Zrýchľujúci sa pochod magnetického severného pólu smerom k Rusku z Kanady v posledných rokoch fascinoval a vystrašil milióny ľudí na celom svete v súvislosti s vyhliadkou na úplný obrat dipólového magnetického poľa Zeme. Riaditeľ Geofyzikálneho centra Ruskej akadémie vied sa ponorí do procesov prebiehajúcich pod našimi nohami.
Sila generujúca magnetické pole, ktorá nás chráni pred smrtiacimi slnečnými vetromi, má svoj vlastný fascinujúci život a určite stojí za to ho bližšie preskúmať, ak má ľudstvo získať základné informácie o planéte, ktorú nazývame domovom, tvrdí skúsený ruský geofyzik, odborník na geoinformatiku. a vedúci výskumník Schmidtovho inštitútu fyziky Zeme Anatolij Solovjov.
„Úlohou geoinformatiky je vyvinúť matematické nástroje schopné zvládnuť obrovské množstvo informácií, ktoré sme nedávno začali dostávať vďaka moderným sieťam digitálne zaznamenávajúcim rôzne prírodné procesy,“ vysvetlil Dr. Solovjov.
„Schopnosť získavať nové poznatky spracovaním veľkých, často heterogénnych údajov z rôznych disciplín v oblasti vied o Zemi, či už ide o geomagnetizmus, anomálie gravitačného poľa, seizmologické pozorovania, cunami“ a iné javy vrátane štúdia rýchlych fluktuácií Zeme. magnetické pole sa stalo možným len s modernou technológiou a výpočtovou silou, povedal akademik.
„Až donedávna boli charakteristické časové zmeny v magnetickom poli predmetom štúdia meraného v storočiach, pričom zvraty magnetického poľa sa merali v stovkách tisíc rokov. S príchodom moderných systémov zaznamenávania magnetického poľa boli detekované rýchle zmeny magnetického poľa v charakteristických časových intervaloch od jedného do desiatich rokov,“ poznamenal Solovyev. „Naučili sme sa zaznamenávať takéto zmeny v magnetickom poli – spôsobené najmä procesmi vyskytujúcimi sa na hranici zemského tekutého jadra, teda plášťa. Môžeme ich pozorovať na povrchu Zeme a z blízkozemského priestoru pomocou vysoko presných geomagnetických observatórií a satelitných systémov na nízkej obežnej dráhe.
Dr. Anatolij Alexandrovič Solovjev, geofyzik, špecialista na geoinformatiku, doktor fyzikálnych a matematických vied, člen korešpondent a profesor Ruskej akadémie vied.
Minulosť a budúcnosť geomagnetických pólov Zeme
Solovjev, spoluautor Atlasu magnetického poľa Zeme, komplexnej štúdie z roku 2012 o vývoji zemského magnetického poľa od roku 1500 do roku 2010 a špičkový učenec zapojený do vytvárania geomagnetických monitorovacích centier, hovorí, že tieto observatóriá poskytujú vedcom schopnosť na štúdium časovej variability magnetického poľa Zeme počas dlhých časových období.
„Moderné modely nám umožňujú rekonštruovať magnetické pole nielen za posledných 500 rokov, ale aj za desiatky tisíc rokov na základe paleomagnetických a archeomagnetických údajov. Môžeme povedať, že napríklad pohyb severného magnetického pólu sa v poslednom čase výrazne zrýchlil a špekuluje sa, že v blízkej budúcnosti možno očakávať inverziu,“ vysvetlil akademik.
Samozrejme, existujú protiargumenty k téze o prevrátení pólov, poznamenal Solovjev.
