggiuntiva per evitare dosi più elevate di radiazioni.

Pertanto, sappiamo che il campo magnetico del nostro pianeta fornisce solo una protezione parziale, non completa, dalle radiazioni cosmiche. Inoltre, le particelle ad alta energia possono persino essere accelerate nella magnetosfera. Sulla superficie terrestre, l'atmosfera agisce come un ulteriore strato protettivo che blocca tutte le radiazioni solari e galattiche tranne quelle più attive.

In assenza di un campo magnetico, l'atmosfera assorbirà comunque la maggior parte della radiazione. Il guscio d'aria ci protegge con la stessa efficacia di uno strato di cemento spesso 4 m.

Gli esseri umani ei loro antenati hanno vissuto sulla Terra per diversi milioni di anni, durante i quali ci sono state molte inversioni, e non c'è alcuna correlazione evidente tra loro e lo sviluppo dell'umanità. Allo stesso modo, la tempistica delle inversioni non coincide con i periodi di estinzione delle specie, come evidenziato dalla storia geologica.

Alcuni animali, come i piccioni e le balene, usano il campo geomagnetico per navigare. Supponendo che il turno richieda diverse migliaia di anni, cioè molte generazioni di ciascuna specie, allora questi animali possono adattarsi bene al mutevole ambiente magnetico o sviluppare altri metodi di navigazione.

Sul campo magnetico

La fonte del campo magnetico è il nucleo esterno liquido ricco di ferro della Terra. Compie movimenti complessi che sono il risultato della convezione del calore in profondità all'interno del nucleo e della rotazione del pianeta. Il movimento fluido è continuo e non si ferma mai, nemmeno in curva.

Può fermarsi solo dopo l'esaurimento della fonte di energia. Il calore è prodotto in parte dalla trasformazione di un nucleo liquido in un nucleo solido situato al centro della Terra. Questo processo va avanti ininterrottamente da miliardi di anni. Nella parte superiore del nucleo, che si trova a 3000 km sotto la superficie sotto il mantello roccioso, il liquido può muoversi in direzione orizzontale a una velocità di decine di chilometri all'anno.

Il suo movimento attraverso linee di forza esistenti produce correnti elettriche che, a loro volta, generano un campo magnetico. Questo processo è chiamato avvezione. Al fine di bilanciare la crescita del campo, e quindi stabilizzare il cosiddetto. "geodinamo", è necessaria la diffusione, in cui il campo "fuoriesce" dal nucleo e viene distrutto.

In definitiva, il flusso del fluido crea uno schema complesso del campo magnetico sulla superficie terrestre con un cambiamento complesso nel tempo.

Calcoli informatici

Le simulazioni al supercomputer della geodinamo hanno dimostrato la natura complessa del campo e il suo comportamento nel tempo. I calcoli hanno anche mostrato un'inversione di polarità quando i poli della Terra cambiano. In tali simulazioni, la forza del dipolo principale si indebolisce al 10% del suo valore normale (ma non a zero) ei poli esistenti possono vagare per il globo insieme ad altri poli nord e sud temporanei.

Il solido nucleo interno di ferro del nostro pianeta in questi modelli gioca un ruolo importante nel guidare il processo di inversione. A causa del suo stato solido, non può generare un campo magnetico per avvezione, ma qualsiasi campo che si forma nel liquido del nucleo esterno può diffondersi, o propagarsi, nel nucleo interno. L'avvezione nel nucleo esterno sembra tentare regolarmente di invertirsi.

Ma fino a quando il campo intrappolato nel nucleo interno non si diffonderà, l'effettiva inversione dei poli magnetici terrestri non avverrà. In sostanza, il nucleo interno resiste alla diffusione di qualsiasi "nuovo" campo, e forse solo un tentativo su dieci di tale inversione ha successo.

Anomalie magnetiche

Va sottolineato che, sebbene questi risultati siano di per sé affascinanti, non è noto se possano essere attribuiti alla Terra reale. Tuttavia, disponiamo di modelli matematici del campo magnetico del nostro pianeta negli ultimi 400 anni con i primi dati basati su osservazioni di marinai mercantili e della marina.

La loro estrapolazione alla struttura interna del globo mostra la crescita nel tempo delle regioni di flusso inverso al confine nucleo-mantello. In questi punti, l'ago della bussola è orientato, rispetto alle aree circostanti, nella direzione opposta - dentro o fuori dal nucleo.

