Slábne zemské magnetické pole? III

09.03.2012 15:57

 

lucifer.bloguje.cz/910363-slabne-zemske-magneticke-pole-iii.php

10.11.2011

Slábne zemské magnetické pole? III

Rubrika Populárně naučný koutek
Ohodnotit příspěvek 
Počet hlasujících , Průměrné hodnocení (Výsledek se po najetí myší objeví dole na liště na konci adresy.)

Když z vulkánů a trhlinami mezi pevninskými deskami a oceánskými valy vytéká roztavená láva, magnetické minerály, které obsahuje – například zrnka magnetitu, se mohou volně otáčet a mají tendenci se orientovat ve směru zemského magnetického pole. Tato orientace se po zchladnutí horniny uchovává, a tak v ní nacházíme magnetizaci, která odpovídá směru magnetického pole v době jejího vzniku.

Lucifer

aurora-borealis-curtains-alaska.jpgZapsáno v kameni

Tuto dobu umíme určit a změřením magnetizace horniny dovedou vědci zjistit, kde tehdy byl "magnetický sever", a tím mapovat změny magnetického pole v průběhu milionů let. Tímto způsobem byly získány první důkazy o proměnné síle zemského magnetického pole. V roce 1904 doložila geomagnetická studia v oblasti Centrálního masivu ve Francii, že orientace magnetických minerálů je významně pootočena proti směru, který by zaujaly dnes. Ve dvacátých letech 20. století se taková měření dělala po celém světě, a tak se zrodilo nové vědní odvětví – paleomagnetismus.

Dnes máme přesvědčivé důkazy o tom, že za posledních 20 milionů let se zemské magnetické pole zhroutilo a znovuzrodilo s obrácenou polaritou více než šedesátkrát. K takovému přepólování magnetického pole dochází tedy průměrně jednou za půl milionu let a přechodné stadium trvá vždy několik tisíc let. Není to ale jev, ke kterému by docházelo s železnou pravidelností. Někdy – například v období dinosaurů – nedojde k překlopení pole po desítku milionů let. K poslední reverzi došlo před 780 000 lety. Znamená to tedy, že k němu dojde v blízké budoucnosti? Je dnes pozorované slábnutí zemského magnetického pole, jež se zdá být alarmující, předzvěstí takové radikální změny?

Ze záznamů kapitána Cooka o plavbě jižními moři víme, že pozorované slábnutí je poměrně nedávná záležitost. Máme námořní deníky už z roku 1590, kde je zaznamenáván nejen směr magnetického pole, ale i jeho sklon k zemskému povrchu. Pro tehdejší mořeplavce byly tyto údaje důležitými navigačními pomůckami, dá se říci, že na nich přímo závisel život námořníků. Naše měření ukazují, že magnetické pole od Gaussových dob zesláblo, ale nezdá se, že by mezi rokem 1590 a Gaussovými měřeními došlo k význačné změně.

Možná jen nemáme dost údajů, abychom mohli činit jasné závěry. Možná nás jihoatlantická anomálie svádí ze správné cesty. Máme se tedy těmito podivnými údaji znepokojovat? Když si uvědomíme, jak důležitou roli magnetické pole hrálo – a stále hraje – ve vývoji a udržitelnosti života, musíme odpovědět kladně.

Velký ochránce

Naše modrozelená planeta obíhá kolem Slunce ve vzdálenosti kolem 150 milionů kilometrů. Jako si pohádková holčička volila v medvědím domku židli či postýlku, které nebyly ani moc velké, ani moc malé, my jsme si k životu vybrali místo, kde není ani moc horko, ani moc zima. Jenže ze Slunce nevychází jen světlo a teplo. Jeho povrch tvoří turbulentní horké plazma, plyn složený z nabitých částic o vysokých energiích. Slunce tyto částice soustavně ztrácí a ty pak putují prostorem jako "sluneční vítr". Zemské magnetické pole jich podstatnou část odchyluje, takže jich na zemský povrch dopadne jen malé množství.

