Hvorfor Jordens magnetiske poler kunne være ved at bytte plads - og hvordan det ville påvirke os

Jordens magnetfelt omgiver vores planet som et usynligt kraftfelt – beskytter liv mod skadelig solstråling ved at aflede ladede partikler væk. Langt fra at være konstant, dette felt er under konstant forandring. Ja, vores planets historie omfatter mindst flere hundrede globale magnetiske vendinger, hvor nord- og sydmagnetiske poler bytter plads. Så hvornår sker det næste, og hvordan vil det påvirke livet på Jorden?

Under en vending vil magnetfeltet ikke være nul, men vil antage en svagere og mere kompleks form. Det kan falde til 10% af den nuværende styrke og have magnetiske poler ved ækvator eller endda den samtidige eksistens af flere "nord" og "syd" magnetiske poler.

Geomagnetiske reverseringer sker i gennemsnit et par gange hvert million år. Imidlertid, intervallet mellem vendinger er meget uregelmæssigt og kan variere op til titusinder af år.

Der kan også være midlertidige og ufuldstændige tilbageførsler, kendt som begivenheder og udflugter, hvor de magnetiske poler bevæger sig væk fra de geografiske poler – måske endda krydser ækvator – før de vender tilbage til deres oprindelige placeringer. Den sidste fulde vending, Brunhes-Matuyama, fandt sted omkring 780, 000 år siden. En midlertidig vending, Laschamp-begivenheden, fandt sted omkring 41, 000 år siden. Det varede mindre end 1, 000 år med den faktiske polaritetsændring, der varer omkring 250 år.

Strømafbrydelse eller masseudryddelse?

Ændringen i magnetfeltet under en vending vil svække dens afskærmningseffekt, tillader forhøjede niveauer af stråling på og over jordens overflade. Skulle dette ske i dag, stigningen i ladede partikler, der når Jorden, vil resultere i øgede risici for satellitter, luftfart, og jordbaseret elektrisk infrastruktur. Geomagnetiske storme, drevet af samspillet mellem unormalt store udbrud af solenergi med vores magnetfelt, giv os en forsmag på, hvad vi kan forvente med et svækket magnetisk skjold.

I 2003, den såkaldte Halloween-storm forårsagede lokale strømafbrydelser i Sverige, krævet omdirigering af flyvninger for at undgå blackout i kommunikationen og strålingsrisiko, og forstyrrede satellitter og kommunikationssystemer. Men denne storm var mindre i sammenligning med andre storme fra den seneste tid, såsom Carrington-begivenheden i 1859, som forårsagede nordlys så langt sydpå som Caribien.

Virkningen af ​​en større storm på nutidens elektroniske infrastruktur er ikke fuldt kendt. Selvfølgelig enhver tid uden elektricitet, opvarmning, aircondition, GPS eller internet ville have en stor indflydelse; udbredte blackouts kan resultere i økonomiske afbrydelser, der måler titusinder af milliarder dollars om dagen.

Med hensyn til liv på Jorden og den direkte indvirkning af en vending på vores art kan vi ikke endegyldigt forudsige, hvad der vil ske, da moderne mennesker ikke eksisterede på tidspunktet for den sidste fulde vending. Adskillige undersøgelser har forsøgt at forbinde tidligere vendinger med masseudryddelser - hvilket tyder på, at nogle vendinger og episoder med udvidet vulkanisme kan være drevet af en fælles årsag. Imidlertid, der er ingen beviser for nogen forestående katastrofal vulkanisme, og derfor vil vi sandsynligvis kun skulle kæmpe med den elektromagnetiske påvirkning, hvis feltet vender relativt hurtigt.

Vi ved, at mange dyrearter har en form for magnetoreception, der sætter dem i stand til at fornemme Jordens magnetfelt. De kan bruge dette til at hjælpe med langdistancenavigation under migrering. Men det er uklart, hvilken indvirkning en vending kan have på sådanne arter. Det er klart, at tidlige mennesker formåede at leve igennem Laschamp -begivenheden, og selve livet har overlevet de hundredvis af fulde vendinger, der fremgår af den geologiske rekord.

Kan vi forudsige geomagnetiske vendinger?

Den simple kendsgerning, at vi er "forsinket" til en fuld vending, og det faktum, at Jordens felt i øjeblikket falder med en hastighed på 5% pr. har ført til forslag om, at feltet kan vende inden for de næste 2, 000 år. Men det vil være svært at fastlægge en nøjagtig dato - i hvert fald foreløbig.

Jordens magnetfelt genereres i den flydende kerne af vores planet, ved den langsomme kærning af smeltet jern. Ligesom atmosfæren og oceanerne, den måde, den bevæger sig på, styres af fysikkens love. Vi burde derfor være i stand til at forudsige "kernens vejr" ved at spore denne bevægelse, ligesom vi kan forudsige rigtigt vejr ved at se på atmosfæren og havet. En vending kan så sammenlignes med en bestemt type storm i kernen, hvor dynamikken – og det magnetiske felt – går galt (i hvert fald for en kort stund), inden han slår sig ned igen.

Vanskelighederne ved at forudsige vejret ud over et par dage er almindeligt kendt, på trods af at vi lever indenfor og direkte observerer atmosfæren. Alligevel er det langt vanskeligere at forudsige Jordens kerne, primært fordi det er begravet under 3, 000 km sten, så vores observationer er sparsomme og indirekte. Imidlertid, vi er ikke helt blinde:vi kender hovedsammensætningen af ​​materialet inde i kernen, og at det er flydende. Et globalt netværk af jordbaserede observatorier og satellitter i kredsløb måler også, hvordan magnetfeltet ændrer sig, hvilket giver os indsigt i, hvordan den flydende kerne bevæger sig.

Den nylige opdagelse af en jetstrøm i kernen fremhæver vores udviklende opfindsomhed og stigende evne til at måle og udlede kernens dynamik. Sammen med numeriske simuleringer og laboratorieeksperimenter for at studere væskedynamikken i planetens indre, vores forståelse udvikler sig hurtigt. Udsigten til at kunne forudsige Jordens kerne er måske ikke så langt uden for rækkevidde.

Denne artikel blev oprindeligt publiceret på The Conversation. Læs den originale artikel.