ยื่นออกมาจากโลกเหมือนปาเก็ตตี้ที่มองไม่เห็นเป็นสนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์ สร้างขึ้นโดยแกนกลางของโลกสนามนี้มีความสำคัญต่อชีวิตประจำวัน: ปกป้องดาวเคราะห์จากอนุภาคสุริยะมันเป็นพื้นฐานของการนำทางและอาจมีบทบาทสำคัญในวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตบนโลก
แต่จะเกิดอะไรขึ้นถ้าสนามแม่เหล็กของโลกหายไปในวันพรุ่งนี้ อนุภาคของดวงอาทิตย์ที่มีประจุจำนวนมากจะถล่มดาวเคราะห์ทำให้กริดพลังงานและดาวเทียมบนฟริตซ์และเพิ่มการรับสัมผัสของมนุษย์ในระดับที่สูงขึ้นของรังสีอุลตร้าไวโอเลตที่ก่อให้เกิดมะเร็ง กล่าวอีกนัยหนึ่งสนามแม่เหล็กที่หายไปจะมีผลกระทบที่เป็นปัญหา แต่ไม่จำเป็นต้องเป็นสันทรายอย่างน้อยก็ในระยะสั้น
และนั่นเป็นข่าวดีเพราะเป็นเวลากว่าหนึ่งศตวรรษที่มันอ่อนแอลง ถึงตอนนี้ยังมีจุดที่บอบบางเช่นมหาสมุทรแอตแลนติกใต้ในซีกโลกใต้ซึ่งสร้างปัญหาทางเทคนิคสำหรับดาวเทียมที่โคจรต่ำ
สิ่งแรกที่ต้องทำความเข้าใจเกี่ยวกับสนามแม่เหล็กก็คือแม้ว่ามันจะอ่อนตัวมันก็จะไม่หายไป - อย่างน้อยก็ไม่ใช่สำหรับพันล้านปี โลกเป็นหนี้สนามแม่เหล็กของมันกับแกนนอกหลอมเหลวซึ่งส่วนใหญ่ทำจากเหล็กและนิกเกิล จอห์นทาร์ดูโนนักธรณีฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยโรเชสเตอร์กล่าวว่าแกนกลางชั้นนอกที่ปั่นป่วนนี้ขับเคลื่อนโดยการพาความร้อนที่ปล่อยออกมาเมื่อแกนชั้นในเติบโตและแข็งตัว John Tarduno นักธรณีฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยโรเชสเตอร์กล่าว (แกนในเติบโตขึ้นประมาณมิลลิเมตรต่อปี)
เครื่องยนต์สนามแม่เหล็กนี้เรียกว่าไดนาโมได้รับการสับเปลี่ยนกันมานานหลายพันล้านปี นักวิทยาศาสตร์คิดว่าการจัดเรียงแกนหลักในปัจจุบันอาจมีการตกลงกันเมื่อประมาณ 1.5 พันล้านปีก่อนจากการวิจัยในปี 2558 ซึ่งพบว่ามีความแข็งแกร่งของสนามแม่เหล็กในช่วงเวลานั้น แต่ Tarduno และทีมของเขาได้พบหลักฐานสำหรับสนามแม่เหล็กบนโลกใน zircons แร่ธาตุที่เก่าแก่ที่สุดของโลกย้อนหลังไป 4.2 พันล้านปีแสดงให้เห็นว่ากิจกรรมในแกนกลางได้สร้างแม่เหล็กมาเป็นเวลานาน
มันไม่ชัดเจนว่าทำไมไดนาโมเริ่มต้นขึ้น Tarduno บอก Live Science ถึงแม้ว่ามันอาจเป็นไปได้ว่าผลกระทบของดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ที่สร้างดวงจันทร์อาจเป็นตัวขับเคลื่อนหลัก ผลกระทบนี้ซึ่งอาจเกิดขึ้น 100 ล้านปีหลังจากที่โลกมารวมกันอาจทำให้เกิดการแบ่งชั้นหรือการฝังของวัสดุในแกนกลางของโลก: ลองจินตนาการถึงการเขย่าขวดน้ำมันและน้ำในระดับดาวเคราะห์ การหยุดชะงักนี้อาจส่งเสริมการพาความร้อนที่ยังคงขับเคลื่อนไดนาโมของโลกในปัจจุบัน