Questi siti di flusso inverso nell'Atlantico meridionale sono i principali responsabili dell'indebolimento del giacimento principale. Sono anche responsabili di una minima tensione chiamata Anomalia Magnetica Brasiliana, che ha il suo centro sotto il Sud America.

In questa regione, le particelle ad alta energia possono avvicinarsi più da vicino alla Terra, causando un aumento del rischio di radiazioni per i satelliti in orbita terrestre bassa. Rimane ancora molto da fare per comprendere meglio le proprietà della struttura profonda del nostro pianeta.

Questo è un mondo in cui i valori di pressione e temperatura sono simili alla superficie del Sole e la nostra comprensione scientifica raggiunge il suo limite.

Le conseguenze di un processo geomagnetico come un'inversione dei poli possono sembrare un po' minacciose, ma non preoccupatevi: gli scienziati non sono sicuri di quando avverrà la prossima inversione. Anche se dovesse succedere, i rischi non sarebbero troppo alti.

Osservazioni di scienziati

Gli scienziati hanno scoperto che nel campo magnetico hanno iniziato a formarsi grandi lacune, che segnalano che i poli magnetici della Terra presto cambieranno posizione. Si presume che un tale processo avrà un impatto estremamente negativo sulla natura e il nostro pianeta subirà potenti cataclismi. Questa conclusione è stata raggiunta dagli scienziati danesi del Center for Planetary Research. La loro opinione è condivisa da scienziati provenienti da America, Francia e Inghilterra.

Studi scientifici dimostrano che nell'ultimo secolo la densità del campo magnetico terrestre è diminuita. Questo processo si è manifestato nel 1989 in Canada. I venti solari sono penetrati nel debole strato magnetico e hanno causato il guasto delle reti elettriche. Il Quebec è rimasto senza elettricità per 9 ore.

Si ritiene che il campo magnetico sia accumulato dai flussi di ferro fuso che circondano il nucleo del pianeta. Un satellite danese ha rilevato un vortice in questi flussi che potrebbe causare un'inversione dei poli. Ma gli scienziati sono sicuri che ciò non accadrà nel prossimo futuro.

Un campo magnetico

Lo strato esterno ricco di ferro del nucleo terrestre si raffredda gradualmente, rompe attraverso colossali correnti di convezione, che sono anche in qualche modo distorte dalla stessa rotazione terrestre. Grazie a una stranezza della fisica nota come teoria della dinamo, questo crea un potente campo magnetico tra i poli nord e sud.

Sebbene il 99% dell'energia magnetica rimanga nel nucleo, le onde che viaggiano nello spazio creano un vento solare potenzialmente pericoloso.

I poli magnetici sono aree in cui il campo magnetico del pianeta è verticale, punto in cui l'ago della bussola punta verso l'alto.

Nel corso del tempo geologico, i poli magnetici si sono spostati. Questo fenomeno è noto come "inversione geomagnetica". Sebbene ci siano diverse ipotesi che tentano di spiegare questo processo, i geofisici non sono ancora sicuri del motivo per cui ciò si verifica. Ovviamente, il processo è associato a turbolenza e caos all'interno del nucleo metallico esterno, ma le specifiche del fenomeno non sono state chiarite.

Ultimo offset

In ogni caso, l'ultima completa inversione si è verificata circa 781.000 anni fa. Questo processo è stato chiamato Bruns-Matuyama dopo gli scopritori. Il suo percorso può essere tracciato attraverso rocce vulcaniche che, una volta formatesi, sono riuscite a congelare sul posto il campo magnetico del pianeta. Fino a questo punto, il moderno Polo Nord magnetico si trovava nel sito del Polo Sud e la loro posizione è cambiata.

In ogni caso, negli ultimi 20 milioni di anni, i poli si sono invertiti una volta ogni 20.000-30.000 anni. Marte ha perso la maggior parte della sua atmosfera quando il suo campo magnetico è collassato. Tuttavia, non siamo in pericolo.

I rischi non saranno alti

La NASA fa di tutto per sottolineare che l'inversione dei poli terrestri è la norma, non l'eccezione. È sempre successo e continuerà a succedere. L'ultimo spostamento è stato osservato 20.000 anni fa.

