Nevidna razpoka v oklepu: Zemljin ščit nad Atlantikom popušča

Če bi lahko zrli v magnetno polje Zemlje na enak način, kot gledamo vremenske karte, bi nad južno poloblo opazili nekaj zaskrbljujočega. Tam, kjer bi morala biti zaščitna pregrada našega planeta močna in enakomerna, se  poglablja velikanska udrtina.

Znanstveniki ta pojav imenujejo Južnoatlantska anomalija, toda za inženirje, ki upravljajo občutljivo elektroniko v orbiti, je to območje znano kot nevarna cona. Kot razkriva nova študija, objavljena te dni, se ta šibka točka v našem planetarnem ščitu širi hitreje, kot so predvidevali modeli. To pa odpira vprašanja o varnosti astronavtov in o turbulentnih procesih, ki se odvijajo 3000 kilometrov pod površjem Zemlje.

VESOLJE

Barvni ples severnega sija bomo lahko spremljali še vse do konca leta

Zemljino magnetno polje pogosto jemljemo za samoumevno. Deluje kot nevidni ščit, ki odbija neusmiljen tok sončnih delcev in kozmičnega sevanja, ki bi sicer sterilizirali površje planeta. Toda ta ščit ni neprebojen in zagotovo ni statičen.

Nova analiza, ki jo je vodil profesor Chris Finlay z Danske tehnične univerze in ki temelji na podatkih konstelacije satelitov Swarm Evropske vesoljske agencije (ESA), kaže na dramatične spremembe. Med letoma 2014 in 2025 se je območje zmanjšane magnetne intenzitete razširilo za približno pet milijonov kvadratnih kilometrov – površina, ki ustreza polovici Evrope.

V tem magnetnem nižavju je zaščita najšibkejša. Medtem ko povprečna jakost magnetnega polja drugod po svetu znaša med 40.000 in 60.000 nanoteslami (nT), so sateliti Swarm v središču anomalije izmerili padec na vsega 22.094 nT. 

Ko sateliti izgubijo spomin

Za prebivalce Južne Amerike ali Afrike ta anomalija na tleh nima neposrednih posledic. Zgodba pa je povsem drugačna 400 do 1000 kilometrov višje, v nizki zemeljski orbiti, kjer je promet satelitov najgostejši.

Ko sateliti preletijo to območje, vstopijo v regijo, kjer lahko  visokoenergijski delci prodrejo globlje in trčijo v občutljive mikročipe. Posledice so motnje, ko bit v računalniškem spominu preskoči, kar povzroči poškodbe podatkov, ponovni zagon sistemov ali v najslabšem primeru trajno odpoved strojne opreme.

»Sateliti v nizki orbiti so v tej regiji izpostavljeni močnejšemu sevanju kot kjerkoli drugje na planetu,« opozarja profesor Finlay.

To ni zgolj tehnična nevšečnost, pač pa gre za ekonomski problem. Da bi preživeli prehod skozi to vse večje območje, morajo proizvajalci satelitov in opreme za Mednarodno vesoljsko postajo svoje sisteme utrditi. To pomeni dražje materiale, redundantne sisteme in kompleksnejše načrtovanje. Astronavti na krovu vesoljske postaje, ki redno prečijo to območje, so prav tako deležni povečanih odmerkov sevanja, kar zahteva stalen zdravstveni nadzor zaradi tveganja za celične poškodbe.

Sporočila iz globine

Širjenje anomalije na površju pa je zgolj simptom. Bolezen namreč tiči veliko globlje. Magnetno polje ustvarja geodinamo – vrtenje tekočega železa v zunanjem jedru Zemlje. To je kaotičen, vroč in turbulenten proces, ki ga ne moremo neposredno opazovati.

Podatki misije Swarm so znanstvenikom omogočili, da so pogledali skozi plašč. Odkrili so, da se pod južno Afriko pojavljajo območja z obrnjenim pretokom. V teh žepih se magnetne silnice ne vijejo iz jedra navzven, temveč se vračajo vanj. Ta nasprotni tok izničuje moč glavnega polja, kar na površju zaznamo kot anomalijo.

Situacija, kot so jo izmerili leta 2014. Barve prikazujejo jakost magnetnega polja. Temnejši odtenek pomeni manjšo jakost. / Foto: Esa

Še bolj zanimivo je, da se ta pojav premika. »Eno od teh območij se počasi pomika proti zahodu, kar prispeva k poglabljanju magnetne vrzeli,« pojasnjujejo raziskovalci. To potrjuje, da je meja med tekočim jedrom in trdnim plaščem geološko bojišče, kjer se sile nenehno prerazporejajo.

Planetarna asimetrija

Če Južni Atlantik izgublja svojo magnetno moč, se dogajanje na severni polobli odvija po popolnoma drugačnem scenariju, ki spominja na geopolitično prerazporeditev moči.

Zemljino magnetno polje ni preprost paličast magnet. Je asimetrično in muhasto. Medtem ko je anomalija nad Kanado od leta 2014 oslabela in se skrčila, se je polje nad Sibirijo okrepilo in razširilo. Ta sprememba med dvema magnetnima centroma moči na severu je glavni krivec za spektakularen premik severnega magnetnega pola, ki se zadnja leta pospešeno seli iz kanadske Arktike proti Rusiji.

Misija Swarm / Foto: Esa

To ima tudi praktične posledice za navigacijo. Sistemi, ki se zanašajo na magnetni sever – od vojaških letal do preprostih kompasov v pametnih telefonih – morajo biti deležni pogostejših posodobitev modelov, da ostanejo natančni.

Ni (še) razloga za paniko

Kljub dramatičnemu jeziku, ki pogosto spremlja poročila o slabšanju ščita, znanstveniki mirijo strahove pred katastrofalnim obratom magnetnih polov. Čeprav se je to v zgodovini Zemlje zgodilo že stokrat, trenutni podatki ne kažejo na to, da bi bil tak dogodek neizbežen. Gre za fluktuacijo, ki je v geološkem časovnem okviru sicer hitra, vendar za dinamični planet povsem naravna.

Vendar pa študija v reviji Physics of the Earth and Planetary Interiors opozarja na krhkost naše tehnološke civilizacije. Naša odvisnost od satelitov raste sočasno s širjenjem območja, ki te iste satelite ogroža. ESA zato načrtuje podaljšanje misije Swarm še naprej od leta 2030. V prihajajočem obdobju sončnega minimuma bodo ti sateliti ključni za ločevanje vplivov Sonca od tistih, ki prihajajo iz globin našega planeta.