Sự thay đổi cực của Trái đất: tuần hoàn, hậu quả. Trái đất của tương lai

Hành tinh của chúng ta có từ trường, có thể quan sát, ví dụ, với la bàn. Nó chủ yếu được hình thành trong lõi nóng rất nóng chảy của hành tinh và có thể có một phần lớn trong cuộc đời của Trái Đất. Trường là một lưỡng cực, tức là nó có một cực từ Bắc và Nam. Trong đó, kim la bàn sẽ chỉ thẳng xuống hoặc lên, tương ứng. Nó giống như một nam châm trên tủ lạnh. Tuy nhiên, lĩnh vực địa từ của trái đất trải qua nhiều thay đổi nhỏ, điều này làm cho sự tương tự không thể đứng vững được. Trong bất kỳ trường hợp nào, chúng ta có thể nói rằng hiện tại có hai cực được quan sát trên bề mặt của hành tinh: một ở bán cầu bắc và một ở bán cầu nam.

Sự đảo ngược của từ trường địa từ là quá trình từ đó cực nam từ thành cực Bắc, và một từ chuyển hướng về phía nam. Điều thú vị cần lưu ý là một từ trường đôi khi có thể được thực hiện một chuyến đi, chứ không phải là một lần lượt. Trong trường hợp này, nó trải qua sự giảm tổng lực, nghĩa là lực đẩy kim la bàn. Trong chuyến đi, cánh đồng không thay đổi hướng của nó, nhưng được phục hồi với cùng cực, nghĩa là phía bắc vẫn là bắc và nam nam.

Các cực của trái đất thay đổi như thế nào?

Bằng chứng của hồ sơ địa chất, từ trường của hành tinh chúng ta đã thay đổi cực độ nhiều lần. Điều này có thể được nhìn thấy từ sự bình thường tìm thấy trong đá núi lửa, đặc biệt là những người được trích ra từ đáy đại dương. Trong 10 triệu năm qua, trung bình 4 hoặc 5 đảo ngược trong một triệu năm. Ở những thời điểm khác trong lịch sử hành tinh của chúng ta, ví dụ, trong thời kỳ kỷ Phấn trắng, đã có thời gian dài hơn của các cực thay đổi. Chúng không thể dự đoán được, và chúng không thường xuyên. Vì vậy, chúng ta chỉ có thể nói về khoảng đảo ngược trung bình.

Từ trường của Trái Đất hiện đang mở ra? Làm thế này có thể được kiểm tra?

Các phép đo các đặc tính địa từ của hành tinh chúng ta đã được thực hiện liên tục hoặc ít liên tục từ năm 1840. Một số phép đo thậm chí còn được ghi chép vào thế kỷ 16, ví dụ như ở Greenwich (Luân Đôn). Nếu bạn nhìn vào các xu hướng về cường độ của từ trường trong khoảng thời gian này, bạn có thể thấy sự suy giảm của nó. Dự báo dữ liệu chuyển tiếp trong thời gian mang lại một thời điểm lưỡng cực bằng không thông qua khoảng 1500-1600 năm. Đây là một trong những lý do tại sao một số người tin rằng trường có thể được trong giai đoạn đầu của đảo ngược. Từ những nghiên cứu về từ hóa các khoáng chất trong chậu đất sét cổ xưa, người ta biết rằng vào thời Rôma cổ, nó đã gấp hai lần mạnh mẽ như bây giờ.

Tuy nhiên, sức mạnh hiện tại của lĩnh vực này không phải là rất thấp trong phạm vi giá trị của nó trong 50.000 năm qua, và gần 800.000 năm đã trôi qua kể từ lần thay đổi cuối cùng của cực của Trái Đất. Ngoài ra, có tính đến những gì đã được nói trước đó về chuyến tham quan, và biết được tính chất của các mô hình toán học, không rõ ràng liệu có thể ngoại suy các dữ liệu quan sát trong 1500 năm hay không.

Làm thế nào nhanh chóng là cực đảo?

