Ändra jordens poler: frekvens, konsekvenser. framtida Earth

Vår planet har ett magnetfält som kan observeras, till exempel med hjälp av en kompass. Det är främst tillverkas i en mycket varm smält kärna av planeten och förmodligen hade mest jordens existens tid. Fält är en dipol, t. E. Den har en nord och en syd magnetisk pol. De är en kompassnål skulle peka rakt ner eller upp, respektive. Det ser ut som ett fält av en magnet på kylen. Dock är det jordmagnetiska fältet av jorden genomgår en hel del små förändringar som gör analogin ohållbar. I varje fall kan man säga att nu finns det två poler, observerades på ytan av planeten, en på norra halvklotet och en i söder.

Jordmagnetiska fältet inversion är den process i vilken den magnetiska sydpolen omvandlas till norr, och att i sin tur blir söder. Det är intressant att notera att det magnetiska fältet ibland kan utsättas för utflykter, snarare än en vändning. I detta fall är det genomgår en stor minskning av den totala kraft, det vill säga kraft som flyttar nålen på kompassen. Under studiebesöket inte ändrar dess riktning, och återställs med samma polaritet, det vill säga är i norr i norr och syd-syd.

Hur ofta förändras jordens poler?

Som geologiska rekord, magnetfält vår planet ändrat sina polaritet många gånger. Detta kan ses på de mönster som finns i vulkaniska bergarter, speciellt extraherats från havsbotten. Under de senaste 10 miljoner åren i genomsnitt den ägde rum 4 eller 5 varv i en miljon år. Vid andra tillfällen, historien om vår planet, till exempel under kritaperioden fanns längre förändring av jordens poler. De är omöjliga att förutse, och de är inte vanliga. Därför kan vi bara tala om den genomsnittliga inversionsintervallet.

Är jordens magnetfält sker i dagsläget? Hur kan jag kolla upp det?

Mätningarna av det jordmagnetiska egenskaperna hos vår planet höll mer eller mindre konstant sedan 1840. Vissa mätningar även går tillbaka till XVI-talet, till exempel i Greenwich (London). Om man tittar på utvecklingen av den magnetiska fältstyrkan ändras under denna period, kan vi se dess nedgång. Framåt i tiden statistikframtagning ger en noll dipolmoment på cirka 1500-1600 år. Detta är en av anledningarna till varför vissa människor tror att fältet kan vara i de tidiga stadierna av inversion. Från gamla lerkrukor i magnetisering studier av mineraler känt att under romartiden var det två gånger starkare än det är nu.

Ändå är den nuvarande styrkan i fältet inte särskilt låg när det gäller utbudet av sina värderingar under de senaste 50 000 åren, och från det ögonblick då den senaste förändringen i jordens poler, tog det nästan 800 000 år. Dessutom, med hänsyn till vad som sades tidigare om turer, och att veta om egenskaperna hos matematiska modeller är oklart om det är möjligt att extrapolera observerade data för 1500 år.

Hur snabbt är inversionen av polerna?

Fullständig historik över minst ett varv saknas, så att alla uttalanden som kan göras i huvudsak bygger på matematiska modeller, dels på den begränsade bevis som erhållits från stenar som har behållit ett avtryck av den gamla magnetfältet från tidpunkten för deras bildande. Till exempel uppskattningar tyder på att den totala förändringen av jordens poler kan ta från ett till flera tusen år. Det går snabbt i geologiska termer, men långsamt på omfattningen av ett människoliv.

Vad händer under svängen? Vad vi ser på jordens yta?

Som nämnts ovan har vi begränsade uppgifter om mönster av geologiska förändringar mätning fält under en inversion. Baserat på modeller avsedda för superdatorer, skulle man förvänta sig en mycket mer komplex struktur på ytan av planeten, där det inte finns en södra och en norra magnetiska polen. Jorden förväntar sin "resa" från den aktuella positionen mot ekvatorn, och genom honom. Den totala fältstyrkan var som helst i världen kan göra mer än en tiondel av sitt värde just nu.

