Το μαγνητικό πεδίο της Γης και η αντιστροφή του PDF Εκτύπωση E-mail
Επιστήμη - Επιστημονικά άρθρα
Τρίτη, 25 Μάρτιος 2008 19:31

του Σταμάτη Τσαχάλη 

Μαγνητικό πεδίο καλείται ο χώρος στον οποίο ασκούνται μαγνητικές δυνάμεις σε μαγνητικά υποθέματα.

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι τα αρχέγονα μαγνητικά πεδία που υπάρχουν στο Σύμπαν έπαιξαν καθοριστικό ρόλο στην διαμόρφωση της δομής του -με την αλληλεπίδρασή τους με τη γεωμετρία του χωροχρόνου- αλλά και στην εξέλιξη της ζωής του Σύμπαντος.


Το γήινο μαγνητικό πεδίο ανιχνεύεται πολύ εύκολα με μία πυξίδα αποκλίσεως, μαγνητική βελόνα η οποία περιστρέφεται γύρω από κατακόρυφο άξονα. 'Οταν η πυξίδα είναι σε ισορροπία τότε δείχνει πάντοτε την διεύθυνση Βορράς - Νότος. Το φαινόμενο αυτό αποδεικνύει ότι γύρω από την Γή υπάρχει μαγνητικό πεδίο, το αποκαλούμενο γεωμαγνητικό πεδίο. Αν χρησιμοποιήσουμε πυξίδα εγκλίσεως, μαγνητική βελόνα η οποία περιστρέφεται γύρω από οριζόντιο άξονα, τότε σε μία περιοχή γύρω από τον βόρειο γεωγραφικό πόλο η μαγνητική βελόνα γίνεται κατακόρυφη με τον βόρειο πόλο της προς τα κάτω. Στον ισημερινό γίνεται σχεδόν οριζόντια. Στον νότιο γεωγραφικό πόλο γίνετα πάλι κατακόρυφη, αλλά με τον βόρειο πόλο της προς τα πάνω. Αν εξετάσουμε το γήινο μαγνητικό πεδίο, θα διαπιστώσουμε πως η Γη συμπεριφέρεται σαν ένα τεράστιο μαγνητικό δίπολο. Στην περιοχή των γεωγραφικών πόλων βρίσκονται και οι πόλοι του μαγνητικού πεδίου της Γης, αλλά δεν συμπίπτουν. Μάλιστα ο βόρειος μαγνητικός πόλος βρίσκεται στο νότιο ημισφαίριο, ενώ ο νότιος μαγνητικός πόλος βρίσκεται στο βόρειο ημισφαίριο. Οι μαγνητικές δυναμικές γραμμές του γεωμαγνητικού πεδίου κυκλώνουν τη Γη ξεκινώντας από τον βόρειο γεωμαγνητικό πόλο προς τον νότιο γεωμαγνητικό πόλο. Το γήινο μαγνητικό πεδίο είναι ανομοιογενές και σχεδόν συμμετρικό περί έναν άξονα, ο οποίος σχηματίζει γωνία γύρω στις 12 μοίρες με τον γεωγραφικό άξονα, βόρειου πόλου- νότιου πόλου, της Γης.

Οι μαγνητικοί πόλοι του πλανήτη μας αποτελούν μέρος μαγνητικού πεδίου που παράγεται από την ροή υγρού σιδήρου στον πυρήνα της Γης.

Το γεωμαγνητικό πεδίο δημιουργείται από τον λιωμένο σίδηρο που ρέει γύρω από τον πυρήνα της Γης και συμπεριφέρεται όπως ένα δυναμό, σε βάθος τρία με πέντε χιλιόμετρα. Το πεδίο που βασίζεται στο μέγεθος και την ηλεκτρική αγωγιμότητα του γήινου πυρήνα, εάν δεν παραγόταν συνεχώς, θα είχε διασπαστεί περίπου σε 20.000 χρόνια, καθώς η θερμοκρασία του πυρήνα είναι πάρα πολύ υψηλή για να στηρίξει τον μόνιμο μαγνητισμό. Το γήινο μαγνητικό πεδίο προέρχεται από αυτόν τον ρευστό "ωκεανό" του σιδήρου, ο οποίος είναι καλός αγωγός του ηλεκτρισμού και βρίσκεται σε μία συνεχή κίνηση. Ο εξωτερικός πυρήνας έχει επίσης τους "τυφώνες" του - δίνες που τροφοδοτούνται από τις δυνάμεις Coriolis της γήινης περιστροφής. Αυτές οι σύνθετες κινήσεις παράγουν τον μαγνητισμό του πλανήτη μας μέσω του φαινομένου τού δυναμό.