Anche se il cambiamento sta arrivando, non accadrà dall'oggi al domani. "I dati sul campo magnetico suggeriscono che l'inversione richiede da 1.000 a 5.000 anni circa", ha detto a IFSIcience il professore associato Phil Livermore, esperto di campo geomagnetico terrestre presso l'Università di Leeds.

Un altro problema è che la media di 20.000 anni non è stata ancora determinata e il processo di inversione dei poli non è stato osservato nel corso della storia della Terra.

Sebbene la forza del dipolo stia attualmente diminuendo, non è anomala. I precedenti episodi di rottura non hanno portato a un'inversione, ma semplicemente a una deviazione della forza del campo nel tempo.

"Un'inversione o un generale indebolimento del campo magnetico del pianeta pone alcune potenziali minacce, specialmente se raggiunge solo il 10% della sua piena forza prima di riprendersi di nuovo", afferma Livermore.

Tuttavia, è probabile che i rischi non siano elevati. È noto dai reperti fossili che la vita vegetale e animale non è mai stata disturbata. La NASA non ha visto alcun cambiamento distinguibile nell'attività geologica, sia essa sismica, vulcanica o glaciale. La rotazione della terra è rimasta invariata.

"Il problema principale è cosa può accadere alla nostra infrastruttura elettrica: satelliti, reti elettriche, ecc.", ha detto Livermore.

L'alimentazione verrà interrotta

I satelliti all'interno dell'Atlantico meridionale sono un notevole punto debole nel campo magnetico. È già ad alto rischio di danni.

Quali saranno le conseguenze? Il danno dipende dalla meteorologia spaziale. Ciò potrebbe portare a diverse interruzioni di corrente di grandi dimensioni sulla Terra.

Tuttavia, è probabile che la vita biologica rimanga intatta. Gli animali che si affidano alla ricezione del magnete per l'orientamento rimarranno un po' perplessi per un po'. Quindi non preoccuparti. C'è molta incertezza in questo problema, ma di certo non ci sarà un'apocalisse.

M nessun campo Ze m l e non posso e mezzo NO BENE Essere

I ricercatori francesi dell'Università di Parigi VII Denis Diderot hanno scoperto che il cambiamento dei poli terrestri può avvenire in qualsiasi momento. È possibile prevedere il cambio dei poli solo tra 10-20 anni, una previsione più lunga e accurata è impossibile.

Le inversioni dei poli magnetici della Terra si sono verificate ripetutamente in passato. Questo di solito era accompagnato da una scomparsa a breve termine della magnetosfera. Per la biosfera terrestre, ciò significa l'assottigliamento dello strato di ozono e la scomparsa della protezione dal vento solare e dalle radiazioni cosmiche. Se l '"inversione di polarità" viene completata rapidamente, la vita sul nostro pianeta può essere preservata, ma se la Terra rimane senza campo magnetico per diversi anni, ciò significherà la morte di tutta la vita.

Secondo le osservazioni degli scienziati, ora l'intensità del campo magnetico terrestre sta gradualmente diminuendo. Negli ultimi 22 anni, il campo magnetico terrestre si è indebolito dell'1,7% e in alcune parti dell'Oceano Atlantico si è indebolito del 10% e in diverse regioni è leggermente aumentato.

Lo spostamento dei poli magnetici della Terra è stato registrato già nel 1885. Da allora, il polo magnetico sud si è spostato di 900 chilometri verso l'Oceano Indiano e il polo magnetico nord si è spostato verso l'anomalia magnetica della Siberia orientale. Il tasso di deriva dei poli è attualmente di circa 60 chilometri all'anno, mai osservato prima.

Dove stanno migrando i poli?

Trecento anni fa, il Polo Magnetico Sud lasciò il suo posto "familiare" in Antartide ed entrò nelle distese dell'Oceano Indiano. E Severny, dopo aver descritto in quattro secoli un arco di 1100 km di lunghezza sopra le isole artiche canadesi, si sta ora spostando a velocità sempre crescente (dai 10 km/anno negli anni '70 ai 40 km/anno nel 2002) nella nostra Siberia! Arriverà nelle distese della Russia settentrionale tra quarant'anni. Non è ancora un disastro. L'angolo di "variazione magnetica" - la distanza tra i poli geografico e magnetico del pianeta - diventerà un po' più grande: non 10 gradi, come è adesso, ma 13 o 15. Navigatori, capitani di navi dovranno semplicemente fare di più correzioni significative sulle carte di navigazione.