Faran för navigation

Utan den magnetiska sköld modern teknik kommer att vara större risk att utsättas för solstormar. De mest utsatta är satelliterna. De är inte konstruerade för att tåla solstormar i frånvaro av ett magnetfält. Så om GPS-satelliter kommer att sluta fungera, då alla flygplan kommer att planteras på marken.

Naturligtvis på flygplans kompasser har som en backup, men de säkert inte kommer att vara korrekt vid tidpunkten för den magnetiska polen skift. Även mest till Fel GPS-satelliter skulle vara tillräckligt för att landa planet - annars kan de förlora sin navigering under flygningen.

Court kommer att möta samma problem.

ozonskiktet

Det förväntas att under inversion av det magnetiska fältet av jorden ozonskiktet helt försvinner (och återkommer efter att). Stor sol storm under en tur kan orsaka utarmning av ozonskiktet. Antalet hudcancer ökar 3-faldigt. Påverkan på alla levande varelser är svåra att förutsäga, men det kan också bli katastrofala.

Förändringen av de magnetiska polerna på jorden: Konsekvenser för makt

I en studie massiva solstormar identifierades sannolika skäl polar inversion. I en annan - den skyldige av denna händelse kommer att vara den globala uppvärmningen, men det kan bero på ökad solaktivitet. Under omkastning skydd av magnetfältet inte, och om det finns en sol storm, kommer situationen att försämras ytterligare. Livet på vår planet inte skulle påverkas i sin helhet, och det samhälle som inte är beroende av tekniken, kommer också att vara i ordning. Men framtiden för jorden kommer att drabbas oerhört om återföring ske snabbt. Elnät kommer att upphöra att fungera (de kan inaktivera dem stor sol storm, och en inversion påverkar mycket mer). I avsaknad av el inte kommer att vattenförsörjning och avlopp, bensinstationer sluta fungera, stoppa livsmedelsförsörjningen. Effektiviteten hos räddningstjänsten kommer att ifrågasättas, och de kommer inte att kunna påverka någonting. De dödar miljoner och miljarder kommer att ställas inför stora svårigheter. Endast de som pre-lager med mat och vatten, kommer att kunna hantera situationen.

kosmisk strålning fara

Vår jordmagnetiska fältet är ansvarig för att blockera ca 50% av kosmisk strålning. Därför, i avsaknad av dubbla kosmiska strålningsnivåer. Trots att detta kommer att leda till en ökning av mutationer, kommer dödliga effekterna av detta inte har. Å andra sidan, är en möjlig orsak poleshift öka solens aktivitet. Detta kan leda till en ökning av antalet laddade partiklar som når planeten. I detta fall kommer den framtida jorden genomgår stor fara.

Vare sig att fortsätta livet på vår planet?

Naturkatastrofer är osannolikt katastrofer. Det jordmagnetiska fältet är i ett område i rymden som kallas magneto bildas av solvinden. Magnetosfären avböjer inte alla högenergetiska partiklar som avges från solen med solvinden och andra källor i Galaxy. Ibland har vår stjärna varit särskilt aktiva, till exempel när det finns en hel del fläckar, och det kan skicka ett moln av partiklar i jordens riktning. Under dessa solstormar och koronamassutkastning, astronauter i låg omloppsbana runt jorden, kan du behöva ytterligare skydd för att undvika högre doser av strålning. Så vi vet att magnetfält vår planet ger endast en partiell, snarare än full skydd mot kosmisk strålning. Dessutom kan högenergetiska partiklar accelereras även i magnetosfären.

På ytan av jordens atmosfär fungerar som ett ytterligare skyddande lager, stoppa alla utom de mest aktiva sol- och galaktiska strålning. I frånvaro av ett magnetfält atmosfär kommer att fortsätta att absorbera det mesta av strålningen. Luftmanteln skyddar oss så effektivt som betongskiktet 4 m tjockt.

utan konsekvenser

Människan och deras förfäder har levt på jorden för miljontals år för vilka det fanns en hel del inversioner, och det finns inget självklart samband mellan dem och mänsklighetens utveckling. Inte heller tid återföring inte sammanfaller med perioder av utrotning av arter, vilket framgår av geologiska historia.

