تغيير قطبي الأرض: تردد، العواقب. مستقبل الأرض

كوكبنا له المجال المغناطيسي التي يمكن ملاحظتها، على سبيل المثال، وذلك باستخدام البوصلة. يتم إنتاجه بشكل رئيسي في نواة المنصهر الساخن جدا من كوكب الأرض، وربما كان معظم وقته وجود الأرض. الميدان هو ثنائي القطب، ر. E. لديه الشمال والقطب الجنوبي المغناطيسي. وهي أن إبرة البوصلة تشير مباشرة أسفل أو لأعلى، على التوالي. يبدو وكأنه مجال مغناطيس على الثلاجة. ومع ذلك، فإن المجال المغنطيسي الأرضي الأرض تشهد الكثير من التغييرات الصغيرة التي يجعل القياس لا يمكن الدفاع عنها. في أي حال، نستطيع أن نقول أن الآن هناك قطبين، لاحظ على سطح هذا الكوكب، واحدة في نصف الكرة الشمالي وواحد في الجنوب.

المغنطيسي الأرضي قلب الميدان هو العملية التي يتم تحويلها القطب المغناطيسي الجنوبي في الشمال، وهذا، بدوره، يصبح الجنوب. ومن المثير للاهتمام أن نلاحظ أن المجال المغناطيسي يمكن في بعض الأحيان التعرض للرحلات، وليس العكس. في هذه الحالة، فإنه يخضع لانخفاض كبير في إجمالي قوتها، وهذا هو، القوة التي تتحرك إبرة البوصلة. وخلال جولة ميدانية لا يغير اتجاهه، واستعادة بنفس قطبية، وهذا هو، والشمال هو الشمال والجنوب والجنوب.

عدد مرات تغيير أعمدة أرض؟

كما سجل الجيولوجي، تغير المجال المغناطيسي لكوكبنا قطبية كثير من أوقاته. ويمكن ملاحظة ذلك على أنماط وجدت في الصخور البركانية، وخصوصا المستخرجة من قاع المحيط. أكثر من 10 مليون سنة الماضية في المتوسط أنها وقعت 4 أو 5 يتحول في ملايين السنين. وفي أحيان أخرى، وتاريخ كوكبنا، على سبيل المثال، خلال العصر الطباشيري، كانت هناك فترات أطول من تغيير قطبي الأرض. أنه من المستحيل التنبؤ بها، وأنها ليست منتظمة. لذلك، يمكن أن نتحدث فقط عن متوسط فترة انقلاب.

هو المجال المغناطيسي للأرض تجري في الوقت الحاضر؟ كيف يمكنني التحقق من ذلك؟

عقدت القياسات من الخصائص المغناطيسية الأرضية من كوكبنا أكثر أو أقل ثابت منذ عام 1840. بعض القياسات بل قد تعود إلى القرن السادس عشر، على سبيل المثال، في غرينتش (لندن). اذا نظرتم الى اتجاه التغييرات قوة المجال المغناطيسي خلال هذه الفترة، يمكننا أن نرى تراجعه. إلى الأمام في الوقت المناسب إسقاط البيانات يعطي الصفر لحظة ثنائي القطب في حوالي 1500-1600 سنوات. هذا هو واحد من الأسباب التي تجعل بعض الناس يعتقدون أن الحقل قد تكون في المراحل المبكرة من انعكاس. من الأواني الفخارية القديمة في الدراسات مغنطة من المعادن المعروفة التي في العصر الروماني كان مرتين أقوى مما هو عليه الآن.

ومع ذلك، فإن القوة الحالية للحقل ليست منخفضة بشكل خاص من حيث مجموعة من القيم على مدى 50 000 سنة الماضية، ومنذ لحظة التغيير الأخير في أقطاب الأرض، واستغرق ما يقرب من 800 000 عاما. وبالإضافة إلى ذلك، مع مراعاة ما قيل في وقت سابق عن الجولات، ومعرفة حول خصائص نماذج رياضية غير الواضح ما إذا كان من الممكن لاستقراء البيانات التي لوحظت من 1500 سنة.