„Napríklad pred 40 000 rokmi došlo k geomagnetickej exkurzii Laschampovej udalosti, keď sa os dipólu výrazne odchýlila od osi rotácie. Severný magnetický pól sa teda môže posunúť do uhlov 30-40 stupňov, pričom tento proces sprevádza veľké oslabenie magnetického poľa. Pred 40 000 rokmi sa niekoľkonásobne oslabila v porovnaní so súčasnou intenzitou. Všetko sa však neskôr vrátilo na svoje normálne miesto.“
„V rozsahu, o ktorom hovoríme, to súvisí s procesmi vyskytujúcimi sa v tekutom jadre. Tie ešte nie sú úplne preštudované, pretože máme len nepriame údaje. V skutočnosti je údajov veľmi málo. Moderné systémy na pozorovanie v teréne boli zavedené až koncom 80. rokov 20. storočia, keď bolo možné zaznamenávať digitálne údaje. Vektorové merania pomocou satelitov na nízkej obežnej dráhe Zeme sa začali systematicky vykonávať až koncom 90. rokov 20. storočia, takže dôkladná rekonštrukcia procesov prebiehajúcich v kvapalnom jadre, najmä v takých veľkých intervaloch, je možná len pomocou teoretických aproximácií,“ hovorí Dr. vysvetlil Solovjev.
Okrem toho je to podľa akademika otázka výpočtového výkonu. „Napríklad jedným z najnovších úspechov v oblasti numerického modelovania takýchto procesov bola možnosť znovu vytvoriť variácie spojené s rýchlymi zmenami magnetického poľa – takzvané geomagnetické trhnutia, čo sa podarilo len za posledných 50 rokov.“
Vedci majú určitú predstavu o tom, ako dochádza k redistribúcii magnetického toku na hranici tekutého jadra a plášťa, a teoretické koncepty vysvetľujúce nedávne zrýchlenie pohybu severného magnetického pólu v smere Ruska, povedal Solovyev.
Životodarná sila chrániaca Zem
Čo sa týka vytvorenia samotného magnetického poľa Zeme, vedci predpokladajú, že heterogenita stavov v zemskom plášti viedla k nestacionárnym procesom, ktoré vytvárajú magnetické pole.
„Ovplyvňuje ich najmä Coriolisova sila, tepelná konvekcia, kompozičná konvekcia. Takáto heterogenita v hlbinách Zeme zrejme viedla k procesu vytvárania geodynama a jeho následnej údržby,“ poznamenal Solovjev s odkazom na teóriu o mechanizmoch, ktorými nebeské telesá, vrátane Zeme, vytvárajú svoje magnetické polia.
„Geofyzika je do značnej miery veda venovaná heterogénnostiam a anomáliám, počnúc skutočnosťou, že naša planéta pozostáva z jadra-škrupín, ktoré sú heterogénne tak zložením, ako aj stavom agregácie… Aby sme naštartovali dynamo v podobe, akú vidíme dnes, musí existovať pevné a tekuté jadro. Prevádzkové režimy dynama sa menia v závislosti od rádia polomerov vnútorných a vonkajších jadier. Ako rastie vnútorné jadro, menia sa aj prevádzkové režimy dynama (frekvencia a intenzita inverzie), “ povedal akademik.
Magnetická guľa zase prispela k vytvoreniu života na Zemi, keďže nás chránila pred smrtiacimi účinkami slnečného žiarenia.
Silné magnetické búrky môžu mať zároveň nepriamy vplyv na ľudské zdravie, pričom husté prúdenie vysokorýchlostných slnečných vetrov ovplyvňuje magnetosféru a následne ovplyvňuje atmosférický tlak, krvný tlak, hormonálne pozadie a rôzne environmentálne faktory.
Potom je tu slnečné žiarenie. „Vo vysokých nadmorských výškach, kde vysokoenergetické častice prenikajú blízko k zemskému povrchu a môžu dosiahnuť výšku komerčného letectva, je cítiť vplyv práve tohto radiačného plánu. Preto (Ruské) centrum predpovede vesmírneho počasia poskytuje predpoveď pre úroveň geomagnetickej aktivity na zemskom povrchu, a to aj v prospech letectva. Trajektória transpolárnych letov sa podľa toho upravuje v závislosti od kozmického počasia. Veď v silnej magnetickej búrke by človek v takej výške mohol dostať dávku žiarenia za hodinu porovnateľnú s priemernou ročnou dávkou žiarenia,“ poznamenal Solovjev.