Tuttavia, alcuni scienziati ritengono che i poli non si fermeranno qui. Possono "disperdersi" in modo che si verifichi un'inversione di polarità del nostro pianeta. Quando accadrà? Scienziati danesi e francesi dicono: tra qualche decennio. È vero, gli ottimisti di altri paesi suggeriscono che il processo potrebbe continuare per diverse migliaia di anni. Uno spread così ampio nelle previsioni non è casuale: dopo tutto, i poli possono rallentare o addirittura fermarsi.

Secondo il vicedirettore dell'Istituto di fisica della terra. Schmidt Alexei Didenko, il movimento del polo magnetico si è accelerato a causa del fatto che sta cambiando la modalità di funzionamento del "motore interno" della Terra. Il campo magnetico nel nucleo liquido del pianeta genera una corrente elettrica in molte delle sue celle "motorie", che, a causa della rotazione del pianeta, si spostano e spostano così i poli magnetici. E questi "motori" iniziano a funzionare più attivamente ogni quarto di milione di anni. Cosa sta succedendo ora. I movimenti dei poli sono sempre stati accompagnati da disastri naturali dovuti a rotture della protezione geomagnetica dalle radiazioni solari e dalle radiazioni cosmiche. Lo strato di ozono si sta esaurendo e il clima sta diventando più umido e più caldo. E quando i poli stanno fermi, il clima è secco e rigido. Oggi la prima "campana" del movimento dei poli è l'imprevedibile capriccio del tempo in tutto il mondo.

Cosa ci minaccia con un cambiamento nei poli della Terra?

Gli scienziati hanno scoperto che si stanno formando potenti lacune nel campo magnetico terrestre, indicando che i poli magnetici del pianeta presto cambieranno posizione. Ci sono opinioni secondo cui in relazione a ciò possiamo aspettarci nuovi disastri naturali su scala globale, come il diluvio e il giudizio universale.

Questa conclusione è stata fatta da esperti del Centro danese per la ricerca planetaria. Queste conclusioni sono state supportate dai loro colleghi dell'Università di Leeds (Regno Unito) e dall'Istituto francese di fisica della Terra, nonché da scienziati americani della Florida International University di Miami.

Secondo i ricercatori, nell'ultimo secolo la densità del campo magnetico terrestre è diminuita in modo significativo. L'impatto di ciò è stato avvertito nel 1989 nel Canada orientale. I venti solari hanno sfondato il debole scudo magnetico e causato gravi guasti alle reti elettriche, lasciando il Quebec senza elettricità per nove ore.

Si ritiene che il campo magnetico del nostro pianeta sia generato da flussi di ferro fuso che circondano il nucleo terrestre. Un satellite spaziale danese ha rilevato vortici in questi flussi (nelle regioni dell'Artico e dell'Atlantico meridionale) che possono indurli a cambiare direzione di movimento. Ma molti esperti ritengono che questo, fortunatamente, non accadrà nel prossimo futuro.

Eppure, se le previsioni si avverassero, le conseguenze potrebbero essere catastrofiche. Potenti flussi di radiazione solare, che, a causa di
i campi magnetici ora non possono raggiungere l'atmosfera, riscaldare i suoi strati superiori e causare cambiamenti climatici globali. Ora lo "scudo magnetico" esterno del pianeta protegge tutti gli esseri viventi dalle radiazioni solari. Senza di esso, il vento solare e il plasma delle eruzioni solari raggiungerebbero l'alta atmosfera, riscaldandola e causando catastrofici cambiamenti climatici. In altre parole, al momento del cambio dei poli, si avrà un forte indebolimento del campo magnetico: questo porterà ad un brusco aumento del livello di radiazione solare. I raggi cosmici uccideranno tutti gli esseri viventi o causeranno mutazioni. Tutti i dispositivi elettrici, di navigazione e di comunicazione e i satelliti in orbita terrestre falliranno. Gli animali migratori, gli uccelli e gli insetti perderanno la capacità di navigare. Allo stesso tempo, è impossibile calcolare in anticipo dove sarà la terra e dove sarà il mare.

