Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Przebiegunowanie nam nie grozi

Recommended Posts

Intensywność pola magnetycznego Ziemi zmniejsza się od około 200 lat. Proces ten przebiega na tyle szybko, że niektórzy naukowcy ogłosili, iż w ciągu 2000 lat dojdzie do zamiany biegunów magnetycznych. Przebiegunowanie mogłoby spowodować, że przez kilka tysięcy lat Ziemia byłaby gorzej chroniona przed szkodliwym promieniowaniem kosmicznym i słonecznym. To z kolei doprowadziłoby do poważnych zakłóceń i awarii sprzętu elektronicznego, wzrostu przypadków zachorowań na nowotwory i zwiększenia się liczby mutacji genetycznych. Niewykluczone, że ucierpiałyby też te gatunki zwierząt, które w swoich migracjach orientują się wedle pola magnetycznego.

Naukowcy z MIT-u opublikowali na łamach PNAS artykuł opisujący wyniki ich badań nad stanem pola magnetycznego planety. Ich zdaniem przebiegunowanie nie grozi nam w najbliższym czasie. Uczeni obliczyli średnią intensywność stabilnego ziemskiego pola magnetycznego na przestrzeni ostatnich 5 milionów lat i odkryli, że obecnie pole to jest dwukrotnie bardziej intensywne niż średnia z tego okresu. To oznacza, że minie jeszcze sporo czasu, zanim pole magnetyczne planety stanie się niestabilne i dojdzie do przebiegunowania. To olbrzymia różnica, czy dzisiejsze pole magnetyczne jest takie jak średnia długoterminowa czy też jest powyżej średniej. Teraz wiemy, że nawet jeśli intensywność pola magnetycznego Ziemi się zmniejsza to jeszcze przez długi czas będzie się ono znajdowało w bezpiecznym zakresie - mówi Huapei Wang, główny autor badań.

Z innych badań wiemy, że w przeszłości wielokrotnie dochodziło do przebiegunowania naszej planety. Jest to jednak proces bardzo nieregularny. "Czasami przez 40 milionów lat nie było przebiegunowania, a czasem bieguny zmieniały się 10-krotnie w ciągu miliona lat. Średni czas pomiędzy przebiegunowaniami wynosi kilkaset tysięcy lat. Ostatnie przebiegunowanie miało miejsce około 780 000 lat temu, zatem średnia już została przekroczona" - dodaje Wang.

Sygnałem nadchodzącego przebiegunowania jest znaczący spadek poniżej średniej długoterminowej intensywności pola magnetycznego. To wskazuje, że stanie się ono niestabilne. Zarówno z badań terenowych jak i satelitarnych mamy dobre dane dotyczące ostatnich 200 lat. Mówiąc o przeszłości musimy opierać się na mniej pewnych szacunkach.

Grupa Wanga zdobywała informacje o przeszłości ziemskiego pola magnetycznego badając skały wyrzucone przez wulkany na Galapagos. To idealne miejsce, gdyż wyspy położone są na równiku. Stabilne pole magnetyczne jest dipolem, jego intensywność powinna być taka sama na obu biegunach, a na równiku powinna być o połowę mniejsza. Wang stwierdził, że jeśli pozna historyczną intensywność pola magnetycznego na równiku i na biegunach uzyska dokładne dane na temat średniej historycznej intensywności. Sam zdobył próbki z Galapagos, a próbki z Antarktyki dostarczyli mu naukowcy ze Scripps Institution of Oceanography. Naukowcy najpierw zmierzyli naturalny magnetyzm skał. Następnie podgrzali je i ochłodzili w obecności pola magnetycznego i zmierzyli ich magnetyzm po ochłodzeniu. Naturalny magnetyzm skał jest proporcjonalny do pola magnetycznego, w którym stygły. Dzięki eksperymentom naukowcy byli w stanie obliczyć średnią historyczną intensywność pola magnetycznego. Wynosiła ona około 15 mikrotesli na równiku i 30 mikrotesli na biegunach. Dzisiejsza intensywność wynosi zaś, odpowiednio, 30 i 60 mikrotesli. To oznacza, że dzisiejsza intensywność jest nienormalnie wysoka i jeśli nawet ona spadnie, to będzie to spadek do długoterminowej średniej, a nie ze średniej do zera, stwierdza Wang.