Một bản ghi lịch sử đầy đủ của ít nhất một đảo ngược là mất tích, do đó tất cả các tuyên bố có thể được thực hiện chủ yếu dựa trên các mô hình toán học và một phần về các bằng chứng hạn chế thu được từ các tảng đá đã giữ lại dấu ấn của từ trường cổ đại kể từ khi thành lập của họ. Ví dụ, các tính toán cho thấy rằng sự thay đổi hoàn toàn trong các cực của Trái đất có thể kéo dài từ một đến vài ngàn năm. Đó là nhanh chóng theo tiêu chuẩn địa chất, nhưng từ từ trong quy mô của cuộc sống con người.

Điều gì xảy ra trong một lượt? Chúng ta nhìn thấy gì trên bề mặt trái đất?

Như đã đề cập ở trên, chúng tôi có dữ liệu giới hạn về phép đo địa chất của các luật điều chỉnh biến thể của trường trong quá trình đảo ngược. Dựa trên các mô hình tính toán trên các máy tính siêu, người ta hy vọng một cấu trúc phức tạp hơn nhiều trên bề mặt của hành tinh, trong đó không có một cực nam và một cực bắc. Trái Đất mong muốn "đi lang thang" từ vị trí hiện tại của họ về phía xích đạo và xuyên qua. Tổng cường độ trường tại bất kỳ điểm nào trên hành tinh này có thể không vượt quá một phần mười giá trị của nó vào thời điểm hiện tại.

Nguy hiểm cho điều hướng

Nếu không có lá chắn từ, các công nghệ hiện đại sẽ phải chịu nhiều rủi ro bị bão mặt trời. Vệ tinh là người dễ bị tổn thương nhất. Chúng không được thiết kế để chịu được bão mặt trời khi không có từ trường. Vì vậy, nếu các vệ tinh GPS ngừng hoạt động, thì tất cả các máy bay sẽ được hạ cánh.

Tất nhiên, có la bàn trong máy bay như là một sao lưu, nhưng họ chắc chắn sẽ không được chính xác trong quá trình chuyển từ cực. Do đó, thậm chí rất có thể khả năng thất bại của vệ tinh GPS sẽ đủ để hạ cánh máy bay - nếu không họ có thể bị mất điều hướng trong chuyến bay.

Các tàu sẽ phải đối mặt với những vấn đề tương tự.

Lớp ôzôn

Người ta hy vọng rằng trong quá trình đảo ngược từ trường của trái đất, tầng ôzôn sẽ hoàn toàn biến mất (và sẽ xuất hiện lại sau này). Các cơn bão mặt trời lớn trong một lần lượt có thể gây ra sự cạn kiệt của tầng ôzôn. Số lượng bệnh ung thư da sẽ tăng gấp 3 lần. Tác động trên tất cả chúng sinh rất khó tiên đoán, nhưng cũng có thể có hậu quả thảm khốc.

Sự thay đổi cực từ của trái đất: hậu quả đối với hệ thống điện

Trong một nghiên cứu, các cơn bão mặt trời to lớn được gọi là nguyên nhân có thể xảy ra sự đảo ngược cực. Ở một nơi khác - nguyên nhân của sự kiện này sẽ là sự nóng lên toàn cầu, và nó có thể là do hoạt động tăng của Mặt trời. Trong thời gian bảo vệ, sẽ không có từ trường, và nếu có một cơn bão mặt trời, tình hình sẽ tồi tệ hơn. Cuộc sống trên hành tinh của chúng ta sẽ không bị ảnh hưởng bởi những biến đổi chung, và các xã hội không phụ thuộc vào công nghệ cũng sẽ là trật tự hoàn hảo. Nhưng trái đất của tương lai sẽ phải chịu đựng khủng khiếp nếu sự đảo chiều xảy ra nhanh chóng. Các mạng lưới điện sẽ ngừng hoạt động (chúng có thể bị phá vỡ bởi một cơn bão mặt trời lớn, và đảo ngược sẽ ảnh hưởng nhiều hơn nữa). Trong trường hợp không có điện sẽ không có nước và thoát nước, trạm xăng sẽ ngừng hoạt động, nguồn cung cấp thực phẩm sẽ dừng lại. Hiệu quả của các dịch vụ khẩn cấp sẽ được đặt ra, và họ sẽ không thể ảnh hưởng đến bất cứ điều gì. Hàng triệu người bị hư mất, và hàng tỷ sẽ phải đối mặt với những khó khăn lớn. Chỉ có những người có đủ thức ăn và nước trước sẽ có thể đối phó với tình hình.

