Kas vyksta su Žemės magnetiniu lauku?
Pastaraisiais mėnesiais mokslininkų dėmesys vis labiau krypsta į neįprastus Žemės magnetinio lauko pokyčius, kuriuos fiksuoja stebėjimo stotys visame pasaulyje. Jei anksčiau magnetinės audros ir geomagnetiniai svyravimai buvo gana nuspėjami ir siejami su Saulės aktyvumu, tai dabar situacija atrodo sudėtingesnė. Grafikai rodo anomalijas, kurių negalima paaiškinti vien tik įprastais kosminio oro reiškiniais.
Reikia suprasti, kad Žemės magnetinis laukas nėra statiškas dalykas – jis nuolat kinta, pulsuoja ir reaguoja į daugybę veiksnių. Tačiau tai, ką matome dabar, verčia net patyrusius geofizikus kelti antakius. Magnetinio lauko intensyvumo svyravimai kai kuriose planetos dalyse viršija įprastas normas 15-20 procentų, o tai jau nėra eilinis reiškinys.
Labiausiai neramina ne tiek pats faktas, kad laukas kinta, bet greitis, kuriuo tai vyksta. Paprastai tokie pokyčiai užtrunka dešimtmečius ar net šimtmečius, tačiau dabartiniai duomenys rodo procesus, vykstančius per kelerius metus. Tai primena situaciją, kai lėtai tekanti upė staiga pagreitėja prieš krioklį – galbūt nieko blogo, bet verčia susimąstyti.
Pietų Atlanto anomalija plečiasi
Viena iš labiausiai stebimų magnetinio lauko keistenybių yra vadinamoji Pietų Atlanto anomalija – regionas tarp Pietų Amerikos ir Afrikos, kur Žemės magnetinis laukas yra ypač silpnas. Šis reiškinys žinomas jau dešimtmečius, tačiau naujausi duomenys rodo, kad anomalija ne tik gilėja, bet ir plečiasi.
Per pastaruosius 20 metų šios anomalijos plotas išaugo maždaug 20 procentų, o magnetinio lauko stiprumas joje sumažėjo dar 5-8 procentais. Kas dar įdomiau – anomalija tarsi skyla į dvi dalis, formuodama dvigubą silpnumo zoną. Tokie pokyčiai nėra tiesiog statistinis triukšmas; tai aiškus signalas, kad kažkas vyksta Žemės branduolyje, kur ir generuojamas magnetinis laukas.
Kosminių agentūrų palydovai, skriejantys per šią zoną, patiria padidėjusį kosminės spinduliuotės poveikį. Kai kurie prietaisai net laikinai išsijungia arba patiria sutrikimų. Komerciniai skrydžiai šią zoną stengiasi apeiti, nes čia didesnė tikimybė patirti avionikos sutrikimų, nors tiesioginė grėsmė keleiviams išlieka minimali.
Magnetinių polių klajojimas įgauna pagreitį
Kitas nerimą keliantis reiškinys – magnetinių polių judėjimas. Žemės magnetinis šiaurės polius niekada nebuvo fiksuotas vienoje vietoje, bet jo judėjimo greitis pastaraisiais metais tapo tikrai neįprastas. Jei XX amžiaus pradžioje jis pajudėdavo maždaug 10-15 kilometrų per metus, tai dabar jo greitis viršija 50 kilometrų per metus.
Šis polių klajojimas jau sukėlė praktinių problemų. Navigacijos sistemos, kurios remiasi magnetiniais duomenimis, turi būti nuolat atnaujinamos. Pasaulinė magnetinio modelio sistema (WMM), kurią naudoja GPS, aviacijos ir laivybos įranga, paskutinį kartą buvo atnaujinta anksčiau nei planuota – 2019 metais, nes pokyčiai tapo per dideli, kad būtų galima juos ignoruoti.
Kai kurie mokslininkai mano, kad tai gali būti ankstyvieji polių apsivertimo požymiai – reiškinio, kai šiaurės ir pietų magnetiniai poliai apsikeičia vietomis. Tokių įvykių Žemės istorijoje būta ne kartą, paskutinis įvyko maždaug prieš 780 tūkstančių metų. Tačiau čia svarbu nepanikuoti: net jei toks procesas prasidėtų, jis užtruktų tūkstančius metų, ne kelias dienas ar mėnesius.
Kaip tai veikia mūsų technologijas
Praktinė šių pokyčių pusė jau dabar jaučiama įvairiose srityse. Elektros tinklai yra ypač jautrūs magnetinėms audroms – stiprios geomagnetinės audros gali sukelti indukuotų srovių transformatoriuose, o tai kartais baigiasi įrangos gedimu. 1989 metų kovo mėnesį Kvebeke, Kanadoje, magnetinė audra sukėlė 9 valandų elektros tiekimo nutrūkimą, palietusį 6 milijonus žmonių.
