Динамични петна в ядрото на Земята предизвикват аномалии в магнитното поле

Магнитният щит на Земята защитава нашата планета от бичовете на слънчевия вятър и космическата радиация, което прави живота възможен. Но на всеки 10 години, този щит се държи наистина странно.

„Геомагнитните идиотщини“ се изразяват в резки промени в силата на магнитното поле на Земята. Докато някои вариации в тази област се очаква да се появят постепенно, в продължение на стотици хиляди години, тези внезапни колебания в интензивността на полето продължават най-много няколко години и могат да променят магнетизма на Земята само в определени части на планетата в даден момент.

Една от първите документирани аномалии например, за кратко изкриви магнитното полето над Западна Европа през 1969 година. Оттогава на всеки 10-на години някъде по света се открива нова аномалия, а учените все още не знаят какво ги причинява.

Макар че много геомагнитни явления, включително северните и южните сияния произтичат от слънчевия вятър, който се включва в магнитосферата на Земята, се смята, че геомагнитните аномалии произхождат от дълбоката сърцевина на нашата планета, където самото магнитно поле се генерира от земното ядро от горещо течно желязо. Точният механизъм на действие обаче, си остава загадка.

Сега, ново проучване, публикувано в списание Nature Geoscience предлага потенциално обяснение. Според нов компютърен модел на физическото поведение на ядрото, геомагнитните аномалии могат да бъдат генерирани от плаващи петна от разтопена материя, освободена от дълбочината на ядрото.

В новото проучване изследователите изграждат компютърен модел, който точно пресъздава физическите условия на външното ядро на Земята и показва неговата еволюция в продължение на няколко десетилетия. След еквивалента на 4 милиона часа изчисления (ускорени благодарение на френски суперкомпютър), симулацията на ядрото успя да генерира геомагнитни смущения, които съвпадат с действителните движения, наблюдавани през последните няколко десетилетия.

Тези симулирани аномалии, се появяват в магнитосферата на всеки 6 до 12 години в модела. Изглежда обаче, че събитията сякаш са предизвикани от плаващи петна материя, които са се образували в ядрото на планетата преди 25 години.

Когато тези петна от разтопен материал се приближават до външната повърхност на ядрото, те генерират мощни вълни, които се втурват по линиите на магнитното поле близо до ядрото и създават „резки промени“ в потока на течността, който управлява магнитосферата на планетата. В крайна сметка, тези внезапни промени се превръщат в предпоставка за резки смущения в магнитното поле високо над планетата.

„Тези аномалии представляват основна пречка пред точното прогнозиране на поведението на геомагнитното поле за години и десетилетия напред“, пишат авторите в новото си проучване. „Способността да се симулират аномалиите в магнитното поле предлагат нов начин за изследване на физическите свойства на дълбоката вътрешност на Земята“.

Макар че е невъзможно да се потвърдят резултатите от тази симулация с действителни наблюдения на ядрото (твърде горещата температура и високото налягане представляват пречка за достигане до центъра на Земята на какъвто и да е уред), наличието на модел, който може да пресъздаде аномалиите с висока точност, може да бъде полезен при предвиждането на бъдещи аномалии, пишат изследователите.

Да знаеш кога идват аномалиите в магнитното поле и да ги очакваш, може да помогне да се разбере влиянието им върху други геодинамични процеси.

Например, възможно ли е, както предполага едно проучване от 2013 г. публикувано в списание Nature, аномалиите в магнитното поле да предизвикват удължаване на денонощието? Според тези учени, внезапните промени в потока на флуида в ядрото на Земята водят до промени в завъртането на планетата, макар и минимални, като добавят допълнителна милисекунда към продължителността на деня на всеки шест години. Продължителността на дните на Земята сякаш корелира с няколко установени случая на аномално поведение на магнитното поле, съобщават изследователите.

Ако това е така и „геомагнитните идиотщини“ са отговорни за малко по-дълъг работен ден на всеки няколко години, поне знаем, че сме им дали правилното име.