ما مدى سرعة انعكاس القطبين؟

التاريخ الكامل للدورة واحدة على الأقل مفقود، لذلك كل البيانات التي يمكن القيام به يستند أساسا على النماذج الرياضية وجزئيا على أدلة محدودة تم الحصول عليها من الصخور التي قد احتفظت بصمة المجال المغناطيسي القديم من وقت تكونها. على سبيل المثال، تشير التقديرات إلى أن التغيير الكلي للأعمدة الأرض قد يستغرق من واحد إلى عدة آلاف من السنين. إنه سريع وجهة النظر الجيولوجية، ولكن ببطء على مقياس من حياة الإنسان.

ماذا يحدث خلال بدوره؟ ما نراه على سطح الأرض؟

وكما ذكر أعلاه، لدينا بيانات محدودة عن أنماط التغيرات مجال قياس الجيولوجية خلال عملية انقلاب. واستنادا إلى نماذج مصممة خصيصا لأجهزة الكمبيوتر العملاقة، يتوقع المرء بنية أكثر تعقيدا على سطح هذا الكوكب، والتي ليس هناك جنوبي واحد والقطب المغناطيسي الشمالي واحدة. وتتوقع الأرض هم "الرحلة" من موقعه الحالي نحو خط الاستواء، ومن خلاله. مجموع قوة الحقل في أي مكان في العالم يمكن أن تجعل أي أكثر من واحد على عشرة من قيمته في الوقت الراهن.

الخطر على الملاحة

دون الدرع المغناطيسي التكنولوجيا الحديثة سوف تكون أكثر عرضة لخطر التعرض للعواصف الشمسية. الأكثر ضعفا هي الأقمار الصناعية. ليست مصممة لتحمل العواصف الشمسية في حالة عدم وجود مجال مغناطيسي. لذا، إذا الأقمار الصناعية GPS سوف تتوقف عن العمل، ثم سيتم زرع جميع الطائرات على الأرض.

وبطبيعة الحال، البوصلات الطائرات أن يكون على سبيل الاحتياط، لكنها بالتأكيد لن تكون دقيقة في وقت تحول القطب المغناطيسي. وبالتالي، فإن حتى أكثر من الأقمار الصناعية GPS عطل تكون كافية لهبوط الطائرة - وإلا فإنها قد تفقد الملاحة أثناء الرحلة.

وتصدر المحكمة تواجه نفس المشاكل.

طبقة الأوزون

ومن المتوقع أنه خلال انعكاس المجال المغناطيسي للأرض طبقة الأوزون يختفي تماما (ويظهر من جديد بعد ذلك). كبيرة عاصفة شمسية خلال بدوره يمكن أن يسبب استنزاف طبقة الأوزون. عدد سرطانات الجلد تزيد 3 أضعاف. أثر على جميع المخلوقات الحية من الصعب التنبؤ، ولكن يمكن أيضا أن تكون كارثية.

تغير الأقطاب المغناطيسية للأرض: الآثار المترتبة على قوة

في دراسة واحدة وقد تم تحديد العواصف الشمسية الضخمة المحتمل سبب انقلاب الأقطاب. في آخر - المذنب لهذا الحدث ستكون ظاهرة الاحتباس الحراري، ولكن قد يكون بسبب زيادة النشاط الشمسي. خلال حماية انعكاس المجال المغناطيسي لن، وإذا كان هناك عاصفة شمسية، فإن الوضع سيتدهور أكثر من ذلك. فإن الحياة على كوكبنا لن تتأثر ككل، والمجتمع الذي لا يعتمد على التكنولوجيا، وسيكون أيضا في النظام. ولكن في المستقبل من الأرض سوف يعاني بشكل رهيب إذا كان عكس يحدث بسرعة. سوف تتوقف الشبكات الكهربائية لتشغيل (أنها يمكن تعطيلها عاصفة شمسية كبيرة، وسوف تؤثر على انعكاس أكثر بكثير). في غياب الكهرباء لن تكون إمدادات المياه والصرف الصحي، ومحطات الغاز التوقف عن العمل، ووقف الإمدادات الغذائية. كفاءة خدمات الطوارئ وسوف يطلق موضع تساؤل، وأنها لن تكون قادرة على التأثير شيء. إنهم يقتلون الملايين والمليارات سوف تواجه صعوبات كبيرة. فقط أولئك الذين مسبقا مخزنة مع الغذاء والماء، وسوف تكون قادرة على التعامل مع الوضع.