È vero, quando i poli magnetici del Sole sono cambiati nel marzo 2001, non sono state registrate sparizioni del campo magnetico. Il sole cambia i suoi poli magnetici ogni 22 anni. Sulla Terra, tali sollecitazioni si verificano molto meno frequentemente, ma si verificano. È possibile che i cataclismi nella biosfera del pianeta, quando scomparve dal 50 al 90% della sua fauna, siano collegati proprio al movimento dei poli. Gli scienziati notano che è stata la scomparsa del campo magnetico a portare all'evaporazione dell'atmosfera su Marte.

L'origine del campo magnetico terrestre rimane ancora oggi un mistero, anche se ci sono molte ipotesi per spiegare questo fenomeno. Il campo magnetico che esiste sulla superficie terrestre è il campo totale. Si forma a causa di una serie di fonti: correnti che attraversano la superficie terrestre, il cosiddetto campo vorticoso; sorgenti cosmiche esterne non legate alla Terra e, infine, il campo magnetico, dovuto alle cause della dinamica interna della Terra.

Secondo i dati geomagnetici, i poli si arroccano in media ogni 500.000 anni. Secondo un'altra ipotesi, l'ultima volta che ciò è accaduto è stato circa 780 mila anni fa. Allo stesso tempo, in un primo momento, il campo magnetico dipolare della Terra è scomparso e al suo posto è stata osservata un'immagine molto più complessa dei tanti poli sparsi per il pianeta. Quindi il campo dipolare è stato ripristinato, ma i poli nord e sud sono stati invertiti.

Il cambiamento dei poli magnetici della Terra non è un fenomeno unico, ma un lungo processo geologico, misurato in decine di migliaia e persino milioni di anni.È vero, alcuni scienziati ritengono che tali cambiamenti siano avvenuti in un tempo molto breve. Se il cambio di poli si prolungasse a lungo, dicono, allora la vita sul nostro pianeta durante questi intervalli verrebbe distrutta dalla radiazione solare, che penetrerebbe liberamente nell'atmosfera e raggiungerebbe la sua superficie, poiché non ci sono barriere al sole vento, ad eccezione del campo magnetico.

Nel frattempo si osserva un aumento della velocità di movimento dei poli magnetici, che non assomiglia affatto alla solita deriva "di fondo". Quindi, ad esempio, il polo magnetico dell'emisfero settentrionale "correva" negli ultimi 20 anni per più di 200 km in direzione sud.

Poli, come sai, due coppie: geografica e magnetica. Per i primi passa un immaginario asse terrestre, attorno al quale ruota il nostro pianeta. Sono a una latitudine di 90 gradi (rispettivamente nord e sud) e longitudine zero: tutte le linee di longitudine convergono in questi punti.

Ora circa la seconda coppia di pali. Il nostro pianeta è un enorme magnete sferico. Il movimento del ferro fuso all'interno della Terra (più precisamente, nel nucleo esterno liquido) crea un campo magnetico attorno ad esso, che ci protegge dalla radiazione solare distruttiva.

L'asse del magnete terrestre è inclinato rispetto all'asse di rotazione terrestre di 12 gradi. Non passa nemmeno per il centro della Terra, ma si trova a circa 400 km da esso. I punti in cui questo asse interseca la superficie del pianeta sono i poli magnetici. È chiaro che a causa di questa disposizione degli assi, il polo geografico e il polo magnetico non coincidono.

Anche i poli geografici si stanno spostando. Le osservazioni delle stazioni dell'International Pole Motion Service e le misurazioni dei satelliti geodetici mostrano che l'asse del pianeta devia a una velocità di circa 10 cm all'anno. Il motivo principale è il movimento delle placche terrestri, che provocano una ridistribuzione della massa e un cambiamento nella rotazione della Terra.

Scienziati giapponesi hanno scoperto che il Polo Nord si sta muovendo verso il Giappone a una velocità di circa 6 cm ogni 100 anni. Si muove in longitudine sotto l'influenza dei terremoti, che si verificano più spesso nell'Oceano Pacifico.

Negli ultimi anni, lo spostamento del polo geografico si è accelerato, così come il movimento di quello magnetico. Se continua così, dopo qualche tempo il polo sarà nell'area dei Great Bear Lakes del Canada... Il professore francese di geofisica, Gauthier Hulot, aveva già sollevato il panico nel 2002, scoprendo un indebolimento del campo magnetico terrestre campo vicino ai poli, che può essere interpretato come un primo segno di un'imminente inversione dei poli.

