• Magnetické Polia

Dokončenie posledného prevrátenia magnetického pólu Zeme trvalo 22 000 rokov

• 2024

Zem má magnetické pole, v mnohom podobné tyčovému magnetu.

Našťastie ste sa v škole hrali s tyčovým magnetom. Posypete železné piliny na kus papiera, dáte magnet pod ne a železné hobliny sa usporiadajú do nádhernej sady kriviek, ktoré sa zbiehajú k magnetickým pólom a rozprestierajú sa viac do polovice medzi nimi. Celkový tvar je ako jablko prekrojené na polovicu.

Zem má magnetický severný pól a magnetický južný pól (nesmie sa zamieňať s geografickými alebo rotačnými pólmi) rovnako ako tento tyčový magnet - hovoríme tomu dipólové pole . Mechanizmus vytvárania magnetických polí medzi nimi je však úplne odlišný.

V tyčovom magnete je to kvôli atómom železa; každý má malé magnetické pole a samotné atómy sú zarovnané tak, že sa všetky spájajú a vytvárajú celkové magnetické pole.

Na Zemi je to oveľa komplikovanejšie . Zemské jadro sa skladá z dvoch vrstiev; vnútorné jadro je pevné a vonkajšie jadro je tekuté. Jadro je veľmi horúce a vnútorné jadro ohrieva vonkajšie jadro nad ním. Zahrievaná zospodu, kvapalina vo vonkajšom jadre prúdi: Horúca tekutina stúpa a chladnejšie veci klesajú. Ale v jadre je železo a je dosť horúce na to, aby bolo možné ionizovať, aby sa odstránil jeden alebo viac elektrónov, čo dáva atómom čistý kladný náboj. Keď sa nabitá častica pohybuje, vytvára magnetické pole a všetky tieto atómy pohybujúce sa rovnakým smerom generujú celkové magnetické pole Zeme.

Pokiaľ je zemské jadro horúce, toto vonkajšie jadro bude prúdiť a magnetické pole Zeme bude existovať.

Celkové magnetické pole Zeme je podobné tyčovému magnetu so severným a južným pólom (nemožno si ho mýliť s geografickými pólmi). Kredit: Peter Reid, University of Edinburgh prostredníctvom NASA

... ale je to komplikovanejšie.

Pred viac ako storočím vedci zistili, že magnetické pole Zeme niekedy mení polaritu, kde sa zo severného pólu stáva južný pól a naopak. Pamätajte si, to neznamená, že sa Zem fyzicky prevráti - to je bežný refrén kultových konšpiračných sudcov, pretože sú buď ľahko zmätení, alebo chcú zmiasť. ty - povedzme, že ak použijete kompas, začne ukazovať na juh namiesto na sever.

Časom sa ukázalo, že tieto zvraty sa stali mnohokrát. Takmer 200 z nich bolo vidieť vo fosílnych záznamoch, siaha viac ako 80 miliónov rokov ! V ľudskom časovom horizonte sú dosť zriedkavé a vyskytujú sa približne raz za 100 000 až 1 000 000 rokov. Ide o to, že nikto si nie je istý, ako dlho mu trvá od začiatku do konca. Čiastočne je to preto, že sa stali veľmi dávno-posledný, nazývaný zvrat Matujama-Brunhes, bol pred takmer 800 000 rokmi! -a tiež je ťažké získať údaje s jemným rozlíšením, a pretože sa zdá, že sa dejú rýchlo (v geologickom zmysle).

Ale bola publikovaná nová štúdia pri pohľade na záznamy sopečných, sedimentárnych a ľadových jadier a vedec zistil, že v tejto najnovšej udalosti to celé trvalo asi 22 000 rokov, oveľa dlhšie, ako sa očakávalo!

Zemské magnetické pole začalo slabnúť asi pred 795 000 rokmi. Potom prevrátil polaritu a zosilnel, ale skôr, ako sa mohol skutočne znova usadiť, začal kolísať a znova sa zrútiť asi o 11 000 rokov neskôr (pred 784 000 rokmi). Magnetické pole potom niekoľko tisíc rokov kolísalo, ale potom obrátilo polaritu znova a posilnil sa asi pred 773 000 rokmi a stal sa poľom, ktoré máme dnes. Toto posledné otočenie mohlo trvať iba 4 000 rokov. Namiesto čistého obrátenia to teda vyzeralo, že prešiel tromi oddelenými fázami, v ktorých mu niekedy dominovalo dipólové pole (aj keď nie veľmi stabilné) a inokedy, keď bolo chaotickejšie. Celé to trvalo viac ako dvakrát dlhšie ako predchádzajúce odhady.