Vissa djur, såsom duvor och valar använder det jordmagnetiska fältet för navigering. Förutsatt att återföring tar flera tusen år, det vill säga som varar i många generationer av varje art, då dessa djur kan anpassa sig till den förändrade magnetiska miljön eller för att utveckla andra metoder för navigering.

Mer teknisk beskrivning

Källan för det magnetiska fältet är den järnrika flytande yttre kärna av jorden. Den utför komplicerade rörelser orsakade av värmekonvektion djupt inne i kärnan och rotationen av planeten. flytande rörelse är kontinuerlig och aldrig stoppas, även under svarvning. Det kan sluta först efter konsumtion av energikällan. Värme produceras delvis beroende på omvandlingen av vätska till fast kärna som är anordnad i centrum av jorden. Denna process sker kontinuerligt under miljarder år. I den övre delen av kärnan som ligger i den 3000 km under ytan enligt rocky mantle, kan fluiden i en hastighet av tiotals kilometer i den horisontella riktningen per år. Dess rörelse över befintliga kraftledningar producerar elektriska strömmar, och de i sin tur genererar ett magnetfält. Denna process kallas advektion. För att balansera tillväxten av fältet, och därigenom stabilisera r. N. "Geodynamo" krävs diffusion där "läckage" -fältet av kärnan och dess förstörelse. I slutändan skapar vätskeflödet en komplicerad bild av magnetfältet på jordens yta med en komplex förändring i tiden.

datorberäkningar

Geodynamo simuleringar på superdatorer har visat komplexiteten av fältet och dess beteende över tiden. Beräkningarna visar också inversion av polaritet, när det finns en förändring i jordens poler. I dessa simuleringar den primära dipolen kraften försvagas till 10% av normal (men inte till noll), och befintliga stolpar kan ströva över hela världen i samband med annan tid nord- och sydpoler.

En fast järn inre kärnan i vår planet i dessa modeller spelar en viktig roll i att kontrollera återföring processen. På grund av dess fasta tillstånd, kan den inte alstra magnetfält advektion, men något fält som genereras i den yttre kärnan vätskan kan diffundera eller spridas in i det inre. Advektion i den yttre kärnan, tycks det, försöker regelbundet att invertera. Men medan fältet låst i den inre kärnan, första, inte diffus, kommer den reella förändringen av jordens magnetiska poler inte förekomma. Som sådan, motstår den inre kärnan spridningen av alla "nya" områden, och möjligen bara en av tio av dessa försök lyckas omsvängning.

magnetiska anomalier

Det bör understrykas att även om dessa resultat är fascinerande i sig, är det okänt om de kan hänföras till den verkliga världen. Men vi har en matematisk modell av magnetfältet på vår planet under de senaste 400 åren, med tidiga data baserade på observationer av sjömän och handelsflottan. Extrapolering till den interna strukturen av världen visar ökningen över tid returflödesområdena på gränsen av kärnan och manteln. Vid dessa punkter kompassen ålen är orienterad, jämfört med närliggande områden, i den motsatta riktningen - från insidan eller kärnan. Dessa områden med omvänt flöde i södra Atlanten i första hand är ansvarig för försvagningen av huvudområdet. De är också ansvariga för den minsta spänningen, som kallas den brasilianska magnetiska anomali, vars centrum är placerad under Sydamerika. I denna region, kan partiklar med höga energier närma närmare till jorden, vilket orsakar en ökad risk för strålning för satelliter i låg omloppsbana runt jorden.

Det finns fortfarande mycket att göra för en bättre förståelse av egenskaperna hos den djupa strukturen på vår planet. Det är en värld där tryck och temperatur liknar ytan av solen, och vår vetenskapliga förståelsen är vid sin gräns.