Posljednjih godina sjeverni pol ubrzano mijenja svoj položaj i juri prema Sibiru. Kako bismo razumjeli predstavlja li to razlog za zabrinutost, trebamo zaviriti u središte Zemlje i vidjeti šta naučnici čine kako bi riješili taj problem.
Ipak, svi bi bili u krivu, čak da su "naoružani" i kompasom.
Problem s kompasom: Od Kanade do Sibira u 120 godina
Primjerice, ako se nalazite u Kaliforniji, igla kompasa bi vam mogla promašiti i za punih 18 stepeni, a to je ako recimo planinarite, razlika idete li ravno ili recimo ulijevo.
Igla kompasa pogrešno pokazuje i zbog činjenice da sam sjeverni pol nije što je bio prije otprilike 120 godina. Naime, 1900. godine, sjeverni je pol bio u Kanadi. Vijek kasnije, nalazio se pored Greenlanda. Posljednjih 18 godina, sjeverni pol juri prema Sibiru u Rusiji, a neobično ponašanje Zemljinog magnetskog polja tu ne završava, jer s vremena na vrijeme, ono mijenja i svoj polaritet.
Bilo je vremena u istoriji našeg planeta kad bi igla na kompasu pokazivala na ono što mi danas zovemo jugom. I dan danas postoje mjesta ispod površine na kojima bi igla kompasa pokazivala u krivom smijeru.
Larmorova teroija
Što se onda događa? Taj misterij ima duboke implikacije na tehnologiju i budućnost našeg planeta, stoga da ibsmo ga lakše shvatili, trebamo pogledati u samo središte Zemlje, no kako to baš i nije moguće u praksi, znanstvenici su iskoristili svoju kreativnost pa su pronašli vijekovima stare magnete smrznute ispod površine Zemlje te oko njih napravili velike rotirajuće sfere tekućeg natrija.
Prije 100 godina, irski fizičar Joseph Larmor sugerirao je kako je Zemljino magnetsko polje rezultat valjajuće, elektroprovodljive tekućine u središtu Zemlje, odnosno geodinama. Naučnici danas imaju puno razloga vjerovati da je Larmor bio u pravu.
Zemljina željezna unutrašnja jezgra je vrlo vruća i mjeri 6.000 stepeni Celzija, međutim nalazi se u čvrstom stanju zbog ogromnog pritiska. Zemljina vanjska željezna jezgra je tekuća i ima volumen koji je čak sedam puta veći od volumena Mjeseca.
Kako se željezo hladi u vanjskoj jezgri, ono propada nazad prema unutrašnjoj jezgri i to konstatno kretanje tekuće vanjske jezgre, koja je puna elektrona, zapravo proizvodi magnetsko polje.
Međutim, da kretanje tekućeg dijela Zemljine jezgre ovisi samo o navedenom, magnetsko polje našeg planeta imalo bi relativno jednostavan oblik. Ipak, rotacija Zemlje gura Zemljinu tekuću jezgru u drugom smijeru i silom koja ovisi gdje se tekući dio jezgre nalazi unutar planeta. Naravno, tu treba uzeti u obzir i viskozitet tekućeg metala, zbog različitih gustoća na različitim udaljenostima od unutrašnjeg dijela jezgre.
Sve to čini izrazito komplikovan obrazac turbulentnih tokova unutar vanjske Zemljine jezgre, koji zauzvar proizvode zapetljane linije magnetskog polja
Evo što znamo
Neko bi čak mogao reći da je, uzimajući sve navedeno u obzir, pravo čudo da magnetski sjeverni pol ne vrluda još više, međutim, to nije tako zato što se tekuća jezgra zapravo kreće sporo.
Kad kažemo da je protok tekuće jezgre turbulentan, zapravo mislimo na vremenski period desetaka hiljada godina, naglašava za New Scientist Gary Glatzmaier sa Sveučilišta Kalifornija u Santa Cruzu.
Ono što nakon svega ovog ostaje zapravo nejasno, jest što nas zapravo sad čeka? Sjeverni pol juri prema Sibiru, međutim što to zapravo znači? Čeka li nas scenariju u kojem će se dogoditi i obrat magnetskih polova?
Naučnici ne očekuju da će se drastične promjene dogoditi brzo, no kad bi se i dogodile, to ne bi bilo dobro za nas. Zasad znamo da se u posljednjih 83 milijuna godina dogodilo 183 obrata magnetskih polja, a posljednji se dogodio prije 780.000 godina.
Isto tako, naučnici su analizom magnetskog kamenja starog 565 milijuna godina došli do spoznaje da je Zemljino magnetsko polje u tom periodu bilo čak 10 puta slabije nego danas, što je ujedno i najniži njegov intezitet ikad zabilježen.
Zemlja trenutno prolazi kroz period od 75.000 godina u kojem njezino magnetsko polje posrće i brzo mijenja smijer i snagu, koja čas dolazi i čas odlazi.