Sekvencia znázorňujúca fyzikálny model magnetického zvratu, kde modré a žlté čiary predstavujú magnetický tok smerom k Zemi a od nej. Pole sa počas reverzácie zamotá a chaotizuje, než sa vráti späť (poznámka: konečný rámec je jednoducho preklopený prvý rámec a má byť reprezentatívny, nie je súčasťou skutočného modelu). Kredit: NASA / Gary Glatzmaier / Phil Plait

Ich metodika je trochu komplikovaná. V sopečných horninách je magnetické pole Zeme zaznamenávané pri ochladzovaní lávy; železo v hornine sa orientuje na zemské pole, a tak je možné merať silu a smer geomagnetického poľa. Rádioaktívne izotopy možno použiť na dátumovanie týchto udalostí . V prípade sedimentárnych vrstiev sa množstvo slnečného svetla, ktoré Zem prijíma, mení v časových intervaloch niekoľkých desiatok tisíc rokov v dôsledku zmien v orbitálnom tvare Zeme ( Milankovitchove cykly ) a je to vidieť na ložiskách izotop kyslíka .

Môj obľúbený je z ľadových jadier. Keď je magnetické pole Zeme slabšie, kozmické lúče -superenergetické subatomárne častice svištiace vo vesmíre rýchlosťou blízkou rýchlosti svetla-môžu naraziť do našej atmosféry. Keď zasiahnu jadro atómu dusíka alebo kyslíka rozdelili jadro ako strela prechádzajúca skalou ; šrapnel z toho obsahuje izotop berýlia zavolal¹⁰Buď. Potom sa uloží do ľadu a zmeria sa v ľadových jadrách, čo umožní vedcom týmto spôsobom vysledovať geomagnetické pole.

Tak toto je zaujímavé! 22 000 rokov je v ľudskom meradle samozrejme dlhý čas, ale na geologickú udalosť je stále rýchly. Je ťažké povedať, ako reprezentatívne to je pre ostatné zvraty, ale je to miesto, kde začať.

Stále zostáva veľká otázka, a to je prečo k tomu dochádza. Hypotéz je veľa „Celkovo je však pravdepodobné, že sa pole po nejakej spúšťacej udalosti zamotá do Zeme a keď sa znova nastaví, polarita sa zmení.

bobkový list na prejav

Ďalšou otázkou je, čo sa stane počas reverzácie? Opäť platí, že veľa teoretikov konšpirácií o tom radi navracia anti-vedu, ale pravdou je, že nikto si nie je istý. Pravdepodobne to nebude mať veľký vplyv na každodenný život „Aj keď s tým určite budú nejaké problémy - napríklad kompasy využívajúce magnetizmus Zeme nebudú fungovať, ale namiesto nich možno použiť GPS alebo iný ekvivalent. Budeme však musieť byť opatrní, pretože magnetické pole Zeme nás chráni pred vecami, ako je slnečný vietor a kozmické lúče, takže môžu byť ovplyvnené satelity. Naša hustá atmosféra by mala odvádzať celkom dobrú prácu a chrániť nás pred všetkým ostatným (ako je slnečný vietor, kozmické lúče atď.).

Ešte jedna vec. Keď sa objavia takéto správy, generuje sa veľa bez dychu, zvyčajne v odrode „Máme po termíne X“, či už je to zemetrasenie, sopečná erupcia alebo magnetický zvrat, a vo všeobecnosti naznačuje, že všetci umrieme . Čas od posledného zvratu je o niečo dlhší ako priemer, ale nie je to tak, že by si planéta na tieto veci nastavila kalendár. Mohlo by to začať zajtra, alebo sa to nemusí stať ďalší milión rokov. Takže kým geológovia nepovedia: „Áno, ideme na to!“ dýchaj ľahko.

A aj vtedy, dýchaj ľahko . Na rozdiel od filmov (fuj, Jadro ) nespôsobí masívne katastrofy, ako keď sa mosty zrútia a more vrie. A v skutočnosti nám to povie oveľa viac o tom, čo sa deje hlboko vo vnútri Zeme, o mieste, ktoré inak nie je také ľahké zistiť.