Μαγνητικές ανωμαλίες της Γης

2024 Συγγραφέας: Seth Attwood | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-16 16:02

Το μαγνητικό πεδίο της Γης προστατεύει την επιφάνειά της και τους κατοίκους της - συμπεριλαμβανομένων όλων των ανθρώπων με τα εύθραυστα σώματά τους, καθώς και των ευαίσθητων ηλεκτρονικών ειδών - από τις θανατηφόρες κοσμικές ακτίνες και τα φορτισμένα σωματίδια που πετάνε από τον ήλιο. Ωστόσο, σε ορισμένα σημεία, αυτή η αόρατη πανοπλία εξασθενεί και τα κενά μεγαλώνουν. Επομένως, επιστήμονες από όλο τον κόσμο μελετούν πολύ προσεκτικά τέτοιες ανωμαλίες για να κατανοήσουν καλύτερα τη μηχανική του μαγνητοϋδροδυναμικού δυναμό στα έγκατα του πλανήτη, καθώς και να προβλέψουν αλλαγές στο μαγνητικό πεδίο.

Μια μαγνητική ανωμαλία είναι μια σημαντική εξασθένηση του μαγνητικού πεδίου της Γης σε μια συγκεκριμένη περιοχή στην επιφάνεια του πλανήτη. Όπως υποδηλώνει το όνομα, ο Νότιος Ατλαντικός (SAA) βρίσκεται πάνω από το νότιο τμήμα της Θάλασσας του Ατλαντικού, «καλύπτοντας» εν μέρει τη Νότια Αμερική και «κολλάει με την ουρά του» στο πολύ νότιο τμήμα της Αφρικής.

Αυτός ο σχηματισμός έχει το μεγαλύτερο μέγεθος σε υψόμετρο περίπου 500-600 χιλιομέτρων. Στο επίπεδο της θάλασσας, η "προβολή" του είναι κάπως μικρότερη και εκδηλώνεται στο μέγεθος του μαγνητικού πεδίου - ισούται με αυτό σε υψόμετρο περίπου χιλίων χιλιομέτρων πάνω από εκείνες τις περιοχές της επιφάνειας της γης όπου δεν υπάρχουν ανωμαλίες.

Μια τέτοια μείωση του μαγνητικού πεδίου δεν είναι ακόμη επικίνδυνη για τους κατοίκους του πλανήτη μας, αλλά ήδη δημιουργεί σοβαρά προβλήματα στους μηχανικούς που σχεδιάζουν διαστημόπλοια και ελέγχουν τις αποστολές τους. Για παράδειγμα, το θρυλικό τηλεσκόπιο Hubble περιστρέφεται γύρω από τη Γη ακριβώς σε υψόμετρο περίπου 540 χιλιομέτρων - δηλαδή αρκετές φορές την ημέρα πετά ακριβώς μέσα από την ανωμαλία. Σε αυτά τα λεπτά, οι εργασίες του διαστημικού εργαστηρίου αναστέλλονται λόγω του αυξημένου επιπέδου ακτινοβολίας.

Το πρόβλημα είναι, όπου το μαγνητικό πεδίο της Γης εξασθενεί, η προστασία ολόκληρου του χώρου γύρω από τον πλανήτη από τον ηλιακό άνεμο και τις γαλαξιακές ακτίνες μειώνεται. Τα φορτισμένα σωματίδια έχουν την ευκαιρία να ορμήσουν σχεδόν χωρίς να αποκλίνουν προς την επιφάνεια της γης και, φυσικά, να συγκρουστούν με οτιδήποτε έρχεται στο δρόμο τους.

Επιπλέον, για τα διαστημόπλοια, η κατάσταση με την ανωμαλία του Νότιου Ατλαντικού περιπλέκεται περαιτέρω από τη δομή των ζωνών ακτινοβολίας. Είναι σε αυτή την περιοχή του Ατλαντικού που η εσωτερική ζώνη Van Allen κατεβαίνει σχεδόν στην επιφάνεια του πλανήτη.

Οι ζώνες ακτινοβολίας Van Allen είναι δύο κουβέρτες της Γης που σχηματίζονται από φορτισμένα σωματίδια (πρωτόνια και ηλεκτρόνια) που παγιδεύονται μεταξύ των γραμμών του μαγνητικού πεδίου του πλανήτη μας.

