Zemljine magnetske anomalije

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-16 15:59

Magnetno polje Zemlje štiti njenu površinu i njene stanovnike - uključujući sve ljude sa njihovim krhkim tijelima, kao i osjetljivu elektroniku - od smrtonosnih kosmičkih zraka i nabijenih čestica koje lete sa Sunca. Međutim, na nekim mjestima ovaj nevidljivi oklop slabi i praznine rastu. Stoga naučnici iz cijelog svijeta vrlo pažljivo proučavaju takve anomalije kako bi bolje razumjeli mehaniku magnetohidrodinamičkog dinamo u utrobi planete, kao i predvidjeli promjene u magnetskom polju.

Magnetna anomalija je značajno slabljenje Zemljinog magnetnog polja u određenom području na površini planete. Kao što ime govori, Južni Atlantik (SAA) se nalazi iznad južnog dijela Atlantskog mora, djelimično "pokrivajući" Južnu Ameriku i "prianjajući svojim repom" za sam jug Afrike.

Ova formacija ima najveću veličinu na nadmorskoj visini od oko 500-600 kilometara. Na nivou mora njegova "projekcija" je nešto manja i očituje se u veličini magnetnog polja - jednaka je onoj na visini od oko hiljadu kilometara iznad onih područja zemljine površine gdje nema anomalija.

Ovakvo smanjenje magnetnog polja još nije opasno za stanovnike naše planete, ali već stvara ozbiljne probleme inženjerima koji dizajniraju svemirske letjelice i kontrolišu njihove misije. Na primjer, legendarni Hubble orbitalni teleskop okreće se oko Zemlje tačno na visini od oko 540 kilometara - odnosno nekoliko puta dnevno proleti upravo kroz tu anomaliju. Ovih minuta obustavlja se rad svemirske laboratorije zbog povećanog nivoa zračenja.

Nevolja je u tome što tamo gde magnetsko polje Zemlje slabi, smanjuje se zaštita čitavog prostora oko planete od sunčevog vetra i galaktičkih zraka. Nabijene čestice dobijaju priliku da jure gotovo bez odstupanja do površine zemlje i, prirodno, sudaraju se sa svime što im se nađe na putu.

Štoviše, za svemirske letjelice, situacija s južnoatlantskom anomalijom dodatno je komplicirana strukturom radijacijskih pojaseva. Upravo se u ovoj regiji Atlantika unutrašnji Van Allenov pojas spušta gotovo do površine planete.

Van Allenovi pojasevi zračenja su dva pokrivača Zemlje formirana od nabijenih čestica (protona i elektrona) koje su zarobljene između linija magnetnog polja naše planete.

Obično se većina satelita nalazi ispod unutrašnjeg pojasa (kruže do 1000 km u apogeju) i gotovo da nisu izloženi destruktivnim efektima jonizujućeg zračenja. Ali južnoatlantska anomalija još uvijek kvari živce astronauta i inženjera u raketnoj i svemirskoj industriji.

Osim Hubblea, koji mora povremeno prekidati naučne radove, mnoga druga vozila su žrtve ovog područja u svemiru blizu Zemlje: ISS nosi pojačanu zaštitu od zračenja, budući da i on leti kroz ovu anomaliju, vjerovatno je nekoliko Globalstar satelita oštećeno, a na šatlovima su to bili sasvim obični laptopi koji su se gasili.

Za ljude, let kroz anomaliju na visini od 400 kilometara iznad Zemlje također ne prolazi nezapaženo - većinu fosfena (bljeskova iza zatvorenih očiju koji izazivaju visokoenergetske elementarne čestice) astronauti i kosmonauti promatraju iznad Atlantika.

Šta je izazvalo ovo neprijatno ponašanje magnetnog polja - pitanje nije u potpunosti zatvoreno. Prema općeprihvaćenoj i dobro dokazanoj teoriji, tečno metalno jezgro Zemlje, tokom svoje rotacije i stalnog miješanja konvekcijskih struja, radi kao dinamo.

Ali, budući da je njegova struktura heterogena, različite mase materije kreću se u utrobi planete malo različitim brzinama. Ove fluktuacije su superponirane na neusklađenost magnetne ose sa osom rotacije planete i "rezultiraju" slabljenjem magnetnog polja iznad juga Atlantika.

Moderna istraživanja pokazuju da je južnoatlantska anomalija više-manje stabilna najmanje 8 miliona godina i da se lagano vuče prema zapadu brzinom od oko 0,3 stepena godišnje.

To se poklapa s razlikom u brzini rotacije zemljine površine i vanjskih slojeva jezgra planete. Ali ono što je najzanimljivije je da UAA mijenja svoj oblik i postepeno se dijeli na dva dijela. Ovaj proces traje već duže vrijeme i u nizu izvora se u početku razmatraju dvije odvojene anomalije - brazilska i Cape Town.

Na opšte zdravlje planete takve promene, koliko se može proceniti, nemaju ozbiljnijeg uticaja. Problemi nastaju samo kada se osoba popne više iznad površine - u orbiti je više satelita, a njihov dizajn sve više koristi uobičajene komercijalno dostupne komponente.

Koliko će ozbiljno biti dejstvo pojačanog zračenja na one uređaje koji upadnu u anomaliju tokom ili posle jake solarne oluje, vreme može da pokaže.