Магнитното поле се носи на запад и никой не знае защо

В продължение на около 400 години хората са измервали магнитното поле на Земята. За всичкото това време то се измества постепенно, но неуморно, на запад. Сега една нова хипотеза предполага, че странни вълни във външното ядро на Земята могат да са причина за това отклонение.

Бавните вълни, наречени още вълни на Росби, възникват във въртящи се течности. Те са известни също като „планетарни вълни“ и се намират в много големи ротационни тела, включително в океаните на Земята и в атмосферата, както и на Юпитер и дори на Слънцето.

Външното ядро на Земята е течно, с температура около 3360 °C, като общият му състав е предимно от съединения на желязото или подобен на състава на земната мантия, но в състояние на метална фаза. То се намира на дълбочина от 2900 до 4980 км и също е въртяща се течност, което означава, че вълните на Росби циркулират и в сърцевината на Земята. Докато океанските и атмосферни вълни на Росби имат гребени, които се придвижват на запад срещу ротацията на Земята на изток, вълните на Росби в сърцевината се движат обратно „отвътре навън“, „малко като обръщане на атмосферните вълни на Росби „, казва, докторантът в университета Кеймбридж в Англия Оливър Бардсли, автор на ново изследване върху хипотезата за вълните на Росби.

Ротацията на магнитното желязно ядро на Земята създава геомагнитното поле на планетата. Геомагнитното поле на свой ред защитава планетата от слънчевата радиация, което го прави важно за живота на Земята. Без него повърхността на планетата ще бъде бомбардирана от заредени частици, изхвърляни от Слънцето и идващи от космоса, които в крайна сметка биха унищожили атмосферата на Земята.

Докато се опитва да разбере природата на вълните разпространяващи се в ядрото на Земята, Бардсли осъзнава, че някои от тези вълни могат да обяснят една от мистериите на магнитното поле на планетата.

През последните четири века учените са направили измервания на магнитната деклинация – разликата между истинския север и точката, която иглата на компаса посочва. (Тъй като магнитното поле е пълно с малки локални аномалии, стрелката на компаса се движи, трепти малко, в сравнение с истинския север, в зависимост от това къде стоите.)

През тези четири века аномалиите, разкрити от тези измервания на деклинацията, показват тенденция да се движат на запад, съобщава Бардсли в новото си изследване.

„Преместването за запад се проявява предимно като поредица от петна над Атлантическия океан, близо до екватора“, казва той пред Live Science, „и те се движат на запад с около 17 километра годишно“.

Теориите, които обясняват изместването на магнитното поле, обикновено са фокусирани върху динамиката на външното ядро на Земята. Най-популярната хипотеза, според Бардсли е, че външното ядро съдържа спирала, подобна на потока на атмосферата, който се движи на запад и плъзга магнитното поле на Земята заедно с тази спирала. Проблемът, казва Бардсли е, че няма обяснима причина, поради която тази спирала трябва да съществува. Липсата на директни доказателства за нея, дава възможности и за други обяснения.

Една друга възможност, според него е, че вълните на Росби обясняват странността на магнитното поле на повърхността на Земята. Това е малко странно, пояснява Бардсли, защото вълните на Росби в сърцевината на Земята имат криволичещи на изток гребени, съвсем противоположни на движението на полето на запад. Но гребените на вълните не винаги представляват цялостното енергийно движение.

„Възможно е да има група от вълни, където самите гребени да отиват на изток, но голямата част от енергията да отива на запад“, казва Бардсли.

Нещо подобно може дори да се случи и с водни вълни. Техните гребени обикновено пътуват в една и съща посока с по-голямата част от енергията си, но не непременно със същата скорост.

Повърхностните измервания на геомагнитното поле улавят по-голямата част от движението на енергията, казва Бардсли, но не във всичките й детайли. Така че вълните на Росби с мащабна тенденция да се движи енергията на запад, може да обяснят движението на запад на геомагнитното поле, измерено над Атлантическия океан. Малките детайли, като тези гребени, които се движат на изток, биха били невъзможни за откриване.

Движението на запад на полето и хипотезата за вълните на Росби до голяма степен не са свързани с по-известния въпрос по отношение на магнитното поле: Дали ще обърне полюсите си? Периодично през цялата история на Земята, магнитният север и магнитният юг са разменяли места. „Това не е особено проблематично, с изключение на факта, че отнема около 10 000 години“, казва Бардсли, а процесът предизвиква повишаване на аномалиите и отслабване на магнитното поле между полюсите. Отслабеното поле вероятно ще позволи на повече слънчеви частици да проникнат през атмосферата на Земята, които могат да разрушат електрическите мрежи и да причинят проблеми с навигационните системи“. Учените обаче не са сигурни дали отслабването на магнитното поле през последните двеста години е признак на предстоящо обръщане на полюсите или просто възстановимо колебание.

Статията е публикувана в Live Science.