Co zagraża ludzkości największą anomalią magnetyczną Ziemi?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-16 16:14

MOSKWA, 13 czerwca - RIA Novosti, Vladislav Strekopytov. Niedawno Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) poinformowała, że sądząc po danych satelitarnych, największa anomalia magnetyczna Ziemi zaczęła się poruszać, rozdzielać na dwie części i zmieniać intensywność. Co to zagraża ludzkości - zorientowała się RIA Novosti.

Ziemia jest jak magnes

Uważa się, że pole magnetyczne jest związane z procesami zachodzącymi głęboko w trzewiach naszej planety. Rdzeń Ziemi zbudowany jest z metali. Jednocześnie jego środkowa część, rdzeń wewnętrzny jest stały, a zewnętrzny płynny. Ze względu na różnicę temperatur i ciśnienia zachodzi konwekcja, przepływy stopionego żelaza wytwarzają prąd elektryczny, a ten prąd wytwarza pole magnetyczne, które chroni powierzchnię planety i wszystkie żywe istoty przed promieniowaniem słonecznym i niebezpiecznym promieniowaniem kosmicznym.

Z grubsza rzecz biorąc, Ziemia jest dipolem magnetycznym, a jej oś nie do końca pokrywa się z osią obrotu planety. Odchylenie wynosi 11 stopni, mniej więcej w tej samej odległości między biegunem geograficznym i magnetycznym.

Ale Ziemia nie jest idealnym dipolem. Pole magnetyczne planety jest niejednorodne, zawiera anomalie spowodowane osobliwościami głębokiej struktury i różnym namagnesowaniem skorupy ziemskiej. Największa z nich to anomalia magnetyczna na południowym Atlantyku (SAMA), rozciągająca się od Południowej Afryki po Brazylię.

Przewrotność magnetosfery

1 czerwca 2009 roku liniowiec Air France lecący z Rio de Janeiro Paris zniknął z radaru. Gruz w oceanie został znaleziony zaledwie kilka miesięcy później. Według jednej wersji katastrofa była spowodowana awarią sprzętu w strefie UAMA.

Tam, gdzie z polem magnetycznym wszystko jest w porządku, naładowane cząstki promieni kosmicznych i wiatru słonecznego - elektrony i protony zwalniają już w odległości 60 tysięcy kilometrów od powierzchni i zwykle nie zbliżają się do 1300-1500 kilometrów. Jest to uważane za dolną granicę pasa radiacyjnego. I tylko w rejonie anomalii południowego Atlantyku, gdzie pole jest bardzo słabe, promieniowanie zbliża się do Ziemi na 200 kilometrów.

Jest to szczególnie niebezpieczne dla satelitów o niskiej orbicie i teleskopów kosmicznych - znajdują się one mniej więcej na tej wysokości. W rezultacie niezabezpieczona elektronika może działać nieprawidłowo. Tak więc w 2007 roku amerykańskie satelity komunikacyjne Globalstar pierwszej generacji zostały odłączone w UAMA, a w 2016 roku orbitalne obserwatorium rentgenowskie Hitomi Japońskiej Agencji Badań Kosmicznych zepsuło się i upadło. Teleskop Kosmiczny Hubble'a przechodzi w tryb uśpienia nad anomalią południowoatlantycką.

© ESA

Punkty, w których satelity Swarm zarejestrowały skutki promieniowania kosmicznego w okresie od kwietnia 2014 do sierpnia 2019 roku. Maksimum koncentruje się w strefie UAMA

Coś się dzieje z Ziemią

Aby zbadać pole magnetyczne planety w 2013 r., ESA wysłała misję Rój trzech satelitów, przechwytując wszystkie sygnały pochodzące z jądra, płaszcza, skorupy ziemskiej i oceanów, a także główne parametry jonosfery i magnetosfery.

Pole magnetyczne Ziemi jest najsilniejsze w pobliżu biegunów. Najsłabszy jest w UAMA. Pomiary z satelitów Swarm wykazały, że anomalia się powiększa.

Strona internetowa ESA donosi, że w latach 1970-2020 granica JAMA przesuwała się na zachód z prędkością 20 kilometrów rocznie, przy czym minimalne natężenie pola spadło z 24 do 22 tysięcy nanot. Szacuje się, że ekspansja SAAMA osłabiła pole magnetyczne Ziemi o dziewięć procent w ciągu ostatnich dwóch stuleci, a teraz proces ten przyspieszył o rząd wielkości - napięcia spadły o pięć procent w ciągu dekady.