Zemljine slabe tačke
John Tarduno sa Sveučilišta Rochester u New Yorku, koji proučava Zemljinu jezgru i njeno magnetsko polje, za New Scientist kaže kako su njegova istraživanja otkrila da je dio Zemljine površine koji se proteže od Zimbabvea u Africi do Čilea u Južnoj Americi ekstremno slab. Naime, Zemljino magnetsko polje iznad navedenog dijela je toliko slabo da sateliti u orbiti trebaju zaštitu od solarnog vjetra kad se nalaze iznad njega, kako im isti ne bi uništio elektroniku.
Isto tako Tarduno i njegovi kolege su otkrili da se ispod površine tog dijela Zemlje s ekstremno oslabljenim Zemljinim magnetskim poljem, , nalazi magnetsko polje koje je potpuno obrnuto i gdje bi igla kompasa zapravo pokazivala na jug, a ne na sjever.
To se područje nalazi ispod površine juga afričkog kontinenta.
Ponekad, akve anomalije narastu dovoljno da se dogodi obrat čitavog Zemljinom magnetskog polja, dodaje Tarduno. I sad se ponovno vraćamo na nama najbitnije pitanje - da li ovo ubrzano kretanje sjevernog pola zapravo znači da je obrat Zemljinog magnetskog polja neposredno blizu?
kako bi odgovorili na to pitanje, znanstvenici pokušavaju izraditi kompleksne računarske modele koji bi predvidjeli što bi se moglo dogoditi sa Zemljinim magnetskim poljem u budućnosti.
Međutim, dok su ti računarski modeli komplikovani nisu niti izbliza komplikovani kao stvarni događaji u Zemljinoj jezgi te mogu poslužiti tek za vrlo grube procjene.
Računarski modeli nisu rješenje za sve
Stoga, možda nam zapravo umjesto digitalnog treba fizički model, a za jedan takav skrbi Daniel Lathrop sa Sveučilišta Maryland. Riječ je o sferi tekućeg natrija omotanoj u sferu nehrđajućeg čelika. Promjer tog modela je tri metra, a čitava stvar teži 20 tona. U središtu te sfere nalazi se čvrsta jezgra promjera jednog metra i koja se može neovisno rotirati brzinom i do 15 revolucija u sekundi. magnetsko polje koje se stvara unutar tog modela prati 31 magnetometar raspoređen po površini sfere.
Kako bi Lathropov tim kompenzirao za razlike između Zemlje i svojeg modela, oni zapravo koriste provodljiviji metal i bržu rotaciju. Njihova sfera, u punoj brzini, može se okretati oko svoje osi četiri puta u sekundi.
Ono što su dosad uspjeli pokazati ovim modelom, jest da on može pojačati i održavati magnetsko polje, dokazujući time larmorovu hipotezu geodinama. No model zasad nije uspio proizvesti magnetsko polje spontano kao što je to, vjeruju znanstvenici, slučaj sa Zemljinim magnetskim poljem.
Lathropovom eksperimentu možda nedostaje ključna komponenta, jer je tim uočio slab protok u tekućem metalu, uzrokovan precesijom, odnosno svojevrsnom ekstra rotacijom. Za tu anomaliju u eksperimentu, čini se da je odgovorna sama Zemlja, odnosno rotacija našeg planeta.
Nijemci grade obećavajući eksperiment
No, u njemačkom Dresdenu se gradi nova, poboljšana verzija ovog eksperimenta. Njemački naučnici su 2018. godine proračunali da bi rotacija tekućeg natrija na dvije osi trebala spontano proizvesti magnetsko polje. Njihovi proračuni su oponašali samu precesiju Zemlje na 23,5 stepena od vertikalne ose.
U praksi, gradi se ogroman cilindar ispunjen s osam tona tekućeg natrija koji će rotirati 10 puta u sekundi na jednoj osi te jednom u sekundi na drugoj.
Čitava stvar nije bez svojih sigurnosnih rizika pa se oko cilindra gradi zgrada namijenjena samo za eksperimente s tekućim natrijem, a oko nje zgrada namijenjena isključivo zaštiti u slučaju da stvari krenu po krivu.
Najcrniji scenarij
Sve to se isplati jer ako shvatimo kako funkcioniše Zemljino magnetsko polje, onda možemo učiniti više u zaštiti naših energetskih mreža od solarnog vjetra, koji može probiti oslabljeno magnetsko polje ili otkloniti mogućnost da kozmičke zrake naškode ljudskoj populaciji na Zemlji.
U najgorem scenariju, Zemlji bi se mogao dogoditi scenarij Marsa, a to znači da bi konačna cijena bila propast života na Zemlji. Marsu je prije četiri milijarde godine magnetsko polje toliko oslabilo, da su solarni vjetrovi s njega otpuhali atmosferu i taj planet učinili negostoljubivom pustoši kakvu čovječanstvo danas poznaje i istražuje.
Pratite nas na našoj Facebook i Instagram stranici, kao i na X nalogu.