Nguy cơ bức xạ vũ trụ

Từ trường địa từ của chúng ta chịu trách nhiệm ngăn chặn khoảng 50% tia vũ trụ. Vì vậy, khi vắng mặt, mức độ bức xạ vũ trụ sẽ tăng gấp đôi. Mặc dù thực tế rằng điều này sẽ dẫn đến sự gia tăng đột biến, nó sẽ không có hậu quả chết người. Mặt khác, một trong những lý do có thể cho sự thay đổi cực là tăng hoạt động của mặt trời. Điều này có thể dẫn đến sự gia tăng số lượng các hạt tích điện trên hành tinh chúng ta. Trong trường hợp này, trái đất của tương lai sẽ rất nguy hiểm.

Sẽ tồn tại cuộc sống trên hành tinh của chúng ta?

Thiên tai, cataclysms là không. Từ trường địa từ nằm trong vùng không gian gọi là từ quyển, được hình thành bởi hành động của gió mặt trời. Từ quyển không bị chệch hướng bởi tất cả các hạt năng lượng cao phát ra Mặt Trời với gió mặt trời và các nguồn khác trong Thiên hà. Đôi khi tâm sáng của chúng tôi đặc biệt hoạt động, ví dụ như khi có nhiều điểm trên nó và nó có thể gửi các đám mây của các hạt theo hướng Trái đất. Trong các đợt phóng xạ mặt trời và các đợt phóng xạ mặt trăng, các phi hành gia ở quỹ đạo gần trái đất có thể cần được bảo vệ thêm để tránh liều bức xạ cao hơn. Do đó, chúng ta biết rằng từ trường của hành tinh chúng ta chỉ cung cấp một phần, và không hoàn chỉnh, bảo vệ chống lại bức xạ vũ trụ. Ngoài ra, hạt năng lượng cao thậm chí có thể được gia tốc trong quyển từ.

Trên bề mặt trái đất, bầu khí quyển đóng vai trò như một lớp bảo vệ bổ sung, ngăn chặn mọi thứ trừ bức xạ năng lượng mặt trời và thiên hà chủ động nhất. Trong trường hợp không có từ trường, không khí sẽ tiếp tục hấp thụ hầu hết bức xạ. Lớp vỏ bọc không khí bảo vệ chúng ta hiệu quả như một lớp bê tông dày 4 m.

Không có hậu quả

Con người và tổ tiên của họ sống trên trái đất trong vài triệu năm, trong đó có nhiều sự đảo ngược xảy ra, và không có sự tương quan rõ ràng giữa chúng và sự phát triển của nhân loại. Tương tự như vậy, thời gian đảo ngược không trùng với thời kỳ tuyệt chủng của các loài, được chứng minh bằng lịch sử địa chất.

Một số động vật, như chim bồ câu và cá voi, sử dụng một trường địa từ để điều hướng. Giả sử rằng lượt đi mất vài ngàn năm, có nghĩa là, kéo dài cho nhiều thế hệ của mỗi loài, sau đó những con vật này có thể thích nghi tốt với môi trường từ tính đang thay đổi hoặc phát triển các phương pháp chuyển hướng khác.

