Így billenhet meg a Föld mágneses mezeje

A Föld mágneses mezeje nagy szerepet játszik abban, hogy megvédjen minket a veszélyes sugárzásoktól és azoktól a geomágneses tevékenységektől, amelyek befolyásolhatják a műholdas kommunikációt és az elektromos hálózatok működését. És folyamatos mozgásban van.

A mágneses tereket mozgó elektromos töltések hozzák létre

A tudósok évszázadok óta tanulmányozzák és követik a mágneses pólusok mozgását. Ezek történelmi mozgása a Föld mágneses mezejének globális geometriájában bekövetkezett változásra utal. Ami akár a mező megfordulásának, egy térváltásnak a kezdetét is jelezheti: az északi és déli mágneses pólusok közötti „átfordulást".

Az északi mágneses pólus egy kis elmozdulása nem nagy dolog, de a megfordulása komoly hatással lehet a Föld éghajlatára és a modern technológiánkra

– mondta Ofer Cohen, az UMass Lowell fizika és az alkalmazott fizika docense a ScienceAlert online tudományos portálnak. – Mindez azonban nem történik meg azonnal, mert több ezer évre van szükség hozzá.

A hagyományos mágneses iránytű az északi illetve déli pólus irányába mutat Forrás: Wikimedia Commons/Bios~commonswiki

A mágneses tereket mozgó elektromos töltések hozzák létre. A szakember szerint az olyan anyagot nevezzük vezetőnek, amelyben a töltések könnyen mozoghatnak. A fém ennek egyik legjobb példája, amit az emberek arra használnak, hogy elektromos áramot továbbítsanak az egyik helyről a másikra.

Maga az elektromos áram egyszerűen negatív töltésekből, az elektronokból áll, amelyek a fémen keresztül mozognak; ez az áram mágneses mezőt hoz létre.

Vezető anyagrétegek a Föld folyékony vasmagjában is találhatók; a töltésáramok a magban mozognak, és a folyékony vas is mozog és kering a magban. Ezek a mozgások generálják a mágneses teret.

Az a bizonyos északi és déli pólus

Ezeknek a vezető rétegeknek a bolygókon belüli mozgása kétféle mezőt eredményez. A nagyobb mozgások – például a bolygóval való nagyméretű forgások – szimmetrikus mágneses mezőt eredményeznek, amelynek van egy északi és egy déli pólusa. Ez nagyjából egy játékmágneshez hasonlít.

A Föld mágneses mezeje Forrás: Science Photo Library via AFP/MARK GARLICK/SCIENCE PHOTO LIBRARY/Mark Garlick/Science Photo Libra

Bár a vezető rétegekben előfordulhatnak helyi szabálytalan mozgások a helyi turbulencia vagy kisebb áramlások miatt, ám ezek a szabálytalanságok a bolygó mágneses mezejének néhány apró anomáliájában vagy olyan helyeken nyilvánulnak meg, ahol a mező eltér a tökéletes dipólusmezőtől.

A mágneses tér ezen kis léptékű eltérései valójában a nagy léptékű tér időbeli változásához vezethetnek és akár a dipólusmező polaritásának teljes megfordulását is eredményezhetik, ahol az északi mezőből déli lesz – és fordítva. Fontos azonban megjegyezni, hogy a mágneses téren az „északi" és „déli" jelölések ellentétes polaritásukra utalnak – nem kapcsolódnak földrajzi északhoz és délhez.

Komoly változások történtek

A tudósok a Föld mágneses mezejének általános alakját és irányát a mező irányának és nagyságának helyi mérései, illetve modellek segítségével térképezik fel és követik nyomon.

Az északi mágneses pólus helyzete az első, 1831-es mérés óta mintegy 965 kilométert mozdult el, míg a vándorlás sebessége az utóbbi években évi 16 kilométerről 54 kilométerre nőtt

– magyarázta Ofer Cohen. – Ez a gyorsulás jelezheti a mező megfordulásának kezdetét, de ezt a kevesebb mint 200 év adatai alapján nem igazán tudjuk megmondani.

A Föld mágneses mezejével kölcsönhatásba kerülő töltött ionok gyakran aurórát hoznak létre a Föld pólusai közelében. A képen a "déli fények" láthatók., a NASA műholdjának felvétele. Forrás: https://news.utexas.edu/wp-content/uploads/2023/10/pic-with-aurora.jpg

Hozzátette: a Föld mágneses tere 100 ezer és egymillió év közötti időskálán fordul meg. A tudósok az óceánban lévő vulkanikus kőzetek vizsgálatával tudják megmondani, milyen gyakran történik ez meg.

Ezek a kőzetek a keletkezésükkor ugyanis rögzítik a Föld mágneses mezőjének tájolását és erősségét, így a kőzetek kormeghatározása jó képet adhat arról, hogyan alakult a Föld mezője az idők során.

A mező megfordulása geológiai szempontból gyorsan, emberi léptékkel azonban lassan történik. Egy fordulat általában néhány ezer évig tart, de ez idő alatt a magnetoszféra irányultsága eltolódhat, és a Föld nagyobb részét kiteheti a kozmikus sugárzásnak. Ezek az események pedig megváltoztathatják a légkör ózonkoncentrációját.