Промяната на полюсите на Земята: периодичност, последици. Земята на бъдещето

Нашата планета има магнитно поле, което може да се наблюдава, например, с помощта на компас. Основно се формира в много горещото разтопено ядро ​​на планетата и вероятно е имало голяма част от жизнения цикъл на Земята. Полето е дипол, т.е. има един север и един южен магнитен полюс. В тях компасната игла ще сочи право надолу или нагоре, съответно. Това е като магнит в хладилника. обаче геомагнитно поле

Инверсията на геомагнитното поле е процесът, чрез който южният магнитен полюс се превръща в северния магнитен полюс, а този, който се превръща в юг. Интересно е да се отбележи, че магнитното поле понякога може да бъде подложено на екскурзия, а не на завой. В този случай тя претърпява голямо намаляване на общата си сила, т.е. на силата, която движи иглата на компаса. По време на обиколката полето не променя посоката си, но се възстановява със същия поляритет, т.е. северът остава северно и южно южно.

Колко често се променят полюсите на Земята?

Както свидетелства геоложкият запис, магнитното поле на нашата планета многократно е променило полярността. Това може да се види от закономерностите, открити във вулканичните скали, особено тези, извлечени от дъното на океана. През последните 10 милиона години, средно 4 или 5 обръщане на милион години. В други моменти в историята на нашата планета, например, по време на Креда, имаше по-дълги периоди на земните стълбове, променящи се. Те не могат да бъдат предсказани и те не са редовни. Следователно можем да говорим само за средния инверсен интервал.

Дали магнитното поле на Земята в момента се разгръща? Как мога да проверя това?

Измерванията на геомагнитните характеристики на нашата планета се извършват повече или по-малко постоянно от 1840 г. насам. Някои измервания дори датират от 16-ти век, например в Гринуич (Лондон). Ако погледнете тенденциите в силата на магнитното поле през този период, можете да видите неговия спад. Предоставянето на данни напред във времето води до нула диполен момент в около 1500-1600 години. Това е една от причините, поради които някои смятат, че полето може да бъде в ранните етапи на инверсия. От изследванията на магнетизирането на минералите в древните глинени съдове е известно, че по времето на Древния Рим той е бил два пъти по-силен от сегашния.

Независимо от това, настоящата сила на терена не е особено ниско по отношение на обхвата на неговите стойности през последните 50 000 години, а от момента, в най-новата промяна в полюсите на Земята, тя взе близо 800 000 години. Освен това, като се има предвид казаното по-рано за обиколките, и знае за свойствата на математически модели, не е ясно дали е възможно да се екстраполират данните от станциите за 1500 година.

Колко бързо е инверсията на полюсите?

Пълна история на най-малко една страна липсва, така че всички изявления, които могат да бъдат направени най-вече на базата на математически модели и отчасти върху недостатъчните доказателства, получени от скали, които са запазили отпечатъка на древния магнитното поле от момента на тяхното образуване. Например, изчисленията показват, че пълната промяна в полюсите на Земята може да отнеме от една до няколко хиляди години. Тя е бърза по геоложки стандарти, но бавно в мащаба на човешкия живот.

Какво се случва по време на търна? Какво виждаме на повърхността на Земята?

Както вече споменахме, имаме ограничени данни за геоложките измервания на законите, регулиращи вариацията на полето по време на инверсията. Въз основа на изчислените модели на суперкомпютрите, може да се очаква много по-сложна структура на повърхността на планетата, в която няма нито един южен и един северен магнитен полюс. Земята очаква техните "скитания" от сегашното си положение към и през екватора. Общата сила на полето във всяка точка на планетата може да бъде не повече от една десета от нейната стойност в момента.

Опасност от навигация

Без магнитен щит модерните технологии ще бъдат по-изложени на риска от излагане на слънчеви бури. Сателитите са най-уязвими. Те не са проектирани да издържат на слънчеви бури при отсъствие на магнитно поле. Така че, ако GPS сателитите спрат да работят, всички самолети ще бъдат разтоварени.

