Το γεωμαγνητικό πεδίο και η θεωρία αντιστροφής των πόλων 
Πως μπορεί να συμβεί κάτι τέτοιο; Στο σημείο αυτό οι γνώμες διίστανται: Άλλοι μιλούν για το πέρασμα του περίφημου Νιμπίρου ή πλανήτη Χ ή κάποιου άλλου μεγάλου ουράνιου αντικειμένου κοντά από τη γη, άλλοι για κάποιο βίαιο ξέσπασμα του ήλιου, άλλοι για μια ευθυγράμμιση του πλανήτη μας με άλλα ουράνια σώματα...Όποιος και αν είναι πάντως ο υπαίτιος, υποτίθεται ότι θα αντιστρέψει τους μαγνητικούς πόλους της γης, με ζοφερές συνέπειες: Οι περισσότεροι μιλούν για πρωτόγνωρη αύξηση της επικίνδυνης ηλιακής και κοσμικής ακτινοβολίας, ορισμένοι όμως κάνουν λόγο ακόμα και για καταστροφικούς σεισμούς, πρωτοφανή παλιρροϊκά κύματα και άλλα παρόμοια δεινά....Έχουν δίκιο; Είναι δυνατόν να συμβούν τέτοια πράγματα; Ας πάρουμε τα πράγματα από την αρχή και ας εξετάσουμε τους λόγους δημιουργίας και της συντήρησης του συγκεκριμένου πεδίου, καθώς και τους λόγους αντιστροφής του με τις όποιες επιπτώσεις.
Για να δημιουργηθεί το μαγνητικό πεδίο της Γης οι φυσικοί από τη δεκαετία του '40 ξέρουν ότι πρέπει να υπάρχουν τρεις βασικές συνθήκες.
Η πρώτη συνθήκη είναι να υπάρχει ένας μεγάλος όγκος ηλεκτρικά αγώγιμου ρευστού, που στην περίπτωση της Γης είναι ο πλούσιος σε σίδηρο υγρός εξωτερικός πυρήνας της Γης. Τούτο το κρίσιμο στρώμα περιβάλλει έναν στερεό εσωτερικό πυρήνα από σχεδόν καθαρό σίδηρο και από πάνω του βρίσκεται ο μανδύας από στερεά πετρώματα και ένας υπέρλεπτος φλοιός (ήπειροι και ωκεάνιος πυθμένας).
Η δεύτερη απαίτηση του γεωδυναμό είναι να υπάρχει μια πηγή ενέργειας που να θέτει σε κίνηση το ρευστό. Η ενέργεια η οποία κινεί το γεωδυναμό είναι εν μέρει θερμική και εν μέρει χημική —αμφότερες δημιουργούν άνωση βαθιά μέσα στον εξωτερικό πυρήνα. Όπως και σε ένα υγρό που βράζει σε ένα δοχείο, έτσι και ο εξωτερικός πυρήνας είναι θερμότερος στον πυθμένα του απ' ό,τι στο πάνω σύνορο του. Αυτό σημαίνει ότι ο θερμότερος και λιγότερο πυκνός σίδηρος του κατώτερου εξωτερικού πυρήνα τείνει να ανυψωθεί, όπως οι μικρές διακριτές μάζες καυτού νερού. Όταν το ρευστό φτάνει στο πάνω σύνορο του εξωτερικού πυρήνα, χάνει μέρος της θερμότητας του, το οποίο μεταβιβάζεται στον υπερκείμενο μανδύα. Έτσι, ο υγρός σίδηρος ψύχεται, γίνεται πυκνότερος από το περιβάλλον μέσο και βυθίζεται.