خطر الإشعاع الكوني

لدينا المجال المغنطيسي الأرضي هو المسؤول عن منع حوالي 50٪ من الأشعة الكونية. لذلك، في حالة عدم وجود مستويات الإشعاع الكوني مزدوجة. على الرغم من أن هذا سوف يؤدي إلى زيادة في الطفرات، والآثار القاتلة لهذا لن يكون. من ناحية أخرى، السبب المحتمل هو واحد poleshift زيادة النشاط الشمسي. وهذا يمكن أن يؤدي إلى زيادة في عدد الجسيمات المشحونة الوصول إلى الكوكب. في هذه الحالة، فإن مستقبل الأرض الخضوع لخطر كبير.

ما إذا كان سيستمر الحياة على كوكبنا؟

الكوارث الطبيعية، من غير المرجح الكوارث. المجال المغنطيسي الأرضي في منطقة من الفضاء المغنطيسي دعا شكلتها الرياح الشمسية. المغناطيسي ينحرف ليس كل الجسيمات ذات الطاقة العالية التي تنبعث من الشمس مع الرياح الشمسية ومصادر أخرى في المجرة. في بعض الأحيان، كان نجمنا نشطة بشكل خاص، على سبيل المثال، عندما يكون هناك الكثير من النقاط، ويمكن أن ترسل سحابة من الجسيمات في اتجاه الأرض. وخلال هذه التوهجات الشمسية والكتل الاكليلية، رواد الفضاء في مدار أرضي منخفض، قد تحتاج إلى حماية إضافية لتجنب جرعات من الإشعاع. حتى نعرف أن المجال المغناطيسي لكوكبنا فقط يوفر حماية جزئية، بدلا من كاملة من الأشعة الكونية. وعلاوة على ذلك، والجسيمات عالية الطاقة يمكن تسريع حتى في الغلاف المغنطيسي.

على سطح الغلاف الجوي للأرض بمثابة طبقة حماية إضافية، ووقف جميع ولكن أشعة الشمس والمجرة الأكثر نشاطا. في حالة عدم وجود جو المجال المغناطيسي سوف تستمر في امتصاص معظم الإشعاع. غمد الهواء يحمينا بفعالية كما طبقة الخرسانة 4 م سميكة.

دون عواقب

لقد عاش البشر وأجدادهم على الأرض لملايين السنين والتي كان هناك الكثير من العكس، وليس هناك ارتباط واضح بينها وتطور البشرية. وبالمثل، لا يتزامن وقت انعكاس مع فترات من انقراض الأنواع، كما يتضح من التاريخ الجيولوجي.

بعض الحيوانات، مثل الحمام والحيتان تستخدم المجال المغنطيسي الأرضي للملاحة. على افتراض أن انعكاس يأخذ عدة آلاف من السنين، أي دائم لأجيال عديدة من كل الأنواع، ثم هذه حيوانات يمكن أن تتكيف جيدا مع البيئة المتغيرة المغناطيسية أو تطوير أساليب أخرى للملاحة.