Разбира се, в самолета има компаси като резервно копие, но те със сигурност няма да бъдат точни по време на смяната на магнитния полюс. По този начин дори самата възможност за повреда на GPS сателити ще бъде достатъчна, за да се приземят самолети - в противен случай те могат да загубят навигацията по време на полета.

Корабите ще бъдат изправени пред същите проблеми.

Озонов слой

Очаква се, че по време на инверсията на магнитното поле на Земята озонов слой напълно изчезва (и след това ще се появи отново). Големите слънчеви бури по време на завой могат да причинят изчерпване на озоновия слой. Броят на заболяванията от рак на кожата ще се увеличи 3 пъти. Въздействието върху всички живи същества е трудно да се предскаже, но може да има катастрофални последици.

Промяната в магнитните полюси на Земята: последици за енергийните системи

В едно проучване масивните слънчеви бури се наричат ​​вероятната причина за полярната инверсия. В друга - причината за това събитие ще бъде глобалното затопляне и това може да се дължи на повишената активност на Слънцето. По време на обръщане на защитата няма да има магнитно поле и ако се появи слънчева буря, ситуацията ще се влоши още повече. Животът на нашата планета няма да бъде засегнат като цяло, а обществата, които не зависят от технологията, също ще бъдат в перфектна последователност. Но Земята на бъдещето ще страда ужасно, ако обратното се случи бързо. Електрическите мрежи ще престанат да функционират (те могат да бъдат разрушени от голяма слънчева буря, а инверсията ще се отрази много повече). При липса на електричество няма да има водоснабдяване и канализация, бензиностанциите ще спрат да работят, доставките на храни ще спрат. Работен капацитет спешни услуги ще бъдат под въпрос и няма да могат да повлияят на нищо. Милиони загиват и милиарди ще бъдат изправени пред големи затруднения. Само тези, които имат достатъчно храна и вода предварително, ще могат да се справят със ситуацията.

Опасност от космическо излъчване

Нашето геомагнитно поле е отговорно за блокирането на около 50% от космическите лъчи. Следователно, при негово отсъствие, нивото на космическото излъчване ще се удвои. Въпреки факта, че това ще доведе до увеличаване на мутациите, няма да има смъртоносни последици. От друга страна, една от възможните причини за смяната на полюса е увеличаването на слънчевата активност. Това може да доведе до увеличаване на броя на заредените частици, достигащи нашата планета. В този случай Земята на бъдещето ще бъде в голяма опасност.

Ще оцелее ли живота на нашата планета?

Природните бедствия, катаклизмите са малко вероятни. Геомагнитното поле е в пространството на пространството, наречено магнитосферата, образувана от действието на слънчевия вятър. Магнитосферата не се отклонява от всички високоенергийни частици, които излъчват Слънцето със слънчевия вятър и други източници в галактиката. Понякога нашето осветление е особено активно, например, когато има много петна по него и може да изпрати облаци частици в посока на Земята. По време на такива слънчеви изгаряния и коронарни масови изхвърляния, космонавти в близкоземна орбита може да се нуждаят от допълнителна защита, за да избегнат по-високи дози радиация. Следователно, ние знаем, че магнитното поле на нашата планета осигурява само частична, а не пълна, защита срещу космическото излъчване. В допълнение, частиците с висока енергия могат дори да се ускорят в магнитосферата.

На повърхността на Земята атмосферата действа като допълнителен защитен слой, спирайки всичко, с изключение на най-активното слънчево и галактическо излъчване. При отсъствие на магнитно поле, атмосферата все още ще поеме голямата част от лъчението. Въздушният кожух ни предпазва толкова ефективно, колкото и слой бетон с дебелина 4 м.