Uczony uważa, że naukowcy, którzy postulowali nadchodzące przebiegunowanie opierali się na wadliwych danych. Pochodziły one z różnych szerokości geograficznych, ale nie z równika. Dopiero Wang wziął pod uwagę dane z równika. Ponadto odkrył, że w przeszłości źle rozumiano sposób, w jaki w skałach pozostaje zapisana informacja o ziemskim magnetyzmie. Z tego też powodu przyjęto błędne założenie. Uznano, że gdy poszczególne ferromagnetyczne ziarna w skałach ulegały schłodzeniu spiny elektronów przyjmowały tę samą orientację, z której można było odczytać intensywność pola magnetycznego. Teraz wiemy, że jest to prawdą ale tylko do pewnej ograniczonej wielkości ziaren. Gdy są one większe spiny elektronów w różnych częściach ziarna przyjmują różną orientację. Wang opracował więc metodę korekty tego zjawiska i zastosował ją przy badaniach skał z Galapagos.

Wang przyznaje, że nie wie, kiedy dojdzie do kolejnego przebiegunowania. Jeśli założymy, że utrzyma się obecny spadek, to za 1000 lat intensywność pola magnetycznego będzie odpowiadała średniej długoterminowej. Wówczas może zacząć się zwiększać. Tak naprawdę nie istnieje sposób, by przewidzieć, co się stanie. Proces magnetohydrodynamiczny ma bowiem chaotyczną naturę".


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

 

 

Czasami przez 40 milionów lat nie było przebiegunowania, a czasem bieguny zmieniały się 10-krotnie w ciągu miliona lat

To by świadczyło, że zdudniają się dwa (lub więcej) cykle. A jeśli tak to:

 

Średni czas pomiędzy przebiegunowaniami wynosi kilkaset tysięcy lat

średnia jest bez sensu. 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Albo że nie ma żadnych cykli, a niestabilność jest w dużym stopniu losowa lub podlega niecyklicznym fluktuacjom chaosu. Średnia może mieć sens, jako (lepszy niż nic) wskaźnik odległości od punktu przegięcia czy załamania ("katastrofa").

Edited by ex nihilo

Share this post


Link to post
Share on other sites
Guest Astro

 

 

To by świadczyło, że zdudniają się dwa (lub więcej) cykle.

 

No właśnie nie:

 

 

Proces magnetohydrodynamiczny ma bowiem chaotyczną naturę".

Chaos jest może zbyt mocnym terminem, ale z pewnością nie mamy do czynienia z okresowością czy cyklicznością (dudnienie też produkuje okresowość).

Share this post


Link to post
Share on other sites

 

 

Chaos jest może zbyt mocnym terminem, ale z pewnością nie mamy do czynienia z okresowością czy cyklicznością (dudnienie też produkuje okresowość).

Aha, :) Mamy bączek w kulce która się kręci, lata dookoła  gwiazdy latającej dookoła centrum galaktyki. Dodatkowo wszystkie te bączki raczą mieć mniejszą lub większą precesję.... oczywiście możemy się w tym doszukiwać chaosu, ja jednak będę szukał harmonii i harmonicznych :D

A i zapomniałem o Księżycu.

Share this post


Link to post
Share on other sites

 

 

Chaos jest może zbyt mocnym terminem, ale z pewnością nie mamy do czynienia z okresowością czy cyklicznością (dudnienie też produkuje okresowość).

Albo... okres jest na tyle długi, że nie mieliśmy okazji go zaobserwować.

Share this post


Link to post
Share on other sites

@ Jajcenty

 

Owszem, ale mamy też pionowe i poziome przemieszczenia mas, rozkłady temperatur, zwalnianie obrotów i parę innych takich... I pytanie na ile układ jest czuły na tego typu niecykliczne zmiany na wejściu. Ziemia się ciągle zmienia. Co jest w tym przypadku "silniejsze"? Względnie regularne czynniki cykliczne, czy może te zmiany niecykliczne.

Edited by ex nihilo

Share this post


Link to post
Share on other sites
Guest Astro
Mamy bączek w kulce która się kręci

 

Nawet taki mniej "prosty" bączek:

https://www.youtube.com/watch?v=8_P4WpxUYq4

to wciąż zbyt prosty model.