Il nostro pianeta ha un campo magnetico che può essere osservato, ad esempio, con una bussola. Si forma principalmente nel nucleo fuso molto caldo del pianeta ed è probabilmente esistito per la maggior parte della vita della Terra. Il campo è un dipolo, cioè ha un polo magnetico nord e uno sud. In essi, l'ago della bussola punterà rispettivamente verso il basso o verso l'alto. È come una calamita per il frigo. Tuttavia, il campo geomagnetico della Terra subisce molti piccoli cambiamenti, il che rende l'analogia insostenibile. In ogni caso, si può dire che attualmente sono due i poli osservati sulla superficie del pianeta: uno nell'emisfero boreale e uno in quello australe.

L'inversione è il processo mediante il quale il polo magnetico sud si trasforma in nord e questo, a sua volta, diventa sud. È interessante notare che il campo magnetico a volte può subire un'escursione piuttosto che un'inversione. In questo caso subisce una forte riduzione della sua forza totale, cioè della forza che muove l'ago della bussola. Durante l'escursione il campo non cambia direzione, ma si ripristina con la stessa polarità, cioè il nord rimane nord e il sud sud.

Quanto spesso si invertono i poli della Terra?

Come evidenziato dalla documentazione geologica, il campo magnetico del nostro pianeta ha cambiato polarità molte volte. Lo si può vedere dalle regolarità trovate nelle rocce vulcaniche, in particolare quelle estratte dal fondo dell'oceano. Negli ultimi 10 milioni di anni, in media, ci sono state 4 o 5 inversioni ogni milione di anni. Altre volte nella storia del nostro pianeta, come durante il Cretaceo, ci sono stati periodi più lunghi di inversioni dei poli terrestri. Sono impossibili da prevedere e non sono regolari. Pertanto, possiamo solo parlare dell'intervallo di inversione medio.

Il campo magnetico terrestre è attualmente invertito? Come controllarlo?

Le misurazioni delle caratteristiche geomagnetiche del nostro pianeta sono state effettuate più o meno continuamente dal 1840. Alcune misurazioni risalgono addirittura al XVI secolo, ad esempio a Greenwich (Londra). Se guardi le tendenze in campo per questo periodo, puoi vedere il suo declino. Proiettando i dati in avanti nel tempo si ottiene zero in circa 1500-1600 anni. Questo è uno dei motivi per cui alcuni ritengono che il campo potrebbe essere nelle prime fasi di un'inversione. Da studi sulla magnetizzazione dei minerali in antichi vasi di terracotta, è noto che ai tempi dell'antica Roma era due volte più forte di adesso.

Tuttavia, l'attuale intensità del campo non è particolarmente bassa in termini di portata negli ultimi 50.000 anni, e sono passati quasi 800.000 anni dall'ultima inversione dei poli della Terra. Inoltre, tenendo conto di quanto detto in precedenza sull'escursione, e conoscendo le proprietà dei modelli matematici, è tutt'altro che chiaro se i dati osservativi possano essere estrapolati a 1500 anni.

Quanto velocemente si verifica un'inversione dei poli?

Non esiste una registrazione completa della storia di almeno un'inversione, quindi tutte le affermazioni che possono essere fatte si basano principalmente su modelli matematici e in parte su prove limitate provenienti da rocce che hanno conservato l'impronta dell'antico campo magnetico dal tempo della loro formazione. Ad esempio, i calcoli suggeriscono che un cambiamento completo dei poli terrestri può richiedere da uno a diverse migliaia di anni. Questo è veloce per gli standard geologici, ma lento per la scala della vita umana.

Cosa succede durante un turno? Cosa vediamo sulla superficie della Terra?

Come accennato in precedenza, disponiamo di dati di misurazione geologica limitati sui modelli di cambiamento del campo durante l'inversione. Sulla base dei modelli dei supercomputer, ci si aspetterebbe una struttura molto più complessa sulla superficie del pianeta, con più di un polo magnetico sud e uno nord. La terra sta aspettando il loro "viaggio" dalla sua posizione attuale verso e attraverso l'equatore. L'intensità totale del campo in qualsiasi punto del pianeta non può essere superiore a un decimo del suo valore attuale.