Ľudia sa adoptujú, aby prežili
Ľudstvo sa vyvinulo prispôsobením sa prirodzeným zmenám v našom geomagnetickom prostredí za posledné tisícročia a Dr. Solovyev je presvedčený, že tento druh sa dokáže prispôsobiť náhlym zmenám v magnetickom poli, ak by k nim opäť došlo.
“(Takéto zmeny) sa nestanú okamžite. V geologickom meradle je to okamih, ale v meradle, na ktoré sme zvyknutí, je to dosť významný časový úsek, ktorý sa rovná tisíckam rokov, pričom samotná inverzia trvá niekoľko tisíc rokov… Magnetické pole sa postupne oslabiť. Nemáme žiadne listinné dôkazy o tom, čo to bude sprevádzať. Snáď sa náš druh zachová, pretože ionosféra a atmosféra ostanú. V ionosfére sa budú generovať prúdy, ktoré budú pôsobiť ako druh štítu vo vzťahu k tým škodlivým časticiam letiacim k nám zo Slnka a môžu nás dobre chrániť pred slnečným žiarením.
K preklopeniu geomagnetických pólov dochádza v priemere asi pred 500 000 rokmi, pričom k poslednému došlo asi pred 750 000 rokmi.
„Nikto nevie, kedy očakávať ďalšiu. Nestáva sa to pravidelne. Okrem toho boli objavené obdobia známe ako superchrony, keď sa milióny rokov nevyskytla žiadna inverzia, pričom pole si zachovalo určitú pevnú polaritu. Poznáme tri takéto superchrony,“ zdôraznil Solovjev.
Keďže homo erectus je asi dva milióny rokov dozadu a posledná inverzia sa odohrala pred trištvrte miliónom rokov, znamená to, že keď naposledy došlo k prevráteniu pólu, nevyhladili našich predkov.
Viac údajov môže viesť k zásadným objavom
Solovyev a jeho kolegovia pracovali na vybudovaní geobiosférickej stanice Rotkovets v Popovke v regióne Archangelsk v roku 2012, ktorá poskytuje výskumníkom nedotknuté údaje bez elektromagnetického rušenia a umožňuje celý rad geofyzikálnych pozorovaní.
„Keďže mám inžinierske vzdelanie, hoci je matematické, rád by som výrazne rozšíril sieť pozorovaní magnetického poľa pomocou observatórií najvyššej triedy. To by umožnilo dlhodobo študovať jemné efekty zmeny magnetického poľa Zeme,“ zdôraznil Solovjev.
S týmito poznatkami by ľudstvo získalo „informácie o štruktúre a usporiadaní našej planéty. To má nepochybne zásadný význam,“ dodal.
Odtiaľto budeme schopní dosiahnuť väčšiu presnosť v navigácii založenej na magnetickom poli, spoľahlivejšie posúdiť negatívne dopady z vesmíru na high-tech systémy, ako sú elektrické vedenia, antikorózna ochrana potrubí, železničných vozňov, iných dopravných systémov. atď.
„Budeme môcť napríklad podrobnejšie študovať pohyb magnetického severného pólu, okolo ktorého dochádza ku všetkým najintenzívnejším zmenám magnetického poľa a v dôsledku toho k najnegatívnejším vplyvom kozmického počasia. Budeme schopní upraviť trajektórie lietadiel, byť pripravení na dopad slnečného žiarenia na satelitné systémy. Je to široká škála problémov, od čisto teoretických až po dôležité aplikované aspekty,“ zhrnul Dr. Solovjev.
Zdroj sputnik, preložené cez google