Συνήθως, οι περισσότεροι δορυφόροι βρίσκονται κάτω από την εσωτερική ζώνη (σε τροχιές έως και 1000 km στο απόγειο) και σχεδόν δεν εκτίθενται στις καταστροφικές επιπτώσεις της ιονίζουσας ακτινοβολίας. Αλλά η ανωμαλία του Νότιου Ατλαντικού εξακολουθεί να χαλάει τα νεύρα των αστροναυτών και των μηχανικών στη βιομηχανία πυραύλων και διαστήματος.

Εκτός από το Hubble, το οποίο πρέπει να σταματά περιοδικά την επιστημονική εργασία, πολλά άλλα οχήματα πέφτουν θύματα αυτής της περιοχής στο διάστημα κοντά στη γη: ο ISS φέρει αυξημένη προστασία από την ακτινοβολία, καθώς πετάει επίσης μέσω αυτής της ανωμαλίας, πιθανώς αρκετοί δορυφόροι Globalstar υπέστησαν ζημιές. και στις σαΐτες ήταν εντελώς συνηθισμένοι φορητοί υπολογιστές που έκλειναν.

Για τους ανθρώπους, η πτήση μέσω της ανωμαλίας σε υψόμετρο 400 χιλιομέτρων πάνω από τη Γη επίσης δεν περνά απαρατήρητη - τα περισσότερα από τα φωσφένια (αναλαμπές πίσω από κλειστά μάτια που προκαλούν στοιχειώδη σωματίδια υψηλής ενέργειας) παρατηρούνται από αστροναύτες και κοσμοναύτες πάνω από τον Ατλαντικό.

Τι προκάλεσε αυτή τη δυσάρεστη συμπεριφορά του μαγνητικού πεδίου - το ερώτημα δεν έχει κλείσει εντελώς. Σύμφωνα με τη γενικά αποδεκτή και καλά αποδεδειγμένη θεωρία, ο υγρός μεταλλικός πυρήνας της Γης, κατά την περιστροφή του και τη συνεχή ανάμειξη των ρευμάτων μεταφοράς, λειτουργεί σαν δυναμό.

Όμως, δεδομένου ότι η δομή του είναι ετερογενής, διαφορετικές μάζες ύλης κινούνται στα έγκατα του πλανήτη με ελαφρώς διαφορετικές ταχύτητες. Αυτές οι διακυμάνσεις υπερτίθενται στην κακή ευθυγράμμιση του μαγνητικού άξονα με τον άξονα περιστροφής του πλανήτη και «έχουν ως αποτέλεσμα» εξασθένηση του μαγνητικού πεδίου πάνω από τα νότια του Ατλαντικού.

Η σύγχρονη έρευνα δείχνει ότι η ανωμαλία του Νοτίου Ατλαντικού ήταν λίγο πολύ σταθερή για τουλάχιστον 8 εκατομμύρια χρόνια και παρασύρεται ομαλά προς τα δυτικά με ταχύτητα περίπου 0,3 μοιρών ετησίως.

Αυτό συμπίπτει με τη διαφορά στην ταχύτητα περιστροφής της επιφάνειας της γης και των εξωτερικών στρωμάτων του πυρήνα του πλανήτη. Αλλά αυτό που είναι πιο ενδιαφέρον είναι ότι το UAA αλλάζει σχήμα και σταδιακά χωρίζεται σε δύο μέρη. Αυτή η διαδικασία συνεχίζεται για μεγάλο χρονικό διάστημα και σε πολλές πηγές εξετάζονται αρχικά δύο ξεχωριστές ανωμαλίες - το Brazilian και το Cape Town.

Στη γενική υγεία του πλανήτη, τέτοιες αλλαγές, από όσο μπορεί να κριθεί, δεν έχουν σοβαρό αντίκτυπο. Τα προβλήματα προκύπτουν μόνο όταν ένα άτομο ανεβαίνει ψηλότερα πάνω από την επιφάνεια - υπάρχουν περισσότεροι δορυφόροι σε τροχιά και ο σχεδιασμός τους χρησιμοποιεί ολοένα και περισσότερο κοινά στοιχεία που διατίθενται στο εμπόριο.

Πόσο σοβαρή θα είναι η επίδραση της αυξημένης ακτινοβολίας σε εκείνες τις συσκευές που εμπίπτουν στην ανωμαλία κατά τη διάρκεια ή μετά από μια ισχυρή ηλιακή καταιγίδα, μόνο ο χρόνος μπορεί να δείξει.