地球の磁場はなぜ逆転するのでしょうか?

研究者たちは、地球の中心核にある液体金属の動きが磁極の逆転の主な原因の一つだと考えている。

専門家は地球の磁場の極性がいつ反転するかを正確に予測することはできない。写真:スペース

地球は液体の水を持つ岩石惑星であり、さまざまな理由から生命が繁栄するのに理想的な場所です。地球は主星から適切な距離にあり、惑星の表面に液体の水が存在するのに十分です。他の惑星の重力は、地球をさまよう小惑星との衝突の危険から守っています。 Spaceによると、地球を取り囲む磁場は、宇宙空間を飛び交う荷電粒子から生命を守るバリアとしても機能しているという。

地球の磁場は、地球の外核における溶融金属物質の複雑な流れによって生成されます。この物質の流れは、地球の自転と固体の鉄核の存在の両方の影響を受けます。その結果、その軸が惑星の自転軸と一致する双極磁場が生まれます。古代の岩石の化学組成の中に、地球の磁場が動的に変化する現象であるという証拠が隠されています。溶岩が冷えると、その中の鉄鉱物は、まるで方位磁針が北を指すように、地球の磁場と一直線になります。

地球の磁場は、数ミリ秒から数百万年まで、非常に短い時間スケールから極めて長い時間スケールにわたって変化します。磁場と宇宙の荷電粒子との相互作用により、磁場は短期間で変化する可能性があるが、長期的な磁場の擾乱は地球の液体の外核におけるプロセスによって引き起こされる。

地球内部の流体の動きの影響により、地磁気の逆転プロセスは 3 つの段階に分けられます。磁場の減衰段階では、磁場の強さが弱まり、その方向はより無秩序になります。次に、磁気漂流とは、地球の磁極が現在の位置から離れ、反対方向に移動し始めるプロセスです。再分極プロセスは、新しい磁場が形成され始め、磁極が最終的に以前とは反対の位置に到達する段階です。

これまでの磁場の研究では、2 つの分極状態が存在できることが示されています。現在の通常の状態では、磁力線は北極から外側に、南極に向かって内側を向いています。極性反転状態も可能であり、同様に安定しています。古地磁気研究によれば、地球の磁場の逆転は、主にそれを生み出すメカニズムのせいで、不規則かつ予測不可能である。地球物理学者レオナルド・サニョッティによれば、地球の外核における液体金属（主に溶融鉄）の流れは非常に無秩序かつ不規則である。磁極の反転は、地磁気の強度が低く、磁場の構造が不安定な時期に発生します。

磁極の反転の期間は数千年続きます。磁場が反転しようとすると、磁場は弱体化した状態となり、地球の大気が太陽風や荷電粒子の形の宇宙線にさらされる可能性が高まります。最近の研究によれば、41,000年前のラシャンの磁極反転イベントの際、地球の大気圏に到達する宇宙線の量は今日の3倍であったことが分かっています。

人類文明にとって憂慮すべきは磁極の変化ではなく、地磁気の強度が衰退する時期である。現代社会はますますテクノロジーに依存するようになっています。地表に近い高度で磁気圏に進入する荷電粒子の数が多ければ、安全、通信、電気インフラ、衛星、低軌道で生活する宇宙飛行士に影響を及ぼすことになる。特に、磁場の変動はランダムな性質を持つため、研究者はこれがいつ起こるかを正確に予測することはできません。

アン・カン（宇宙によると）

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