Η πηγή του πεδίου, ο εξωτερικός πυρήνας, είναι από μόνος του στροβιλώδης, ταραγμένος. Υπάρχει κάτι το χαοτικό εκεί κάτω. Οι αλλαγές που ανιχνεύονται στην επιφάνεια του πλανήτη μας είναι ένα σημάδι εκείνου του εσωτερικού χάους.

Ο βόρειος μαγνητικός πόλος της Γης απομακρύνεται από τη Βόρεια Αμερική προς τη Σιβηρία με τέτοια ταχύτητα, που στα επόμενα 50 χρόνια το σέλας θα εξαφανιστεί από τον ουρανό της Αλάσκας και θα πλησιάσει νοτιότερα τη Σιβηρία και την Ευρώπη. Οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι οι μαγνητικοί πόλοι μετακινούνται, και ότι σε σπάνιες περιπτώσεις αντιστρέφονται, κάθε μερικές εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια. Όσο διάστημα διαρκεί η αντιστροφή, το μαγνητικό πεδίο της Γης, φαίνεται να χάνεται.

Η τελευταία αντιστροφή συνέβη πριν 780.000 χρόνια.

Η αντιστροφή των μαγνητικών πόλων συμβαίνει λόγω αλλαγών στα ρεύματα σιδήρου. Στη διάρκεια της αντιστροφής, η ένταση του πεδίου πέφτει μέχρι να παγιωθούν νέα πρότυπα ροής.

Τα αρχεία του παλαιομαγνητισμού δείχνουν ότι η πολικότητα του μαγνητικού πεδίου έχει αντιστραφεί πολλές φορές κατά το παρελθόν, με μέσο χρόνο μεταξύ των αντιστροφών κατά προσέγγιση 200.000 χρόνια.

Παλαιότερες μελέτες έχουν δείξει ότι η ένταση του μαγνητικού πεδίου της Γης έχει μειωθεί κατά 10% στη διάρκεια των τελευταίων 150 ετών. Η ανάλυση έδειξε ότι κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου ο βόρειος μαγνητικός πόλος έχει μετακινηθεί περίπου 1,1 χιλιόμετρα στην Αρκτική. Το ποσοστό μετακίνησης του βόρειου μαγνητικού πόλου έχει αυξηθεί τον τελευταίο αιώνα σε σχέση με την σταθερή μετακίνηση των τελευταίων 4 αιώνων. Ο βόρειος μαγνητικός πόλος ανακαλύφθηκε το 1831 και όταν οι εξερευνητές τον ξαναεπισκέφτηκαν το 1904, διαπίστωσαν ότι είχε μετακινηθεί κατά περίπου 50 χιλιόμετρα. Οι πληροφορίες για τις αναστροφές της γήινης μαγνητικής πολικότητας προέρχονται από διάφορες αποθέσεις. Πετρώματα, όμως, όπως οι χερσαίες αποθέσεις λάβας, είναι σχηματισμοί που προτιμώνται, συνήθως, από τους επιστήμονες, γιατί ο μαγνητικός προσανατολισμός τους είναι αρκετά εύκολο να διαπιστωθεί. Τα πετρώματα διατηρούν μια «ηχώ» του μαγνητικού πεδίου που τα περιέβαλλε κατά τον σχηματισμό τους. Οι κρύσταλλοι από ορυκτά που περιέχουν σίδηρο, όπως ο μαγνητίτης (Fe3O4) ή ο αιματίτης (Fe2O3), προσανατολίζονται με βάση τη διεύθυνση και τη φορά του υπάρχοντος μαγνητικού πεδίου του πλανήτη μας.