Pericolo per la navigazione

Senza uno scudo magnetico, la tecnologia moderna sarebbe maggiormente a rischio di tempeste solari. I satelliti sono i più vulnerabili. Non sono progettati per resistere alle tempeste solari in assenza di un campo magnetico. Quindi, se i satelliti GPS smettono di funzionare, tutti gli aerei atterreranno a terra.

Naturalmente, gli aeroplani hanno le bussole come riserva, ma certamente non saranno precise durante lo spostamento dei poli magnetici. Pertanto, anche la possibilità stessa di guasto dei satelliti GPS sarà sufficiente per far atterrare gli aerei, altrimenti potrebbero perdere la navigazione durante il volo.

Le navi dovranno affrontare gli stessi problemi.

Strato di ozono

Si prevede che durante l'inversione il campo magnetico terrestre scomparirà completamente (e riapparirà dopo). Le grandi tempeste solari durante un rollio possono causare l'esaurimento dell'ozono. Il numero di casi di cancro della pelle aumenterà di 3 volte. L'impatto su tutti gli esseri viventi è difficile da prevedere, ma può anche essere catastrofico.

Inversione dei poli magnetici terrestri: implicazioni per i sistemi energetici

In uno studio, quelli massicci sono stati citati come la probabile causa dell'inversione polare. In un altro, il riscaldamento globale sarà il colpevole di questo evento e potrebbe essere causato dall'aumento dell'attività del sole. Durante il turno non ci sarà protezione dal campo magnetico e se si verifica una tempesta solare la situazione peggiorerà ancora di più. La vita sul nostro pianeta non sarà influenzata in generale e anche le società che non dipendono dalla tecnologia saranno in perfetto ordine. Ma la Terra del futuro soffrirà terribilmente se il rollio avverrà rapidamente. Le reti elettriche smetteranno di funzionare (potrebbero essere messe fuori servizio da una grande tempesta solare e l'inversione influirà molto di più). In assenza di elettricità, non ci saranno approvvigionamento idrico e fognario, le stazioni di servizio smetteranno di funzionare, le scorte di cibo cesseranno. La performance sarà in discussione e non saranno in grado di influenzare qualcosa. Milioni di persone moriranno e miliardi dovranno affrontare grandi difficoltà. Solo chi farà scorta di cibo e acqua in anticipo sarà in grado di far fronte alla situazione.

Il pericolo delle radiazioni cosmiche

Il nostro campo geomagnetico è responsabile del blocco di circa il 50%, quindi in sua assenza il livello raddoppierà. Anche se questo porterà ad un aumento delle mutazioni, ciò non avrà conseguenze letali. D'altra parte, una delle possibili cause dello spostamento dei poli è un aumento dell'attività solare. Ciò potrebbe portare ad un aumento del numero di particelle cariche che raggiungono il nostro pianeta. In questo caso, la Terra del futuro sarà in grave pericolo.

La vita sopravviverà sul nostro pianeta?

Disastri naturali, cataclismi sono improbabili. Il campo geomagnetico si trova in una regione dello spazio chiamata magnetosfera, modellata dall'azione del vento solare. La magnetosfera non devia tutte le particelle ad alta energia emesse dal Sole con il vento solare e altre fonti nella Galassia. A volte il nostro luminare è particolarmente attivo, ad esempio, quando ci sono molti punti su di esso e può inviare nuvole di particelle in direzione della Terra. Durante tali espulsioni di massa coronale, gli astronauti in orbita terrestre potrebbero aver bisogno di una protezione aggiuntiva per evitare dosi più elevate di radiazioni. Pertanto, sappiamo che il campo magnetico del nostro pianeta fornisce solo una protezione parziale, non completa, dalle radiazioni cosmiche. Inoltre, le particelle ad alta energia possono persino essere accelerate nella magnetosfera.

Sulla superficie terrestre, l'atmosfera agisce come un ulteriore strato protettivo che blocca tutte le radiazioni solari e galattiche tranne quelle più attive. In assenza di un campo magnetico, l'atmosfera assorbirà comunque la maggior parte della radiazione. Il guscio d'aria ci protegge con la stessa efficacia di uno strato di cemento spesso 4 m.

