Повернемося в кам'яний вік. Коли магнітні полюси Землі перевернуться і що буде з нами

Земля — оаза в космосі, місце, де процвітає життя. Наша планета розташована на ідеальній відстані від нашої рідної зірки, щоб на поверхні планети могла існувати рідка вода. Гравітаційний вплив інших великих планет допомагає захищати нас від апокаліптичних зіткнень із блукаючими метеоритами. А магнітне поле планети утворює навколо Землі захисний бар'єр, який оберігає нас від заряджених частинок, що мчать через простір.

При цьому Земля має своє потужне магнітне поле — завдяки потокам розплавленого металевого матеріалу, який рухається в ядрі планети. Цей потік залежить як від обертання самої Землі, так і від наявності твердого залізного ядра, що призводить до дипольного магнітного поля, вісь якого приблизно збігається з обертальною віссю планети.

У хімічному складі стародавніх порід приховані підказки про те, що магнітне поле Землі — це динамічне, мінливе явище. Охолодження магми, багатої на залізні мінерали, витягує її відповідно до магнітного поля Землі, подібно до того, як стрілка компаса тягнеться на північ. Вивчення давніх геомагнітних полів, записаних у породах, є предметом дисципліни, відомої як "палеомагнетизм".

Палеомагнітні дослідження надали вченим знання того, що магнітне поле Землі зсувалося і навіть змінювало полярність багато разів у геологічному минулому. Але чому?

Що змушує магнітні полюси мінятися місцями

Магнітне поле Землі змінюється на дуже коротких і надзвичайно довгих часових шкалах, варіюючи від мілісекунд до мільйонів років. Взаємодія магнітного поля із зарядженими частинками в космосі може змінювати його на короткий термін, тоді як триваліші зміни спричиняються внутрішніми процесами, що протікають у зовнішньому рідкому ядрі Землі.

"Тривалі зміни геомагнітного поля спричиняються впливом зсуву магнітного поля потоком у рідкому зовнішньому ядрі та ефектами дифузії магнітного поля в ядрі та мантії", — каже геофізик Леонардо Саньотті.

Відхилення в магнітному полі, викликані рухом металевого матеріалу в зовнішньому ядрі, призводили до повного перевороту полярності магнітного поля в минулому Землі.

Палеомагнітні дослідження, які вивчали попередні стани магнітного поля, показали, що існує два можливих стани полярності — поточний "нормальний" стан, де лінії сили поля йдуть до центру Землі в Північній півкулі та виходять назовні в Південній півкулі. Інверсія, або зворотний стан, також рівноймовірний і стабільний.

Палеомагнітні дослідження показали, що перевороти полярності магнітного поля Землі не є періодичними та не можуть бути передбачені. Це значною мірою пов'язано з поведінкою відповідальних за це явище механізмів.

"Потік металевої рідини (переважно розплавленого заліза) у зовнішньому ядрі Землі хаотичний. Перевороти полярності відбуваються в періоди низької інтенсивності геомагнітного поля і його структура стає нестабільною", — каже Саньотті.

Такий перехідний період може тривати до кількох тисяч років, що в плані геології можна порівняти з однією миттю.

Як перевороти магнітних полюсів впливають на життя на Землі?

Коли магнітне поле готове до перевороту, воно перебуває в стані зниженої інтенсивності, що робить Землю менш захищеною перед сонячним вітром і космічними променями.

Нещодавнє дослідження показало, що під час нещодавнього періоду низької інтенсивності магнітного поля, що сталося всього 41 тисячу років тому, глобальний потік космічних променів, що досягає атмосфери Землі, був утричі вищим, ніж сьогодні.

На сьогодні немає значних доказів зв'язку масового вимирання життя на Землі та інверсій геомагнітної полярності. Такий зв'язок простежити вкрай складно, оскільки вчені не знають точних дат магнітних "переворотів".

Крім того, магнітні інверсії відбуваються досить часто, близько 100 разів за останні 160 млн років, а масове вимирання — кожні 100 млн років або навіть рідше.

Тому занепокоєння викликають не "перевороти" магнітних полюсів, а сам період зниженої інтенсивності геомагнітного поля. У сучасному світі людство все більше покладається на технології, роботу яких може порушити інверсія геомагнітного поля.

"У такому разі кількість заряджених частинок, які проникатимуть через магнітосферу Землі і до самої її поверхні, значно зросте, що вплине на наш технологічний світ", — додає Саньотті.

Ризики, яких зазнають наша планета і цивілізація, можуть мати значний вплив на громадянське суспільство, наш спосіб ведення торгівлі, безпеку, зв'язок, енергетичну інфраструктуру, супутники і життя людей на орбіті Землі. На жаль, розрізнений характер магнітних варіацій та інверсій означає, що ми не можемо передбачити, коли саме це станеться. Усе, що ми знаємо — це точно станеться.

За матеріалами Space.com.