Šiuolaikinė visuomenė yra daug labiau priklausoma nuo elektros ir elektronikos nei prieš 30 metų. Palydovinė komunikacija, GPS navigacija, interneto infrastruktūra – visa tai gali nukentėti nuo stiprių geomagnetinių sutrikimų. Finansų rinkos, kurios veikia realiu laiku ir priklauso nuo tikslaus laiko sinchronizavimo, taip pat būtų pažeidžiamos.
Aviacijos sektoriuje magnetiniai pokyčiai reikalauja nuolatinio budrumo. Pilotai, skrendantys polinėse trasose, kur kompaso rodmenys ir taip būna nepatikimi, dabar susiduria su dar didesniu neapibrėžtumu. Oro uostai turi reguliariai atnaujinti pakilimo-tūpimo takų magnetinius parametrus, o tai kainuoja pinigų ir reikalauja laiko.
Biologiniai poveikiai: ar jaučiame magnetinio lauko pokyčius
Įdomus klausimas, kurį retai aptaria žiniasklaida – ar žmonės ir kiti gyvūnai jaučia šiuos magnetinius pokyčius? Moksliniai tyrimai rodo, kad daugelis gyvūnų rūšių tikrai naudoja Žemės magnetinį lauką navigacijai. Paukščiai, žuvys, vėžliai, net kai kurie žinduoliai turi magnetorecepcijos gebėjimus.
Yra duomenų, kad stiprios magnetinės audros gali sutrikdyti balandžių orientaciją, o kai kurios žuvų rūšys keičia savo migracijos maršrutus, kai magnetinis laukas svyruoja. Banginiai, kurie taip pat naudoja magnetinį lauką navigacijai, kartais išmesdavo į krantą būtent tose vietose, kur magnetinis laukas turi anomalijas.
Kalbant apie žmones, situacija sudėtingesnė. Nors kai kurie tyrimai rodo, kad žmogaus smegenyse yra magnetito kristalų, kurie teoriškai galėtų reaguoti į magnetinius laukus, aiškių įrodymų apie tiesioginį poveikį sveikatai nėra. Tačiau yra įdomių stebėjimų: kai kurie žmonės skundžiasi padidėjusiu galvos skausmu, nemiga ar nerimo jausmu magnetinių audrų metu. Ar tai tiesioginis magnetinio lauko poveikis, ar tik sutapimas – vis dar diskutuojama.
Saulės aktyvumas ir jo ryšys su Žemės magnetiniu lauku
Negalima kalbėti apie Žemės magnetinį lauką neminint Saulės. Mūsų žvaigždė šiuo metu įžengia į naują aktyvumo ciklą, kuris turėtų pasiekti maksimumą apie 2025 metus. Saulės dėmių skaičius didėja, koroniniai išsiveržimai tampa dažnesni ir stipresni.
Kai Saulė išmeta koroninės masės išsiveržimą – milžinišką magnetizuotos plazmos debesį – ir jis pasiekia Žemę, prasideda tikra magnetinė audra. Žemės magnetinis laukas veikia kaip skydas, bet kai užpuolimas yra stiprus, šis skydas „virpa” ir deformuojasi. Būtent šie svyravimai ir sukelia visus tuos efektus, apie kuriuos kalbėjome.
Problema ta, kad dabartiniai Žemės magnetinio lauko pokyčiai – jo silpnėjimas tam tikrose vietose – reiškia, kad mūsų „skydas” tampa mažiau efektyvus. Tai tarsi turėti šarvus su plyšiais: dauguma smūgių vis dar atmuša, bet kai kurie prasiskverbia lengviau. Pietų Atlanto anomalijos regione kosminė spinduliuotė pasiekia žemesnius atmosferos sluoksnius nei kitur.
Praktiniai patarimai ir ką galime padaryti
Pirmiausia – nereikia panikuoti. Žemės magnetinis laukas kito visą planetos istoriją, ir gyvenimas ne tik išliko, bet ir klestėjo. Tačiau būti informuotiems ir pasiruošusiems yra protinga, ypač jei dirbate srityse, kurios priklauso nuo tikslios elektronikos ar navigacijos.