ในที่สุดแกนในอาจจะเติบโตมากพอที่การพาในแกนนอกไม่มีประสิทธิภาพอีกต่อไปและสนามแม่เหล็กก็จะล้มเหลว แต่สถานการณ์นั้นยังไม่จบเท่าที่ควร
“ เรากำลังพูดถึงหลายพันล้านปี” Tarduno กล่าว
การอ่อนตัวลงของสนามแม่เหล็ก
สิ่งที่เกี่ยวข้องกับชีวิตมนุษย์มากขึ้นคือสนามแม่เหล็กกำลังอ่อนลง นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการวัดความอ่อนแอนี้โดยตรงด้วยหอสังเกตการณ์แม่เหล็กและดาวเทียมในช่วง 160 ปีที่ผ่านมา ไม่ว่าจะเป็นสนามที่อึกทึกครึกโครมก่อนหน้านี้ว่าเป็นเรื่องที่ค่อนข้างวุ่นวายเช่นเดียวกับสิ่งที่จะทำต่อไป ปัจจุบันสนามแม่เหล็กนั้นอยู่ที่ 80% ของ Dipolar Tarduno กล่าว นั่นหมายถึงมันทำหน้าที่เหมือนแม่เหล็กแท่ง หากคุณสามารถใส่ตะไบเหล็กรอบดาวเคราะห์ (และกำจัดอิทธิพลของดวงอาทิตย์ซึ่งพ่นกระแสของอนุภาคประจุไฟฟ้าที่เรียกว่าลมสุริยะไปยังโลกพัดสนามแม่เหล็กรอบเหมือนผมยาวในสายลม) สนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้น เส้นจะแสดงทิศเหนือและทิศใต้ที่ชัดเจน แต่ 20% ของสนามไม่ใช่ขั้ว, หมายความว่ามันซับซ้อนกว่า; มีรูปแบบท้องถิ่น
ในอดีตสนามแม่เหล็กพลิกพลิกสลับทิศเหนือและทิศใต้ การพลิกกลับครั้งสุดท้ายเกิดขึ้นเมื่อ 780,000 ปีก่อนในยุคของ ตุ๊ด erectus. ความอ่อนแอของสนามได้นำหน้าการพลิกเหล่านี้ทำให้เกิดคำถามว่าฟลิปฟล็อปอื่นกำลังใกล้เข้ามาหรือไม่ แต่สนามก็อ่อนตัวลงตามเวลาและทำให้แข็งแรงขึ้นอีกครั้งโดยไม่พลิกปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการเที่ยว
Tarduno และทีมของเขาพบว่าเอดดี้แปลก ๆ ในแก่นใต้แอฟริกาใต้อาจมีส่วนทำให้เกิดความอ่อนแอนี้ น้ำวนนี้ดูเหมือนจะก่อให้เกิดความผิดปกติของมหาสมุทรแอตแลนติกตอนใต้ซึ่งเป็นจุดอ่อนที่รู้จักในเขตซึ่งทอดตัวจากระยะทางประมาณ 190 ไมล์ (300 กิโลเมตร) ทางตะวันออกของบราซิลไปทั่วอเมริกาใต้ ในบริเวณนี้อนุภาคที่มีประจุจากลมสุริยะจะเข้าใกล้โลกมากกว่าปกติ Anomaly ใต้มหาสมุทรแอตแลนติกไม่ได้สังเกตเห็นได้ชัดโดยเฉพาะบนพื้นดิน แต่ดาวเทียมที่โคจรรอบโลกพบกับอนุภาคสุริยะที่สร้างความเสียหายได้มากขึ้นและนักบินอวกาศที่เดินทางผ่านภูมิภาคในสถานีอวกาศนานาชาติได้รายงานปรากฏการณ์การมองเห็นของดาวฤกษ์ที่เกิดจากการแผ่รังสีค่อนข้างสูงในระดับของวงโคจรโลกที่ต่ำ .