Mô tả kỹ thuật hơn

Nguồn từ trường là lõi chất lỏng giàu chất sắt bên ngoài Trái Đất. Nó thực hiện các phong trào phức tạp là kết quả của sự đối lưu nhiệt bên trong lõi và vòng quay của hành tinh. Sự chuyển động của chất lỏng là liên tục và không bao giờ dừng lại, ngay cả trong một lượt. Nó chỉ có thể dừng lại sau khi cạn kiệt nguồn năng lượng. Nhiệt được sản xuất một phần do sự chuyển đổi của lõi chất lỏng thành một lõi rắn nằm ở trung tâm Trái Đất. Quá trình này diễn ra liên tục hàng tỷ năm. Ở phần trên của lõi, nằm ở độ cao 3.000 km dưới bề mặt dưới lớp đá phủ, chất lỏng có thể di chuyển theo chiều ngang với tốc độ hàng chục kilômét một năm. Chuyển động của nó trên các đường dây hiện có của lực lượng sản xuất dòng điện, và họ, lần lượt, tạo ra một từ trường. Quá trình này được gọi là advection. Để cân bằng sự tăng trưởng của cánh đồng, và do đó ổn định cái gọi là. "Geodynamo", sự khuếch tán là cần thiết, trong đó "rò rỉ" của trường từ hạt nhân và sự phá huỷ của nó diễn ra. Cuối cùng, dòng chảy chất lỏng tạo ra một bức tranh phức tạp của từ trường trên bề mặt trái đất với một sự thay đổi phức tạp về thời gian.

Tính toán máy tính

Mô hình hóa địa động lực trên siêu máy tính thể hiện bản chất phức tạp của lĩnh vực và các hành vi theo thời gian. Các tính toán cũng cho thấy sự đảo ngược của phân cực, khi các cực của Trái đất thay đổi. Trong những mô phỏng như vậy, sức mạnh của lưỡng cực chính sẽ yếu đi đến 10% giá trị bình thường (và không bằng 0), và các cực còn lại có thể đi lang thang khắp thế giới cùng với các cực bắc và nam cực thời gian khác.

Các lõi sắt rắn bên trong lõi của hành tinh chúng ta trong các mô hình này đóng một vai trò quan trọng trong việc kiểm soát quá trình đảo ngược. Bởi vì trạng thái rắn của nó, nó không thể tạo ra một từ trường bằng advection, nhưng bất kỳ lĩnh vực được hình thành trong chất lỏng của lõi bên ngoài có thể khuếch tán, hoặc lây lan vào một trong nội bộ. Khuyến khích trong lõi bên ngoài, có vẻ như, thường xuyên cố gắng để đảo ngược. Nhưng trong khi lĩnh vực, bị khóa trong lõi bên trong, không khuếch tán lúc đầu, sự thay đổi thực sự của các cực từ của Trái đất sẽ không xảy ra. Về cơ bản, lõi bên trong chống lại sự khuếch tán của bất kỳ trường "mới" nào, và có lẽ chỉ có một trong số mười lần cố gắng đảo ngược đó là thành công.

Dị thường từ

Cần nhấn mạnh rằng mặc dù những kết quả này thật hấp dẫn trong bản thân nhưng không biết liệu chúng có thể được gán cho Trái Đất thực hay không. Tuy nhiên, chúng ta có các mô hình toán học của từ trường trên hành tinh của chúng ta trong 400 năm qua với dữ liệu ban đầu dựa trên các quan sát của thủy thủ thương gia và hải quân. Sự ngoại suy của chúng đối với cấu trúc bên trong của quả địa cầu cho thấy sự tăng trưởng theo thời gian của các vùng của dòng đảo ngược ở lõi và lớp vỏ của màng. Tại những điểm này kim la bàn được định hướng, so với các khu vực lân cận, theo hướng ngược lại - bên trong hoặc ra khỏi lõi. Những khu vực có lưu lượng đảo ngược ở Nam Đại Tây Dương chủ yếu chịu trách nhiệm làm suy yếu lĩnh vực chính. Họ cũng chịu trách nhiệm về sự căng thẳng tối thiểu, được gọi là bất thường từ tính Brazil, có trung tâm nằm gần Nam Mỹ. Ở khu vực này, các hạt năng lượng cao có thể tiếp cận Trái Đất gần hơn, làm tăng nguy cơ bức xạ cho các vệ tinh trong quỹ đạo trái đất thấp.

Nhiều vẫn còn phải được thực hiện để hiểu rõ hơn về tính chất của cấu trúc sâu của hành tinh chúng ta. Đây là một thế giới nơi các giá trị của áp suất và nhiệt độ tương tự như các thông số của mặt trời, và sự hiểu biết khoa học của chúng tôi đạt đến giới hạn của nó.