Takie bardziej zaawansowane zabawki MHD jak:

https://en.wikipedia.org/wiki/Magnetohydrodynamics#Geophysics

to mogą być wciąż zbyt uproszczone symulacje. Owszem, raczej to ogarniamy, ale diabeł tkwi w szczegółach.

 

Albo... okres jest na tyle długi, że nie mieliśmy okazji go zaobserwować.

 

Nie sądzę. W takiej skali dzieje się zbyt wiele, by taki "bączek" wciąż zachowywał te same własności. Spotyka się tu zwyczajnie bardzo wiele czynników.

 

Edycja: Nihilo, znów koincydencja. ;)

Edited by Astro

Share this post


Link to post
Share on other sites

Edycja: Nihilo, znów koincydencja.  ;)

 

:D Jajcenty to twarda sztuka... całą bandą łatwiej  ;):D

 

A już całkiem serio: o ile pamięć mnie nie oszukuje, to pole magnetyczne planet może całkiem zanikać, pomimo tego, że te podstawowe cykle (wirowanie, ruch orbitalny, księżyce itd.) nadal istnieją. Czyli...

Edited by ex nihilo

Share this post


Link to post
Share on other sites

 

 

Owszem, ale mamy też pionowe i poziome przemieszczenia mas, rozkłady temperatur, zwalnianie obrotów i parę innych takich...

Zamiast "ale" powinno być "i do tego...."  i normalnie miód na moją wątrobę. Mamy tu tyle cykli, że jak Radar zauważył, może czasu nie starczyć na obserwację pełnego okresu.

 

 

pole magnetyczne planet może całkiem zanikać, pomimo tego, że te podstawowe cykle (wirowanie, ruch orbitalny, księżyce itd.) nadal istnieją. Czyli...

No właśnie, ale pozostaje pytanie: jak już pole zaniknie to co się dzieje, że znowu się pojawia? A jednak się kręci? ;) 

Share this post


Link to post
Share on other sites

 

pole magnetyczne planet może całkiem zanikać, pomimo tego, że te podstawowe cykle (wirowanie, ruch orbitalny, księżyce itd.) nadal istnieją. Czyli...

Przecież Astro napisał: koincydencja.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Guest Astro

:)

 

 

 

Mamy tu tyle cykli, że jak Radar zauważył, może czasu nie starczyć na obserwację pełnego okresu.

 

Uściślę nieco terminy. O ile okresowość jest cyklicznością, to w drugą stronę już niekoniecznie. Nie wierzę w tak długie okresy, nawet jeśli Ziemia jest rodzaju żeńskiego. ;)

Jakoś trudno wyobrazić mi sobie, by poważnie rozważać niechby i całe stado demonicznych oscylatorków (niekoniecznie harmonicznych ;)) we wnętrzu. Nasze Słoneczko przebiegunowuje się dużo bardziej regularnie, a nawet cyklicznie, ze średnią wartością cyklu coś kole 22 lat; cykli tych już sobie trochę naoglądaliśmy, a okresu jak nie było, tak nie ma. Wciąż obserwujemy Słoneczko, bo temat nie jest zamknięty.


P.S. Pewnie się powtarzam, ale wobec Rzeczywistości stoimy raczej z rozdziawionymi niezmiennie japami niż z poczuciem triumfu…

Share this post


Link to post
Share on other sites

 

 

Pewnie się powtarzam, ale wobec Rzeczywistości stoimy raczej z rozdziawionymi niezmiennie japami niż z poczuciem triumfu…

Tu się zgadzamy. Osobiście uważam, że Kreator wbudował nam zasadę nieoznaczoności, żeby uwolnić się od nudy determinizmu :) 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Zamiast "ale" powinno być "i do tego...."

 

:) A nie powinno być, bo te czynniki, o których pisałem, mają przebiegi chaotyczne, a nie okresowe (harmoniczne), chociaż czasem mogą sprawiać takie pozory (np. wiry). W ogóle w tym przypadku wygląda to na "wojnę" okresowości (przybliżonej!) z chaosem. Jeśli nie ma silnych czynników podtrzymujących okresowość (a nie ma, energia się rozprasza), chaos wojnę wygra, coraz silniej destabilizując okresowość, aż do takiej czy innej "katastrofy". Coś w stylu tornada.

 

 

 

jak już pole zaniknie to co się dzieje, że znowu się pojawia? A jednak się kręci?