Když částice solárního větru zasáhnou atmosféru ve velkých zeměpisných šířkách, vyvolají kaskády energetických částic. Jejich energie se uvolní ve formě fluoreskujícího třepotavého světla známého jako aurora borealis, polární záře. Některé z částic vyvolají energetické záření, jež zasáhne zemský povrch. Toto záření ze slunečního větru může mít i kladné účinky. Soudí se, že mohlo usměrňovat vývoj některých forem života na zemi – Narušilo DNA, tím způsobilo mutace v živých organismech a usnadnilo proces evoluce.

Jenže představuje i nebezpečí. Je-li příliš intenzivní, mohou mutace DNA vést ke sterilitě, rakovině a možná i vyhubit některé druhy. Skutečnost, že toto záření nezničilo veškerý život na Zemi, je především důsledkem toho, že většina slunečního větru byla odchýlena magnetickým polem. Co by se stalo, kdyby tento ochranný mechanismus přestal fungovat?

Štít by se mohl zhroutit

Víme, že zemské magnetické pole vzniklo nejméně před 3.2 miliardami let. První známé formy života se objevily před 3.5 miliardami let. Závěr je zřejmý: život se vyvinul v magnetickém poli a možná je ke svému přetrvávání potřebuje. Měsíc i Mars před 4 miliardami let magnetické pole měly, ale dnes je nemají a víme, že nehostí život.

Fyzici soudí, že tato tělesa magnetické pole ztratila proto, že jsou příliš malá. Proto rychleji chladla a neudržela si v nitru teplo potřebné k udržení tekuté vířící vrstvy. Větší rozměr Země udržuje teplo v jádře, zatímco tektonické desky ochlazují plášť. Rozdíl teplot mezi jádrem a pláštěm umožňuje silné proudění mezivrstvě bohaté na železo, a to udržuje naše magnetické pole.

A ještě další účinek magnetického pole je důležitý pro zachování života – zajišťuje udržení zemské atmosféry. Protože odchyluje částice slunečního větru, nedovolí, aby tento vítr srážkami s molekulami vzduchu atmosféru "odfoukl". Mapy malých zbytků ionosféry Marsu ukazují, že její vrstva je nejsilnější tam, kde si horniny udržely určitý magnetismus. Pokud bychom ztratili magnetické pole, atmosféra by spolu s ním zanikla. Zemská magnetosféra nás tedy nechrání jen před zářením, umožnila i to, že na Zemi vznikla atmosféra, a dala nám kyslík. Hrozí nám, že ztratíme vzduch k dýchání?

Zdá se, že dostaneme uklidňující odpověď. K přepólování magnetického pole bezpochyby dochází, ale veškeré experimenty i pozorování ukazují, že tento proces trvá nejméně pár tisíc let. Během této doby magnetické pole sice zeslábne a jeho struktura se stane složitější, ale zůstane natolik silné, aby se naše atmosféra udržela. A možná ani další následky tohoto procesu nebudou nijak katastrofální.

Lidským bytostem na Zemi by v této periodě hrozilo nebezpečí v podobě mnohem intenzivnějšího dopadu slunečního záření, ale nikdo zatím neví, jestli by to představovalo vážný problém. Záření s velkou energií by mohlo způsobit masové vyhynutí v důsledku poškození DNA, jenže do hry vstupuje tolik dalších faktorů, že není možné udělat nějaký určitý závěr. Poslední přepólování magnetismu nezpůsobilo záhubu našich předků, navíc bychom dnes mohli být schopni postavit umělý radiační štít. Přirozený štít Země by mohl zmizet, ale tentokrát jsme připraveni přijmout následky a postavit se jim.

Zdroj: Michael Brooks, Velké otázky: Fyzika

linkuj.cz vybrali.sme.sk