Τα ιζήματα, που μπορούν να χρονολογηθούν, αποκάλυψαν τη διεύθυνση του μαγνητικού πεδίου στην πορεία των αιώνων. Επάλληλα στρώματα λάβας, που προέρχονται από την πολύχρονη δραστηριότητα ενός ηφαιστείου, περιέχουν σιδηρούχους κρυστάλλους, οι οποίοι έχουν προσανατολιστεί διαφορετικά με το πέρασμα του χρόνου. Από παρατηρήσεις, όπως η προηγούμενη, οι επιστήμονες υπέθεσαν ότι οι παλαιομαγνητικοί πόλοι δεν είχαν πάντοτε την ίδια θέση. Όμως, ο μαγνητικός βορράς δεν ήταν πάντοτε στο σημείο που βρίσκεται σήμερα. Όχι μόνο υπάρχουν αποδείξεις ότι οι μαγνητικοί πόλοι της Γης μετακινούνται συνεχώς, ακόμη και καθημερινά, αλλά φαίνεται ότι στην ιστορία της Γης, έχουν αντιστραφεί πολλές φορές οι θέσεις τους.

Ποιά είναι όμως η αιτία των αναστροφών;

Αν και ουσιαστικά δεν έχει εξακριβωθεί το αίτιο των αναστροφών των παλαιομαγνητικών πόλων, από παλιά θεωρούσαν ότι πρέπει να οφείλεται σε αλλαγές στον εξωτερικό πυρήνα της Γης, πράγμα λογικό, αφού η σε Fe (Σίδηρο) και Ni (Νικέλιο) σύστασή του πρέπει να έχει το μεγαλύτερο μερίδιο δημιουργίας του μαγνητικού πεδίου τη Γης.

Η μαγνητόσφαιρα δρα σαν μια ασπίδα που μας προστατεύει από τις ηλιακές καταιγίδες. Εντούτοις, τεράστιες ρωγμές αναπτύσσονται μερικές φορές στη γήινη μαγνητόσφαιρα και παραμένουν ανοικτές για ώρες. Αυτό επιτρέπει στον ηλιακό άνεμο να περάσει από την μαγνητική ασπίδα του πλανήτη μας και να προκαλέσει ισχυρό θυελλώδη διαστημικό καιρό. Η μαγνητική ασπίδα μας υποχωρεί, μπροστά στην ορμή των διαστημικών καταιγίδων, αρκετά για να προκαλέσει προβλήματα με τους δορυφόρους, τη ραδιοεπικοινωνία, και τα συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας. Ο ηλιακός άνεμος είναι ένα γρήγορο ρεύμα ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων (ηλεκτρόνια και ιόντα) που εκρέουν συνεχώς από τον ήλιο. Ο άνεμος μπορεί να γίνει έντονος κατά τη διάρκεια βίαιων ηλιακών γεγονότων, όπως οι εκτινάξεις στεμματικού υλικού, τις γνωστές ξαφνικές εκρήξεις υλικού από τον ήλιο, οι οποίες μπορούν να στείλουν δισεκατομμύρια τόνους ηλεκτρισμένου αερίου στο διάστημα με ταχύτητες εκατομμύρια χιλιομέτρων την ώρα. Η γήινη μαγνητόσφαιρα μάς προστατεύει εκτρέποντας τα σωματίδια και τα μαγνητικά πεδία, που μεταφέρονται από τις εκτινάξεις στεμματικού υλικού.

Η αντιστροφή της πολικότητας του γήινου μαγνητικού πεδίου, ένα δυνητικά καταστροφικό φαινόμενο, χρειάζεται μόλις 7.000 χρόνια για να ολοκληρωθεί, εκτιμούν οι ερευνητές.