Jei esate atsakingi už kritinę infrastruktūrą – elektros tinklus, telekomunikacijas, duomenų centrus – verta turėti planus, kaip reaguoti į stiprias magnetines audras. Tai gali apimti atsarginio maitinimo šaltinius, įrangos apsaugą nuo įtampos šuolių, duomenų atsargines kopijas. Kai kurios šalys jau turi nacionalinius „kosminio oro” stebėjimo centrus, kurie įspėja apie artėjančias magnetines audras.
Paprastiems žmonėms rekomenduojama sekti kosminio oro prognozes, ypač jei planuojate ilgus skrydžius per polines sritis arba jei esate jautrūs galvos skausmams ir miego sutrikimams. Yra nemažai interneto svetainių ir programėlių, kurios teikia realaus laiko informaciją apie geomagnetinį aktyvumą.
Fotografams ir gamtos stebėtojams šie pokyčiai gali būti ir įdomūs – stiprios magnetinės audros sukelia nuostabias poliarines pašvaistes, kurias kartais galima pamatyti net vidutinėse platumose. Pastaraisiais metais poliarinės pašvaistės buvo stebimos net Vidurio Europoje, kas anksčiau būdavo reta.
Ką rodo naujausi tyrimai ir prognozės ateičiai
Mokslinė bendruomenė intensyviai stebi situaciją naudodama palydovų konsteliacijas, tokias kaip ESA „Swarm” misija, kuri specialiai skirta Žemės magnetiniam laukui tirti. Šie palydovai renka neįtikėtinai detalius duomenis apie magnetinio lauko stiprumą, kryptį ir pokyčius įvairiose planetos dalyse.
Naujausi tyrimai rodo, kad Žemės branduolio procesai, kurie generuoja magnetinį lauką, yra sudėtingesni nei manyta. Išorinis skystas branduolys, kuriame vyksta konvekcijos srovės generuojančios magnetinį lauką, turi savo „oro sistemas” – dideles sūkurines struktūras, kurios gyvuoja dešimtmečius ir veikia magnetinio lauko konfigūraciją.
Viena iš hipotezių teigia, kad Pietų Atlanto anomalija gali būti susijusi su didele neigiamo magnetinio srauto zona, esančia po Afrika ir Pietų Amerika, Žemės mantijos ir branduolio riboje. Ši zona veikia kaip „atvirkštinis magnetas”, silpninantis bendrą magnetinį lauką virš jos.
Kalbant apie prognozes, dauguma mokslininkų sutinka, kad artimiausius dešimtmečius magnetinis laukas greičiausiai toliau silpnės, bent jau kai kuriose planetos dalyse. Tačiau ar tai veda link pilno polių apsivertimo, ar tik laikinas svyravimas – vis dar neaišku. Statistiškai polių apsivertimas yra „pavėluotas” – vidutiniškai jie vyksta kas 200-300 tūkstančių metų, o nuo paskutinio praėjo jau beveik 800 tūkstančių.
Gyvenimas su nepastoviu magnetiniu lauku
Grįžtant prie pagrindinio klausimo – ar tai pavojinga? – atsakymas yra sudėtingas. Tiesioginė grėsmė žmonių sveikatai ar gyvybei yra minimali. Net jei magnetinis laukas visiškai išnyktų (kas yra labai mažai tikėtina), atmosfera vis tiek teiktų reikšmingą apsaugą nuo kosminės spinduliuotės.
Tačiau technologinė visuomenė, kokia esame šiandien, tikrai yra pažeidžiama. Stipri magnetinė audra, atitinkanti 1859 metų Carrington įvykį, šiandien galėtų sukelti trilioninės vertės nuostolių ir išjungti elektros tinklus mėnesiams. Tai nėra apokaliptinis scenarijus, bet rimta rizika, kurią reikia valdyti.
Gera žinia ta, kad mes dabar turime technologijas stebėti ir prognozuoti šiuos reiškinius daug geriau nei bet kada anksčiau. Kosminio oro prognozavimas tobulėja, infrastruktūra tampa atsparesnė, o sąmoningumo lygis auga. Svarbu, kad vyriausybės, įmonės ir pavieniai asmenys suprastų šias rizikas ir imtųsi atitinkamų priemonių.
Žemės magnetinis laukas – tai dinamiška, gyva sistema, kuri nuolat keičiasi. Dabartiniai pokyčiai tikrai yra neįprasti ir verti dėmesio, bet jie taip pat primena, kad gyvename ant aktyvios, besikeičiančios planetos. Vietoj baimės, vertėtų žiūrėti į tai kaip į priminimą apie mūsų vietą kosmose ir būtinybę būti pasiruošusiems bei prisitaikantiems prie gamtos procesų, kurių negalime kontroliuoti, bet galime suprasti ir į juos reaguoti protingai.