Kilka lat temu w Południowej AMA zaczął tworzyć się drugi ośrodek minimalnego napięcia, a teraz anomalia praktycznie podzieliła się na dwie części - Brazylię i Kapsztad. A to oznacza, że wkrótce może pojawić się kolejna strefa zwiększonego zagrożenia dla satelitów i stacji kosmicznych.

© ESA / Zakład Geomagnetyzmu, DTU Space

Pojawienie się dwóch ośrodków w południowoatlantyckiej anomalii magnetycznej

Naukowcy nie potrafią jeszcze jednoznacznie wyjaśnić tak gwałtownej zmiany pola magnetycznego w tej części globu. Jedna z wersji: pod południową częścią Afryki, na granicy rdzeń-płaszcz, znajduje się obszar o odwrotnej polaryzacji magnetycznej, który tworzy anomalię. Tutaj, na głębokości około 2900 kilometrów, leży obszar gęstych skał, które geofizycy nazywają prowincją o niskim ścinaniu, a geolodzy superpióropuszem. Być może z jakiegoś powodu te skały zaczęły się poruszać, co wpłynęło na anomalie.

© Zdjęcie: Michael Osadciw / University of Rochester

Anomalia magnetyczna południowego Atlantyku (niebieskie linie) i superpióropusz płaszcza (zielona plama)

Dwie północne „krople” ciągnące drąg

W ciągu ostatnich dwudziestu lat magnetyczny biegun północny również szybko się przesuwał. Stwarza to poważne problemy dla systemów nawigacyjnych na różnych poziomach - od transportu morskiego po mapy Google w smartfonach domowych, ponieważ wszystkie one opierają się na dokładnym odniesieniu do współrzędnych geograficznych bieguna magnetycznego, na który wskazuje strzałka dowolnego kompasu.

Satelitarne dane geofizyczne umożliwiły wyjaśnienie tego zjawiska. Okazało się, że winne są tu anomalie, w tym przypadku pozytywne. Jedna z tych stref silnego pola magnetycznego, przypominająca kształtem kroplę, znajduje się pod Północną Kanadą, druga - pod szelfem syberyjskim. Kanadyjski „spadek” zaczął się zmniejszać, a syberyjski - rosnąć, a biegun gwałtownie przesunął się w jego kierunku.

© ESA

Anomalie magnetyczne i przemieszczenie magnetycznego bieguna północnego

Lokalne anomalie

W latach 60. i 70. NASA wystrzeliła serię satelitów do badania magnetosfery Ziemi. Po przetworzeniu wyników eksperci z Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda zbudowali mapę namagnesowania powierzchni, na której odnotowywane są jedynie anomalie związane z osobliwościami składu skał skorupy ziemskiej, bez uwzględnienia pola dipolowego Ziemi.

Mapa pokazuje, że cieńsza i młodsza skorupa oceaniczna jest mniej namagnesowana niż gruba i pradawna skorupa kontynentów. Ale są tu też niuanse.

Mapa magnetyzacji skorupy ziemskiej według satelitów NASA MAGSAT, OGO-2, OGO-4 i OGO-6. Czerwony i żółty to strefy o wysokim magnetyzmie, niebieski i niebieski to strefy o niskim magnetyzmie.

Lokalne anomalie magnetyczne na kontynentach są związane z cechami górnej skorupy - głębokością podłoża krystalicznego lub dużymi nagromadzeniami skał żelazonośnych. Szczególnie wyraźnie wyróżnia się Kurska Anomalia Magnetyczna (KMA) nad największym na świecie zagłębiem rudy żelaza oraz anomalia magnetyczna z Bangi w Afryce Środkowej, której pochodzenie wciąż pozostaje dla naukowców tajemnicą.

W tych miejscach KMA, gdzie złoża rudy żelaza zbliżają się do powierzchni, igła kompasu zaczyna się chaotycznie obracać. Więc kiedyś geolodzy znaleźli tutaj pierwsze złoże.

Lekarze odkryli, że długotrwała ekspozycja na nienormalnie wysokie naturalne pole magnetyczne obniża odporność, zaburza funkcje ogólnoustrojowe organizmu i przyspiesza starzenie. Ale nie wszyscy mieszkańcy KMA należą do grupy ryzyka (anomalia obejmuje regiony Kursk, Biełgorod i Woroneż), ale tylko ci, którzy mają bezpośredni kontakt z rudą magnetyczną - pracownicy przedsiębiorstw wydobywczych i przetwórczych.