โลกปลอดเขต
Tarduno และทีมของเขาสงสัยว่าการแปรผันของเสื้อคลุมภายใต้แอฟริกาใต้อาจเป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการพลิกกลับของสนามแม่เหล็กในอดีต ข่าวดีก็คือว่าแม้ว่าสนามจะอ่อนตัวลงหรือเตรียมที่จะพลิกมันจะไม่หายไป; ไม่มีหลักฐานว่าสนามแม่เหล็กหายไปอย่างสมบูรณ์ระหว่างการกลับตัว
แม้ว่าเราจะกลับสนาม "เราจะยังคงมีสนามแม่เหล็กอยู่ แต่มันก็จะเป็นสนามแม่เหล็กที่อ่อนแอมาก" Tarduno กล่าว
โลกนี้ที่มีสนามแม่เหล็กน้อยที่สุดจะเป็นอย่างไร เข็มทิศของคุณใช้ไม่ได้ผลอย่างเดียว “ มันกำลังจะชี้ไปยังสนามแม่เหล็กที่สูงที่สุด” Tarduno กล่าว "อาจอยู่ใกล้คุณมาก แต่อาจอยู่ไกลมาก"
แสงเหนือและใต้จะมองเห็นได้จากละติจูดที่ต่ำลงเนื่องจากการแสดงที่มีสีสันเหล่านี้เป็นผลมาจากการทำงานร่วมกันระหว่างอนุภาคที่มีประจุพุ่งเข้าหาดวงอาทิตย์ในลมสุริยะและสนามแม่เหล็กโลก ปัจจุบันแสงออโรร่าเหล่านี้ปรากฏขึ้นใกล้กับเสาตามแนวสนามแม่เหล็กของโลกส่วนใหญ่เหนือ - ใต้ แต่สนามที่อ่อนแอกว่าจะทำให้อนุภาคสามารถเจาะชั้นบรรยากาศของโลกได้โดยส่องสว่างท้องฟ้าให้ใกล้กับเส้นศูนย์สูตรมากขึ้น
เงื่อนไขในมหาสมุทรแอตแลนติกใต้ผิดปกติสำหรับดาวเทียมอาจกลายเป็นเรื่องธรรมดาทั่วโลกซึ่งจะทำให้เกิดความผิดพลาดทางเทคนิค อนุภาคพลังงานแสงอาทิตย์สามารถ ping อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์รบกวนหน่วยความจำบิตในสิ่งที่เรียกว่า upsets เหตุการณ์เดียวหรือ SEUs เมื่ออนุภาคของดวงอาทิตย์มีปฏิกิริยากับชั้นบรรยากาศที่มีประจุของโลกเรียกว่าชั้นบรรยากาศพวกมันจะชนอิเล็กตรอนอิสระจากวงโคจรของโมเลกุล อิเล็กตรอนอิสระเหล่านี้จะรบกวนการส่งคลื่นวิทยุความถี่สูงที่ใช้ในการสื่อสาร
ปฏิกิริยาระหว่างลมสุริยะกับชั้นบรรยากาศของโลกยังสามารถทำลายชั้นโอโซนเมื่อเวลาผ่านไป Tarduno กล่าวซึ่งจะช่วยเพิ่มการสัมผัสกับรังสีอัลตราไวโอเลตของมนุษยชาติและเพิ่มความเสี่ยงต่อโรคมะเร็งผิวหนัง
มาร์ตินอาร์เชอร์นักฟิสิกส์พลาสมาในอวกาศที่มหาวิทยาลัยควีนแมรีแห่งลอนดอนกล่าวว่าแม้ว่ามันอาจจะไม่เป็นหายนะต่อชีวิต แต่อย่างใดจะมีปริมาณรังสีที่สูงกว่ามากบนพื้นดินโดยไม่มีสนามแม่เหล็ก
มีหลักฐานเพียงเล็กน้อยที่การเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กในอดีตส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตบนโลก ถึงกระนั้นสนามแม่เหล็กก็ทำให้พื้นผิวโลกไม่ต้องสงสัยช่วยให้บรรยากาศที่เปราะบางของโลกไม่ให้ถูกระเบิดขึ้นสู่อวกาศด้วยแรงลมที่ไม่หยุดยั้งของพลังงานแสงอาทิตย์อาร์เชอร์กล่าวกับ Live Science
สนามแม่เหล็กไม่สำคัญสำหรับการมีชั้นบรรยากาศดาวศุกร์ไม่มีสนามแม่เหล็กและมีขนาดใหญ่หากไม่ได้รับบรรยากาศบรรยากาศ แต่มันก็ทำหน้าที่เป็นชั้นป้องกันเพิ่มเติมอย่างแน่นอน ดาวอังคารซึ่งเคยมีสนามแม่เหล็ก แต่สูญเสียไปเมื่อ 4 พันล้านปีก่อนมีชั้นบรรยากาศเกือบหลุดออกไป และถ้ามีวิธีที่จะให้ชั้นบรรยากาศคล้ายดวงจันทร์ดวงจันทร์ลมสุริยะจะทำให้มันจางหายไปในช่วงศตวรรษเท่านั้นอาร์เชอร์กล่าว