Το φαινόμενο φαίνεται να συμβαίνει σε μεγάλα, αλλά απρόβλεπτα, χρονικά διαστήματα, που κυμαίνονται από 20 χιλιάδες έως 50 εκατομμύρια χρόνια. Ωστόσο, δεν συμβαίνει σε όλη τη Γη με την ίδια ταχύτητα: Η αλλαγή είναι ταχύτερη στους πόλους και πιό αργή όσο κανείς πλησιάζει τους πόλους.

Η αντιστροφή των πόλων, που έχει συμβεί εκατοντάδες φορές στην ιστορία της Γης, έχει πιθανώς σοβαρές συνέπειες για πολλά ζώα που χρησιμοποιούν το μαγνητικό πεδίο για να προσανατολιστούν και να καθορίσουν την μεταναστευτική τους πορεία. Το ίδιο ισχύει και για τον άνθρωπο, που βασίζεται σε πυξίδες για την πλοήγηση.

Επιπλέον, η εξασθένιση του πεδίου στη διάρκεια της διαδικασίας αντιστροφής αφήνει τη Γη εκτεθειμένη στα σωματίδια υψηλής ενέργειας που πηγάζουν από τον Ήλιο. Τα σωματίδια αυτά φτάνουν στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας, αντί να εκτρέπονται προς τους πόλους, και προκαλούν δραματικές κλιματικές αλλαγές.

Πριν από δύο χρόνια, ένας Γάλλος γεωφυσικός ανακάλυψε ότι το μαγνητικό πεδίο της Γης φαίνεται να εξασθενεί, ένδειξη ότι ίσως βρισκόμαστε στα πρόθυρα μίας νέας αντιστροφής.Ο Βόρειος Πόλος συνεχίζει να κινείται, κατά τη διάρκεια του 20ού αιώνα, με μία μέση ταχύτητα 10 km ετησίως, πρόσφατα δε επιταχύνθηκε και έφτασε τα 40 km ετησίως. Με αυτό τον ρυθμό θα αφήσει τη Βόρεια Αμερική και σε μερικές δεκαετίες θα φθάσει στη Σιβηρία. Συνολικά το μαγνητικό πεδίο έχει αποδυναμωθεί κατά 10% από τον 19ο αιώνα.

Ο άνθρωπος είναι ένα διανοητικο-συναισθηματικο-υλικό ον, ενταγμένο σε ένα περιβάλλον με το οποίο αποτελεί ένα Όλον. Οι αλλαγές του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου της Γης, ως περιβάλλοντος, απαιτούν μεταβολές στην ισορροπία του ανθρώπου, όχι μόνο στο υλικό σώμα του. Στον άνθρωπο εντοπίζονται και λεπτότερες μορφές ενέργειας. Επομένως οι μεταβολές του γεωμαγνητικού πεδίου επιφέρουν ανισορροπίες στο νευρικό σύστημα και επομένως στο συναισθηματικό και διανοητικό του σώμα και όχι μόνο.

Πόσο μάλλον όταν το γεωμαγνητικό πεδίο αναστραφεί πλήρως!

Είναι ο άνθρωπος έτοιμος να υποδέχεται τις οποιεσδήποτε αλλαγές του περιβάλλοντός του, από τις μικρότερες μέχρι τις μεγαλύτερες, οι οποίες συνεχώς συμβαίνουν και θα συμβαίνουν;

'Εχει τη συνειδητότητα εκείνη η οποία του επιτρέπει την προσαρμογή του στο οποιοδήποτε περιβάλλον ή θα παραδίδεται στην γνωστή έκπληξη και μοιρολατρεία του με τις αντίστοιχες συνέπειες;

Οι επιπτώσεις από την σύγχυσή του είναι σαφείς και συγκεκριμένες.

Θα αποφασίσει να Γνωρίσει;

Τελειώνοντας ας θέσουμε ένα γενικότερο φιλοσοφικό ερώτημα:

Μήπως η αντιστροφή των μαγνητικών πόλων της Γης συνδέεται με μία κάθαρση του πλανήτη και έναν επαναπροσανατολισμό του ανθρώπου;



Ημερομηνία καταχώρησης: 25.3.2008