المزيد من الوصف التقني

مصدر المجال المغناطيسي هو اللب الخارجي السائل الغنية بالحديد الأرض. وهي تؤدي حركات معقدة الناتجة عن الحرارة الحمل الحراري العميق داخل النواة ودوران الكوكب. حركة السوائل مستمرة ولم تتوقف، حتى أثناء الدوران. ويمكن أن يتوقف فقط بعد استنفاد مصدر الطاقة. يتم إنتاج الحرارة ويرجع ذلك جزئيا إلى تحويل السائل إلى نواة صلبة التخلص منها في وسط الأرض. تتم هذه العملية بشكل مستمر لبلايين السنين. في الجزء العلوي من نواة الذي يقع في 3000 كم تحت سطح الأرض تحت عباءة الصخرية، ويمكن للسائل السفر بسرعات عشرات الكيلومترات في اتجاه أفقي سنويا. حركتها عبر خطوط الكهرباء الموجودة تنتج تيارات كهربائية، وأنها، في المقابل، وتوليد حقل مغناطيسي. وتسمى هذه العملية حركة الهواء الأفقية. من أجل تحقيق التوازن بين النمو في هذا المجال، وبالتالي تحقيق الاستقرار ص. ن. "Geodynamo" المطلوب نشرها في أي مجال "التسرب" من النواة وتدميرها. في نهاية المطاف، وتدفق السوائل يخلق صورة معقدة للحقل المغناطيسي على سطح الأرض مع تغيير معقدة في الوقت المناسب.

حسابات الحاسوب

وقد أظهرت المحاكاة Geodynamo على أجهزة الكمبيوتر العملاقة تعقيد الميدان وسلوكها مع مرور الوقت. تظهر الحسابات أيضا انعكاس القطبية، عندما يكون هناك تغيير في أقطاب الأرض. في هذه المحاكاة تضعف قوة ثنائي القطب الابتدائية إلى 10٪ من المعتاد (ولكن ليس إلى الصفر)، ويمكن أن أقطاب القائمة تجول في جميع أنحاء العالم بالتزامن مع وقت آخر القطبين الشمالي والجنوبي.

A اللب الداخلي الحديد الصلب كوكبنا في هذه النماذج أن تلعب دورا هاما في السيطرة على عملية الانعكاس. نظرا إلى حالته الصلبة، فإنه لا يمكن أن تولد حركة الهواء الأفقية المجال المغناطيسي، ولكن أي مجال التي يتم إنشاؤها في السائل اللب الخارجي يمكن منتشر أو تنتشر في المناطق الداخلية. حركة الهواء الأفقية في اللب الخارجي، على ما يبدو، يحاول بانتظام لقلب. ولكن في حين مجال تخوض في النواة الداخلية، أولا، لا منتشر، فإن التغيير الحقيقي في الأقطاب المغناطيسية للأرض لا يحدث. على هذا النحو، والنواة الداخلية يقاوم نشر أية حقول "الجديدة"، وربما واحد فقط من كل عشرة من هذه المحاولات هو انعكاس ناجح.

الشذوذ المغناطيسي

وينبغي التأكيد على أنه على الرغم من هذه النتائج الرائعة في حد ذاتها، ومن غير المعروف ما إذا كان يمكن أن يعزى إلى العالم الحقيقي. ومع ذلك، لدينا نموذج رياضي للحقل المغناطيسي للكوكب على مدى السنوات الماضية 400، مع بيانات مبكرة على أساس الملاحظات من البحارة والبحرية التجارية. استقراء إلى الهيكل الداخلي للكرة الأرضية تبين الزيادة على مناطق ارتجاعي الوقت على حدود الأساسية وعباءة. في هذه النقاط هو المنحى إبرة البوصلة، بالمقارنة مع المناطق المحيطة بها، في الاتجاه المعاكس - من الداخل أو الأساسية. هذه المواقع مع التدفق العكسي في جنوب المحيط الأطلسي في المقام الأول المسؤول عن ضعف الملعب الرئيسي. كما أنها مسؤولة عن الحد الأدنى من الجهد، ودعا الشذوذ المغناطيسي البرازيلي، المركز الذي يقع تحت أمريكا الجنوبية. في هذه المنطقة، يمكن أن الجسيمات مع الطاقات العالية يقترب أكثر ارتباطا وثيقا الأرض، مما تسبب في زيادة خطر الإشعاع للأقمار الصناعية في مدار منخفض حول الأرض.

لا يزال هناك الكثير الذي يتعين القيام به من أجل فهم أفضل للخصائص البنية العميقة لكوكبنا. إنه عالم حيث الضغط ودرجة الحرارة تشبه سطح الشمس، والفهم العلمي لدينا هو في حدوده.