Senza conseguenze

Gli esseri umani ei loro antenati hanno vissuto sulla Terra per diversi milioni di anni, durante i quali ci sono state molte inversioni, e non c'è alcuna correlazione evidente tra loro e lo sviluppo dell'umanità. Allo stesso modo, la tempistica delle inversioni non coincide con i periodi di estinzione delle specie, come evidenziato dalla storia geologica.

Alcuni animali, come i piccioni e le balene, usano il campo geomagnetico per navigare. Supponendo che il turno richieda diverse migliaia di anni, cioè molte generazioni di ciascuna specie, allora questi animali possono adattarsi bene al mutevole ambiente magnetico o sviluppare altri metodi di navigazione.

Descrizione più tecnica

La fonte del campo magnetico è il nucleo esterno liquido ricco di ferro della Terra. Compie movimenti complessi che sono il risultato della convezione del calore in profondità all'interno del nucleo e della rotazione del pianeta. Il movimento fluido è continuo e non si ferma mai, nemmeno in curva. Può fermarsi solo dopo l'esaurimento della fonte di energia. Il calore è prodotto in parte dalla trasformazione di un nucleo liquido in un nucleo solido situato al centro della Terra. Questo processo va avanti ininterrottamente da miliardi di anni. Nella parte superiore del nucleo, che si trova a 3000 km sotto la superficie sotto il mantello roccioso, il liquido può muoversi in direzione orizzontale a una velocità di decine di chilometri all'anno. Il suo movimento attraverso linee di forza esistenti produce correnti elettriche che, a loro volta, generano un campo magnetico. Questo processo è chiamato avvezione. Al fine di bilanciare la crescita del campo, e quindi stabilizzare il cosiddetto. "geodinamo", è necessaria la diffusione, in cui il campo "fuoriesce" dal nucleo e viene distrutto. In definitiva, il flusso del fluido crea uno schema complesso del campo magnetico sulla superficie terrestre con un cambiamento complesso nel tempo.

Calcoli informatici

Le simulazioni al supercomputer della geodinamo hanno dimostrato la natura complessa del campo e il suo comportamento nel tempo. I calcoli hanno anche mostrato un'inversione di polarità quando i poli della Terra cambiano. In tali simulazioni, la forza del dipolo principale si indebolisce al 10% del suo valore normale (ma non a zero) ei poli esistenti possono vagare per il globo insieme ad altri poli nord e sud temporanei.

Il solido nucleo interno di ferro del nostro pianeta in questi modelli gioca un ruolo importante nel guidare il processo di inversione. A causa del suo stato solido, non può generare un campo magnetico per avvezione, ma qualsiasi campo che si forma nel liquido del nucleo esterno può diffondersi, o propagarsi, nel nucleo interno. L'avvezione nel nucleo esterno sembra tentare regolarmente di invertirsi. Ma fino a quando il campo intrappolato nel nucleo interno non si diffonderà, l'effettiva inversione dei poli magnetici terrestri non avverrà. In sostanza, il nucleo interno resiste alla diffusione di qualsiasi "nuovo" campo, e forse solo un tentativo su dieci di tale inversione ha successo.

Anomalie magnetiche

Va sottolineato che, sebbene questi risultati siano di per sé affascinanti, non è noto se possano essere attribuiti alla Terra reale. Tuttavia, disponiamo di modelli matematici del campo magnetico del nostro pianeta negli ultimi 400 anni con i primi dati basati su osservazioni di marinai mercantili e della marina. La loro estrapolazione alla struttura interna del globo mostra la crescita nel tempo delle regioni di flusso inverso al confine nucleo-mantello. In questi punti, l'ago della bussola è orientato, rispetto alle aree circostanti, nella direzione opposta - dentro o fuori dal nucleo. Questi siti di flusso inverso nell'Atlantico meridionale sono i principali responsabili dell'indebolimento del giacimento principale. Sono anche responsabili di una minima tensione chiamata Anomalia Magnetica Brasiliana, che ha il suo centro sotto il Sud America. In questa regione, le particelle ad alta energia possono avvicinarsi più da vicino alla Terra, causando un aumento del rischio di radiazioni per i satelliti in orbita terrestre bassa.

Rimane ancora molto da fare per comprendere meglio le proprietà della struttura profonda del nostro pianeta. Questo è un mondo in cui i valori di pressione e temperatura sono simili alla superficie del Sole e la nostra comprensione scientifica raggiunge il suo limite.