Zemljine magnetske anomalije

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-16 16:06

Zemljino magnetsko polje štiti njezinu površinu i njezine stanovnike - uključujući sve ljude s njihovim krhkim tijelima, kao i osjetljivu elektroniku - od smrtonosnih kozmičkih zraka i nabijenih čestica koje lete sa sunca. Međutim, na nekim mjestima taj nevidljivi oklop slabi i praznine rastu. Stoga znanstvenici iz cijelog svijeta vrlo pažljivo proučavaju takve anomalije kako bi bolje razumjeli mehaniku magnetohidrodinamičkog dinamo u utrobi planeta, kao i predvidjeli promjene u magnetskom polju.

Magnetska anomalija je značajno slabljenje Zemljinog magnetskog polja na određenom području na površini planeta. Kao što ime govori, Južni Atlantik (SAA) se nalazi iznad južnog dijela Atlantskog mora, djelomično "pokrivajući" Južnu Ameriku i "prianjajući repom" za sam jug Afrike.

Ova formacija ima najveću veličinu na nadmorskoj visini od oko 500-600 kilometara. Na razini mora njegova je “projekcija” nešto manja i očituje se u veličini magnetskog polja – jednaka je onoj na visini od oko tisuću kilometara iznad onih područja zemljine površine gdje nema anomalija.

Takvo smanjenje magnetskog polja još nije opasno za stanovnike našeg planeta, ali već stvara ozbiljne probleme inženjerima koji projektiraju letjelice i kontroliraju njihove misije. Primjerice, legendarni Hubbleov orbitalni teleskop okreće se oko Zemlje točno na visini od oko 540 kilometara – odnosno nekoliko puta dnevno proleti točno kroz anomaliju. U tim minutama obustavlja se rad svemirskog laboratorija zbog povećane razine zračenja.

Nevolja je u tome što tamo gdje Zemljino magnetsko polje slabi, smanjuje se zaštita cijelog prostora oko planeta od sunčevog vjetra i galaktičkih zraka. Nabijene čestice dobivaju priliku da jure gotovo bez odstupanja do površine zemlje i, prirodno, sudaraju se sa svime što im se nađe na putu.

Štoviše, za letjelice je situacija s južnoatlantskom anomalijom dodatno komplicirana strukturom radijacijskih pojaseva. Upravo se u ovoj regiji Atlantika unutarnji Van Allenov pojas spušta gotovo do površine planeta.

Van Allenovi pojasevi zračenja su dva pokrivača Zemlje nastala od nabijenih čestica (protona i elektrona) koje su zarobljene između linija magnetskog polja našeg planeta.

Obično se većina satelita nalazi ispod unutarnjeg pojasa (kruže do 1000 km u apogeju) i gotovo da nisu izloženi destruktivnom djelovanju ionizirajućeg zračenja. Ali južnoatlantska anomalija još uvijek kvari živce astronautima i inženjerima u raketnoj i svemirskoj industriji.

Osim Hubblea, koji mora povremeno prekidati znanstveni rad, mnoga druga vozila su žrtve ovog područja u svemiru blizu Zemlje: ISS nosi pojačanu zaštitu od zračenja, budući da i on leti kroz ovu anomaliju, vjerojatno je oštećeno nekoliko Globalstarovih satelita, a na šatlovima su bili sasvim obični laptopi su se gasili.

Za ljude let kroz anomaliju na visini od 400 kilometara iznad Zemlje također ne prolazi nezapaženo – većinu fosfena (bljeskova iza zatvorenih očiju koji uzrokuju visokoenergetske elementarne čestice) astronauti i kozmonauti promatraju iznad Atlantika.

Što je uzrokovalo ovo neugodno ponašanje magnetskog polja - pitanje nije do kraja zatvoreno. Prema općeprihvaćenoj i dobro dokazanoj teoriji, tekuće metalna jezgra Zemlje, tijekom svoje rotacije i stalnog miješanja konvekcijskih struja, radi kao dinamo.

No, budući da je njegova struktura heterogena, različite mase materije kreću se u utrobi planeta malo različitim brzinama. Te su fluktuacije superponirane na neusklađenost magnetske osi s osi rotacije planeta i "rezultiraju" slabljenjem magnetskog polja iznad juga Atlantika.

Suvremena istraživanja pokazuju da je južnoatlantska anomalija više-manje stabilna najmanje 8 milijuna godina i da glatko pluta prema zapadu brzinom od oko 0,3 stupnja godišnje.

To se poklapa s razlikom u brzini rotacije zemljine površine i vanjskih slojeva jezgre planeta. Ali ono što je najzanimljivije je da UAA mijenja svoj oblik i postupno se dijeli na dva dijela. Taj proces traje već duže vrijeme i u nizu izvora u početku se razmatraju dvije odvojene anomalije - brazilska i Cape Town.

Na opće zdravlje planeta takve promjene, koliko se može prosuditi, nemaju ozbiljan utjecaj. Problemi nastaju samo kada se osoba popne više iznad površine - u orbiti je više satelita, a njihov dizajn sve više koristi uobičajene komercijalno dostupne komponente.

Koliko će ozbiljan biti učinak pojačanog zračenja na one uređaje koji upadnu u anomaliju tijekom ili nakon jake solarne oluje, može pokazati samo vrijeme.