Земля — уникальная планета в Солнечной системе, и одна из её особенностей заключается в наличии сильных магнитных полюсов. Но как именно они образуются и какую роль играют в нашей жизни? Чтобы разобраться в этом, давайте заглянем в самую сердцевину нашей планеты.
Ядро Земли состоит из двух слоёв: твёрдого внутреннего ядра и жидкого внешнего ядра. Оба слоя состоят из смеси железа, никеля и более лёгких элементов, таких как кислород и кремний.
Внутреннее ядро является чрезвычайно плотным и горячим, в то время как внешнее ядро находится в жидком состоянии и вращается вокруг него благодаря конвективным потокам. Этот процесс конвекции и создает магнитное поле нашей планеты, объясняет геофизик Джон Тардуно из Рочестерского университета.
Когда тепло из внутреннего ядра проходит через внешнее ядро, оно сталкивается с материалом, охлаждаемым тектонической активностью. Этот цикл вызывает конвекцию, которая образует так называемое геодинамо, генерирующее магнитное поле.
В отличие от Земли, другие планеты, такие как Марс и Венера, не имеют магнитного поля, что связано с отсутствием тектоники плит. Меркурий обладает слабым магнитным полем, однако оно не защищает планету от солнечной радиации.
Жидкий металл во внешнем ядре Земли, находясь в движении, превращает планету в гигантский магнит с положительным и отрицательным полюсами. Около 80% магнитного поля организовано в виде диполя, но оставшиеся 20% формируют нерегулярные структуры.
Например, Южно-Атлантическая аномалия — это область, где магнитное поле Земли значительно ослаблено, и ученые связывают это с активностью под Африкой.
Магнитосфера выполняет важную защитную функцию, отражая солнечное излучение. В местах с ослабленной магнитосферой уровень радиации возрастает, что может повысить риск заболеваний, таких как рак кожи. Также ослабление магнитного поля может повлиять на работу спутников и других космических аппаратов.
Возраст Южно-Атлантической аномалии составляет около 11 миллионов лет, и она может быть связана с глобальными изменениями магнитного поля, включая смену полюсов. Записи об ориентации магнитного поля сохранились в лавовых потоках и осадочных породах, где маленькие частицы железа располагаются вдоль линий магнитного поля.
Ученые выяснили, что магнитные полюса Земли со временем смещаются, и сегодня географический Северный полюс находится на расстоянии около 310 миль (500 километров) от магнитного полюса.
Приблизительно каждые 300 000 лет полюса меняются местами, и, по данным NASA, сейчас это не происходило уже 780 000 лет. Некоторые исследователи считают, что смена полюсов может быть близка.
Если полюса действительно поменяются местами, сила магнитного поля может ослабнуть на 20% на несколько столетий, что может негативно сказаться на нашей глобальной связи. Тем не менее, не все исследования подтверждают неизбежность смены полюсов.
Как рассказал Live Science геолог, специализирующийся на палеомагнетизме в Университете Миннесоты, Джошуа Файнберг, изучение недр Земли и изменения климата поможет понять, как магнитосфера взаимодействует с жизнью на планете и как мы можем подготовиться к будущим изменениям.