Biegunowy zawrót głowy
W obliczu przyspieszenia migracji bieguna północnego, w styczniu naukowcy musieli też zaktualizować model magnetyczny Ziemi, rzecz ważną dla istniejących systemów pozycjonowania i nawigacji. Obowiązująca w ostatnich latach wersja modelu pojawiła się w 2015 r., a teraz trzeba było ją zmodyfikować w przyspieszonym trybie. Zresztą już na początku 2018 r. światowy model magnetyczny znalazł się w tarapatach. Naukowcy z amerykańskiej NOAA i Brytyjskiej Agencji Geologicznej w Edynburgu, którzy co roku sprawdzają, jak dokładnie wychwytuje on wszystkie wahania pola magnetycznego Ziemi, zdali sobie sprawę, że stał się już tak niedokładny, iż zaczyna prowadzić do przekroczenia dopuszczalnych limitów błędów nawigacyjnych.
Biegun magnetyczny północny wędruje w nieprzewidywalny sposób, który fascynuje naukowców od czasu, gdy James Clark Ross po raz pierwszy wyznaczył go drogą pomiarów w 1831 r. w kanadyjskiej Arktyce. W połowie lat 90. XX wieku przyspieszył swoje przemieszczanie z ok. 15 km rocznie do ok. 55 km. Do 2001 r. był już na Oceanie Arktycznym. W 2018 r., jak wspominaliśmy, przekroczył międzynarodową linię datowania na półkuli wschodniej.
- Położenie północnego bieguna magnetycznego wydaje się być regulowane przez dwa duże obszary pola magnetycznego: jeden pod Kanadą, a drugi pod Syberią - powiedział Phil Livermore z Uniwersytetu w Leeds w Wielkiej Brytanii, podczas spotkania Amerykańskiej Unii Geofizycznej. - Syberyjskie pole wygrywa.
Nieprzewidywalne zmiany w polu magnetycznym nie są naszej cywilizacji obojętne, gdyż mogą potencjalnie siać spustoszenie w systemach pozycjonowania, utrudniać operacje wojskowe i inne procesy, które polegają na dokładnym wyznaczaniu bieguna magnetycznego. Nastawieni bardziej katastroficznie zaczynają wręcz wieszczyć przebiegunowanie Ziemi, czyli zamianę miejscami biegunów magnetycznych, północnego i południowego. Coś takiego, wg obecnego stanu wiedzy, miało ostatnio miejsce ok. 780 tys. lat temu. Możliwe skutki tego rodzaju zjawiska dla naszej cywilizacji nie są do końca jasne, ale z pewnością wiązałyby się z dużymi konsekwencjami.
Prądy, fale i dynamo
Obserwowane nieregularności, niewytłumaczalne przyspieszenia i zmiany mogą być wywołane przez fluktuacje strumieni ciekłego żelaza w rdzeniu Ziemi, ale naukowcy dopiero zaczynają pozwać dynamikę tych procesów. Raport opublikowany w styczniowym wydaniu "Nature" sugeruje, że może to mieć coś wspólnego z falami hydromagnetycznymi w jądrze naszej planety.
Pole magnetyczne, które chroni Ziemię przed zagrażającym życiu promieniowaniem słonecznym i kosmicznym, jest generowane w zewnętrznym jądrze naszej planety. Kiedy energia przechodzi przez jądro, wytwarza prądy elektryczne, które z kolei wpływają na powstawanie pola magnetycznego, sięgającego daleko w przestrzeń kosmiczną.
W latach 80. XX wieku naukowcy zaczęli za pomocą danych z satelitów badać to pole, jak też wpływające na nie zjawiska zachodzące w jądrze. Na tej podstawie ukształtowała się współczesna teoria pola magnetycznego Ziemi. Za najbardziej prawdopodobną uznawana jest hipoteza zaproponowana przez Edwarda Bullarda, mówiąca, że pole magnetyczne Ziemi wywołują wirowe prądy elektryczne płynące w płynnym jądrze naszej planety. Teoria ta, zwana "samowzbudnym dynamo" lub "geodynamo", znajduje poparcie w magnetohydrodynamice, uzyskując uzasadnienie matematyczne w modelu zwanym dynamem magnetohydrodynamicznym.
Uważa się, że siłą napędową geodynama są prądy konwekcyjne w płynnym jądrze Ziemi. W prądach tych ruch obrotowy Ziemi, poprzez efekt Coriolisa, wywołuje wiry działające jak jednobiegunowy generator Faradaya, wytwarzając prąd elektryczny, który tworzy pole magnetyczne. Modele matematyczne, budowane w oparciu o założenia dynama magnetohydrodynamicznego, przewidują zmiany pola magnetycznego oraz utratę jego charakteru dipolowego.
Nasuwające się w tym kontekście wyjaśnienie tych zadziwiających i niepokojących zmian pola magnetycznego oraz przesuwania się biegunów kojarzy się w dość oczywisty sposób z dynamiczną, a może wręcz chaotyczną, naturą zjawisk w samym źródle powstawania magnetyzmu wokół naszej planety.
Mirosław Usidus