Без последствия

Човешките същества и техните предци са живели на Земята в продължение на милиони години, за които е имало много инверсии, и няма очевидна връзка между тях и развитието на човечеството. По същия начин, време обрат не съвпада с периодите на изчезване на видове, както е видно от геоложката история.

Някои животни, като например гълъбите и китовете, използват геомагнитното поле за навигация. Ако приемем, че възниква възстановяването на няколко хиляди години, т.е. трайно в продължение на много поколения от всеки вид, а след това тези животни могат да се адаптират добре към променящата се среда магнитен или за разработване на други методи за навигация.

Повече техническо описание

Източникът на магнитното поле е богатото с желязо течно външно ядро ​​на Земята. Той изпълнява сложни движения, които са резултат от конвекцията на топлина дълбоко в сърцевината и въртенето на планетата. Движението на течността е непрекъснато и никога не спира, дори и по време на завой. То може да се прекрати едва след изчерпването на източника на енергия. Топлината се произвежда отчасти заради трансформацията на течната сърцевина в твърдо ядро, разположено в центъра на Земята. Този процес се осъществява непрекъснато в продължение на милиарди години. В горната част на сърцевината, която се намира на 3000 километра под нивото на повърхността под скалния мантия, течността може да се движи хоризонтално с десетки километри на година. Неговото движение в съществуващите силови линии произвежда електрически токове и те на свой ред генерират магнитно поле. Този процес се нарича advection. За да се балансира растежа на полето и по този начин да се стабилизира т.нар. "Геодинама" е необходимо дифузия, при която се получава "изтичането" на полето от ядрото и неговото унищожение. В крайна сметка флуидният поток създава сложна картина на магнитното поле на повърхността на Земята със сложна промяна във времето.

Компютърни изчисления

Моделирането на геодинамията на суперкомпютри демонстрира комплексния характер на полето и неговото поведение във времето. Изчисленията показаха и обръщане на полярността при промяна на полюсите на Земята. При такива симулации силата на основния дипол се отслабва до 10% от нормалната стойност (но не и до нула), а съществуващите полюси могат да се разхождат по земното кълбо заедно с други временни северни и южни полюси.

Здравият железен вътрешен слой на нашата планета в тези модели играе важна роля в контрола на процеса на обръщане. Поради твърдото си състояние не може да генерира магнитно поле чрез адвекция, но всяко поле, което се образува в течността на външното ядро, може да се разпространи или да се разпространи във вътрешната. Приемането във външната сърцевина, изглежда, редовно се опитва да се обърне. Но докато полето, заключено във вътрешното ядро, първо не се разпространява, истинската промяна на магнитните полюси на Земята няма да се случи. По същество вътрешното ядро ​​устоява на разпространението на всяко "ново" поле и може би само една от всеки десет опити за такова обръщане е успешна.

Магнитни аномалии

Трябва да се подчертае, че въпреки че тези резултати са завладяващи сами по себе си, не е известно дали те могат да бъдат приписани на истинската Земя. Въпреки това, ние имаме математически модели на магнитното поле на нашата планета през последните 400 години с ранни данни, базирани на наблюденията на търговските и морски моряци. Тяхната екстраполация към вътрешната структура на земното кълбо показва растеж с течение на времето на областите на обратния поток в ядрото и границата на мантата. В тези точки компасната игла е ориентирана, в сравнение със съседните области, в обратна посока - вътре или извън сърцевината. Тези участъци с обратен поток в южния Атлантически океан са основно отговорни за отслабването на основното поле. Те също така са отговорни за минималното напрежение, наречено бразилската магнитна аномалия, чийто център се намира близо до Южна Америка. В този район частиците с висока енергия могат да се приближат по-близо до Земята, което води до повишен радиационен риск за спътниците в ниска орбита на Земята.

Трябва да се направи още много за по-добро разбиране на свойствата на дълбоката структура на нашата планета. Това е свят, в който стойностите на налягането и температурата са аналогични на параметрите на повърхността на Слънцето и нашето научно разбиране достига своята граница.