Pse Toka ka pole magnetike?

Toka është unike në sistemin diellor për një sërë arsyesh: është i vetmi planet me një atmosferë oksigjeni që merr frymë, është e mbuluar me ujë të lëngshëm dhe është i vetmi trup qiellor që ka jetë. Një karakteristikë e anashkaluar shpesh që e bën planetin tonë të veçantë, megjithatë, është se është i vetmi trup shkëmbor në sistemin e brendshëm diellor me pole të forta magnetike – busulla juaj do të ishte e padobishme në Mars.

Por nga vijnë këto shtylla dhe çfarë bëjnë ato? Për t’iu përgjigjur këtyre pyetjeve, le të fillojmë me një udhëtim në qendër të planetit tonë.

Bërthama e tokës është e ndarë në dy shtresa: bërthama e brendshme e ngurtë dhe bërthama e jashtme e metalit të shkrirë. Të dyja shtresat janë bërë nga një koktej hekuri dhe nikeli magnetik, me disa pika elementësh më të lehtë, si oksigjeni, silikoni dhe squfuri.

Bërthama e brendshme është jashtëzakonisht e dendur dhe e nxehtë, si një mermer gjigant inkandeshent. Por bërthama e jashtme është e lëngshme dhe ajo rrotullohet rreth kësaj mase të ngurtë me rrymën e saj konvektive. Është kjo konvekcion konstant që gjeneron fushën magnetike të Tokës , tha për Live Science John Tarduno , një gjeofizik në Universitetin e Rochester në Nju Jork.

Ndërsa nxehtësia nga bërthama e brendshme rrezaton vazhdimisht në bërthamën e jashtme, ajo takohet me materialin e ftohur nga aktiviteti tektonik i pllakave. Ky cikël nxit konvekcionin, duke krijuar të ashtuquajturën gjeodinamo që prodhon fushën magnetike.

Planetët e tjerë, si Marsi dhe Venusi, nuk kanë fusha magnetike, pjesërisht sepse atyre u mungon tektonika e pllakave . Dëshmitë sugjerojnë se këta planetë mund të kenë pasur dikur gjeodinamo të vetë-qëndrueshme , por se ata janë zhdukur për arsye të panjohura. Mërkuri ka një fushë magnetike të dobët, por është vetëm 1.1% aq e fortë sa ajo e Tokës dhe nuk bën shumë për të mbrojtur planetin nga rrezatimi diellor.

Ndërsa metali i lëngshëm në bërthamën e jashtme të Tokës rrjedh, lëvizja e tij dhe përmbajtja e lartë e hekurit bëjnë që planeti të veprojë si një magnet i madh dipolar, me një pol të ngarkuar negativisht dhe një pol të ngarkuar pozitivisht. Rreth 80% e fushës magnetike të Tokës është e organizuar në këtë mënyrë, por 20% e mbetur është jo-dipolare; Në vend që të formojnë breza paralelë të forcës magnetike, ka zona të caktuara ku fusha rrotullohet dhe vërshon, duke u sjellë “si modele moti që qarkullojnë”, tha Tarduno.

Këto modele të parregullta prodhojnë njolla të çuditshme në fushën magnetike – vende si Anomalia e Atlantikut Jugor , një pjesë e madhe e Oqeanit Atlantik ku intensiteti i magnetosferës së Tokës bie në mënyrë dramatike. Studiuesit mendojnë se kjo “ngërç” në fushën magnetike lind nga aktiviteti i pazakontë tektonik nën Afrikë. Zonat si Anomalia e Atlantikut Jugor janë magjepsëse, por janë gjithashtu shqetësuese, për disa arsye.

“Manetosfera është si një zarf mbrojtës,” tha për Live Science Joshua Feinberg , një gjeolog i specializuar në paleomagnetizëm në Universitetin e Minesotës. Ndihmon në largimin e sasive të mëdha të rrezatimit të rrezikshëm diellor nga Toka , duke vepruar si një shtresë mbrojtëse diellore në mbarë planetin. Në zonat ku magnetosfera është e dobët, rrjedhin doza shtesë të rrezatimit, duke kontribuar potencialisht në shkallë më të lartë të kancerit të lëkurës.

“Një shqetësim tjetër është efekti mbi satelitët,” tha Tarduno. Shpërthimet e rrezatimit nga dielli të quajtura nxjerrje masive koronale mund të rrëzojnë satelitët dhe anijet e tjera kozmike nëse ato nuk janë të mbrojtura nga fusha magnetike e Tokës. Kjo mund të ketë efekte katastrofike për telekomunikacionet, aksesin në internet dhe shërbimet GPS në zonat e prekura nga anomali.

Anomalia e Atlantikut të Jugut mund të jetë 11 milionë vjet e vjetër, sipas një punimi të vitit 2020 të botuar në revistën PNAS , dhe mund të lidhet me një tjetër fenomen të fushës magnetike planetare: ndryshimin e poleve.

Historia e fushës magnetike të Tokës është shkruar në rrjedhat e lavës së lashtë dhe sedimentet në det të thellë. Këto lloj materialesh shkëmbore janë të pasura me fragmente metalike magnetike, të tilla si copa të vogla hekuri, të cilat orientohen përgjatë vijave të fushës magnetike. “Përfundimisht, ai shtrirje origjinale mbyllet në sedimente dhe ne marrim këto të dhëna në kohë të thella se si ishte orientuar fusha magnetike e Tokës,” tha Feinberg.

Nga këto të dhëna, shkencëtarët e dinë se polet magnetike të planetit tonë lëvizin me kalimin e kohës. Aktualisht, Poli i Veriut gjeografik është rreth 310 milje (500 kilometra) larg nga poli i tij magnetik përkatës (i cili është teknikisht magnetik në jug, për momentin). Dhe afërsisht çdo 300,000 vjet, polet rrotullohen papritur, duke kthyer mbrapsht veriun dhe jugun magnetik, sipas NASA-s .

Megjithatë, të dhënat paleogjeomagnetike tregojnë se një ndryshim i plotë i poleve nuk ka ndodhur në rreth 780,000 vjet . Disa studiues besojnë se kjo do të thotë se ne jemi të prirur për një rrokullisje – dhe se forca e Anomalisë së Atlantikut Jugor mund të tregojë se njëra është afër.

Nëse polet do të ktheheshin mbrapsht, fusha magnetike e Tokës do të zvogëlohej në 20% fuqi, ndoshta për shekuj. Një ngjarje e tillë do ta zhyste në rrëmujë sistemin tonë aktual të komunikimit global. Megjithatë, studime të tjera sugjerojnë se një rrokullisje nuk është e afërt .

Sido që të jetë, tha Feinberg, studimi i brendësisë së planetit tonë dhe rekordit paleogjeomagnetik do të na ndihmojë të kuptojmë ndërveprimin kompleks midis magnetosferës dhe jetës në Tokë – dhe ndoshta të na ndihmojë të përgatitemi për ndryshimet e ardhshme.