 

 

Chodziło mi całkowity i nieodwracalny zanik pola. Kręci się, ale do czasu...

 

 

 

żeby uwolnić się od nudy determinizmu

 

A może to raczej "smar" dla całego tego mechanizmu... ;)

 

 

 

 

 

Przecież Astro napisał: koincydencja.

 

 

Chodziło o czas i +/- treść :)

Edited by ex nihilo

Share this post


Link to post
Share on other sites

Owszem, to było zrozumiałe.

To jednak nie zmienia faktu że:

Astro napisał: koincydencja :D

Share this post


Link to post
Share on other sites

Mnie zastanawia co sprawia, ze jądro Ziemi kręci się w przeciwnym kierunku niż powierzchnia.

Czy taki ruch nie powinien być wyhamowywany? Czy po tych kilku miliardach lat nie powinno się to już wyrównać?

Rozumiem, że różne czynniki mogą powodować różnice w prędkości obrotu, ale żeby całkiem przeciwny kierunek? Coś podtrzymuje taką sytuację?

Share this post


Link to post
Share on other sites

 

 

jądro Ziemi kręci się w przeciwnym kierunku niż powierzchnia

 

No raczej w tym samym, tylko nieco szybciej.

 

@ thikim

;)

Edited by ex nihilo

Share this post


Link to post
Share on other sites

Internety mówią, że jądro zewnętrzne się kręci zgodnie, a wewnętrzne przeciwnie. I to jest napędzane przez pole magnetyczne. 

Tylko to mi zaczyna śmierdzieć perpetum mobile, bo magnetyzm tworzy się z kręcenia, a kręcenie z magnetyzmu...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Też mnie zastanawiał ten kierunek obrotu bo założyłem że kierunek obrotu powierzchni jest cały czas ten sam, a na filmie który podlinkował Astro widać, że przynajmniej raz na jakiś czas jądro kręci się w przeciwnym kierunku

 

Nawet taki mniej "prosty" bączek:

https://www.youtube.com/watch?v=8_P4WpxUYq4

to wciąż zbyt prosty model.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Może się mylę, ale chodzi o minimalne różnice prędkości obrotu poszczególnych warstw (płaszcz, jądro zewnętrzne, jądro wewnętrzne), czyli jeśli układ odniesienia umieścimy na powierzchni Ziemi (vobr powierzchni = 0), to faktycznie efekt będzie taki, że kierunki obrotów warstw jądra będą (okresowo) różne. Ale w słonecznym układzie odniesienia wszystko kręci się w tym samym kierunku.

 

Edycja:

 

Z tym, że pole magnetyczne jest wytwarzane przez ruchy konwekcyjne (termiczne) w jądrze zewnętrznym, a nie przez te różnice prędkości obrotów warstw. Odwrotnie - to różnice prędkości są skutkiem działania pola magnetycznego.

 

No ale może to mi się to wszystko pokićkało :D Bywa tak :D :D

Edited by ex nihilo

Share this post


Link to post
Share on other sites
Guest Astro

 

 

Może się mylę

 

Zdecydowanie nie. Strzałki pokazują kierunek rotacji jądra wewnętrznego względem reszty (również kierunek prądu). Wszystko razem kręci się (z grubsza :)) w tę samą stronę.

 

 

 

Odwrotnie - to różnice prędkości są skutkiem działania pola magnetycznego.

 

Cholera wie. O ile zrozumiałem, w modelu Glatzmaiera-Robertsa (drugi link) jądro wewnętrzne cały czas rotuje szybciej. Ale mogę się mylić.

W każdym razie kluczem w zabawie jest konwekcja i siła Coriolisa (dynamo α2; dla Słońca raczej αΩ – konwekcja i rotacja różnicowa).

Share this post


Link to post
Share on other sites

No dobra... to teraz ogarniam.

Pole magnetyczne robi się przez jądro zewnętrzne, a wirowanie jądra wewnętrznego to tylko tego skutek. Wiedziałem, że coś przegapiłem.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Trudno tu mówić o "wirowaniu", to raczej baaardzo powolne obroty. Różnica kątowa w stosunku do płaszcza jest teraz w okolicach 0,3-0,5 stopnia rocznie, czyli jeden pełny obrót pod naszymi nogami robi w ciągu 700-1000 lat.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...