เพราะเหตุใดสนามแม่เหล็กโลกจึงกลับทิศ?

นักวิจัยเชื่อว่าการเคลื่อนที่ของโลหะเหลวในแกนโลกเป็นหนึ่งในสาเหตุหลักของการกลับขั้วของขั้วแม่เหล็ก

ผู้เชี่ยวชาญไม่สามารถคาดเดาได้อย่างแน่ชัดว่าสนามแม่เหล็กโลกจะกลับขั้วเมื่อใด ภาพ : อวกาศ — ผู้เชี่ยวชาญไม่สามารถคาดเดาได้อย่างแน่ชัดว่าสนามแม่เหล็กโลกจะกลับขั้วเมื่อใด ภาพ : *อวกาศ*

โลกเป็นดาวเคราะห์หินที่มีน้ำในสถานะของเหลว เป็นสถานที่ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตด้วยเหตุผลหลายประการ โลกอยู่ห่างจากดวงดาวแม่ในระยะที่เหมาะสมต่อการมีน้ำของเหลวอยู่บนพื้นผิวของดาวเคราะห์ แรงดึงดูดของดาวเคราะห์ดวงอื่นช่วยปกป้องโลกจากความเสี่ยงในการชนกับดาวเคราะห์น้อยที่โคจรมา สนามแม่เหล็กที่ล้อมรอบโลกยังทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันสิ่งมีชีวิตจากอนุภาคที่มีประจุที่พุ่งทะลุอวกาศอีกด้วย ตามรายงานของ Space

สนามแม่เหล็กของโลกถูกสร้างขึ้นจากการไหลของโลหะหลอมเหลวที่ซับซ้อนในแกนชั้นนอกของโลก การไหลของสสารนี้ได้รับอิทธิพลจากการหมุนของโลกและการมีแกนเหล็กแข็ง ผลลัพธ์คือสนามแม่เหล็กสองขั้วที่มีแกนอยู่ในแนวเดียวกับแกนการหมุนของดาวเคราะห์ หลักฐานที่บ่งชี้ว่าสนามแม่เหล็กโลกเป็นปรากฏการณ์ที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ซ่อนอยู่ในองค์ประกอบทางเคมีของหินโบราณ เมื่อลาวาเย็นตัวลง แร่เหล็กในลาวาจะเรียงตัวสอดคล้องกับสนามแม่เหล็กของโลก เช่นเดียวกับเข็มทิศที่ชี้ไปทางทิศเหนือ

สนามแม่เหล็กโลกมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาในระยะเวลาสั้นมากและยาวนานมาก ตั้งแต่ไม่กี่มิลลิวินาทีไปจนถึงหลายล้านปี ปฏิสัมพันธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กกับอนุภาคที่มีประจุในอวกาศสามารถเปลี่ยนแปลงสนามแม่เหล็กได้ในช่วงเวลาสั้นๆ ในขณะที่การรบกวนสนามแม่เหล็กในระยะยาวเกิดจากกระบวนการในแกนกลางของเหลวชั้นนอกของโลก

ภายใต้อิทธิพลของการเคลื่อนที่ของของไหลภายในโลก กระบวนการย้อนกลับของสนามแม่เหล็กโลกสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ขั้นตอน ในช่วงระยะสลายตัวของสนามแม่เหล็ก ความเข้มของสนามแม่เหล็กจะอ่อนลง และทิศทางจะวุ่นวายมากขึ้น ถัดไป การดริฟท์แม่เหล็กเป็นกระบวนการที่ขั้วแม่เหล็กของโลกเริ่มเลื่อนออกห่างจากตำแหน่งปัจจุบันและเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม กระบวนการรีโพลาไรเซชันเป็นขั้นตอนที่สนามแม่เหล็กใหม่เริ่มถูกสร้างขึ้น โดยขั้วแม่เหล็กจะไปถึงตำแหน่งตรงข้ามกับตำแหน่งก่อนหน้าในที่สุด

การศึกษาครั้งก่อนหน้านี้เกี่ยวกับสนามแม่เหล็กแสดงให้เห็นว่าสามารถมีสถานะโพลาไรเซชันได้สองสถานะ ในสภาวะปกติปัจจุบัน เส้นสนามแม่เหล็กจะชี้ออกจากขั้วโลกเหนือและชี้เข้าด้านในสู่ขั้วโลกใต้ สถานะการกลับขั้วยังเป็นไปได้และมีเสถียรภาพเท่าเทียมกัน การศึกษาเกี่ยวกับแม่เหล็กโบราณแสดงให้เห็นว่าการกลับทิศของสนามแม่เหล็กโลกนั้นไม่สม่ำเสมอและไม่สามารถคาดเดาได้ ส่วนใหญ่เป็นเพราะกลไกที่สร้างการกลับทิศนั้น ตามที่นักธรณีฟิสิกส์ Leonardo Sagnotti กล่าวไว้ การไหลของโลหะเหลว (ส่วนใหญ่เป็นเหล็กหลอมเหลว) ในแกนชั้นนอกของโลกนั้นวุ่นวายและไม่แน่นอนมาก การกลับขั้วของขั้วแม่เหล็กเกิดขึ้นในช่วงที่มีความเข้มของสนามแม่เหล็กต่ำและโครงสร้างสนามแม่เหล็กไม่เสถียร

ระยะเวลาของการกลับขั้วแม่เหล็กจะกินเวลาหลายพันปี เมื่อสนามแม่เหล็กกำลังจะเปลี่ยนแปลง มันจะอยู่ในสถานะที่อ่อนลง ทำให้บรรยากาศของโลกสัมผัสกับลมสุริยะและรังสีคอสมิกในรูปของอนุภาคมีประจุมากขึ้น งานวิจัยล่าสุดแสดงให้เห็นว่าระหว่างเหตุการณ์สลับขั้วแม่เหล็กของลาสแชมป์ส์เมื่อ 41,000 ปีก่อน ปริมาณรังสีคอสมิกที่เดินทางมาถึงชั้นบรรยากาศของโลกทั่วโลกมีสูงกว่าปัจจุบันถึง 3 เท่า

สำหรับอารยธรรมมนุษย์ สิ่งที่น่ากังวลไม่ใช่การเปลี่ยนแปลงของขั้วแม่เหล็ก แต่เป็นช่วงที่ความเข้มของสนามแม่เหล็กโลกลดลง สังคมสมัยใหม่พึ่งพาเทคโนโลยีมากขึ้น อนุภาคมีประจุจำนวนมากที่เข้าสู่แมกนีโตสเฟียร์ในระดับความสูงที่ใกล้พื้นดินมากขึ้นจะส่งผลกระทบต่อความปลอดภัย การสื่อสาร โครงสร้างพื้นฐานด้านไฟฟ้า ดาวเทียม และนักบินอวกาศที่อาศัยอยู่ในวงโคจรต่ำของโลก ที่น่าสังเกตคือ เนื่องจากความผันผวนของสนามแม่เหล็กมีลักษณะสุ่ม นักวิจัยจึงไม่สามารถคาดเดาได้อย่างแน่ชัดว่าเหตุการณ์นี้จะเกิดขึ้นเมื่อใด

อันคัง (ตาม สเปซ )

ลิงค์ที่มา