Αυτή η διαδικασία διάδοσης της θερμότητας από τον πυθμένα στο πάνω σύνορο δια της ανύψωσης και της βύθισης ρευστού ονομάζεται μεταφορά θερμότητας. Για να προκύψει από έναν πλανήτη ένα αυτοσυντηρούμενο μαγνητικό πεδίο, χρειάζεται απαραιτήτως και ένας τρίτος παράγοντας: η περιστροφή. Η περιστροφή της Γης, μέσω της δράσης των δυνάμεων Coriolis, εκτρέπει τα ανυψούμενα ρευστά μέσα στον εξωτερικό πυρήνα της Γης κατά τον ίδιο τρόπο με τον οποίο συστρέφει τα ωκεάνια ρεύματα και τις τροπικές καταιγίδες δίνοντας τους τη μορφή των οικείων σπειρών που βλέπουμε στις μετεωρολογικές φωτογραφίες από δορυφόρους. Στον εξωτερικό πυρήνα, οι δυνάμεις Coriolis εκτρέπουν το ανερχόμενο ρευστό αναγκάζοντας το να κινείται κατά μήκος σπειροειδών, ή ελικοειδών, τροχιών, σαν να ακολουθούσε το ελικοειδές σύρμα ενός χαλαρού ελατηρίου. Συνοψίζοντας οι κύριοι λόγοι που το γεωδυναμό συντηρείται επί εκατομμύρια χρόνια είναι ότι η Γη πρώτον διαθέτει έναν πλούσιο σε σίδηρο υγρό πυρήνα, δεύτερον επαρκή ενέργεια για να πραγματοποιεί τη μεταφορά θερμότητας και τρίτον δύναμη Coriolis για να συστρέφει το κυκλοφορούν ρευστό.
Το μαγνητικό πεδίο που αντιλαμβανόμαστε στην επιφάνεια της γης ως διπολικό, με το βόρειο και το νότιο πόλο, είναι στην πραγματικότητα ένα αρκετά πιο σύνθετο πεδίο στην περιοχή που εφάπτεται ο εξωτερικός ρευστός πυρήνας με το μανδύα (Core-Mantle Boundary-CMB) και αποτελείται από ανώτερης τάξης πολύπολα, η ένταση των οποίων όμως εξασθενεί μέχρι να φτάσει στην επιφάνεια. Έτσι έχουμε μια δυναμική κατάσταση ανάμεσα σε μια διεργασία που στόχο έχει την ανατροπή του κυρίαρχου διπολικού μαγνητικού πεδίου και σε μια διεργασία που το συντηρεί. Τις περισσότερες φορές επικρατεί η διεργασία που κρατά σταθερό το μαγνητικό πεδίο,αλλά ενίοτε σημειώνεται ανατροπή του πεδίου. Ο μηχανισμός της ανατροπής έχει περιγραφεί ως η επικράτηση των ανωτέρω τάξεων του πολυπολικού πεδίου μέχρι την απόλυτη κυριαρχία στην περιοχή του CMB ενός πεδίου αντίθετης πολικότητας, οπότε σταθεροποιείται εκ νέου η κατάσταση. Σε όλη τη διαδικασία, η οποία μπορεί να διαρκέσει χιλιάδες χρόνια, το μαγνητικό πεδίο δεν εξαφανίζεται, αλλά παρουσιάζει αυξομειώσεις στην έντασή του και γίνεται ακανόνιστο και πολύπλοκο.
Το μαγνητικό πεδίο του πλανήτη μας αντιστρέφεται, περίπου, μια φορά κάθε 200.000 χρόνια κατά μέσον όρο. Εντούτοις, ο χρόνος μεταξύ των αντιστροφών είναι ιδιαίτερα μεταβλητός. Το γήινο μαγνητικό πεδίο την τελευταία φορά που αντιστράφηκε ήταν πριν 780.000 χρόνια, σύμφωνα με το γεωλογικό αρχείο της γήινης πολικότητας. Οι πληροφορίες αυτές συλλέγονται όταν λιωμένη λάβα επικάθεται στο γήινο φλοιό μετά από την έκρηξη ενός ηφαιστείου και ακολούθως σκληραίνει, όπως τα ρινίσματα του σιδήρου που τοποθετούνται σε ένα κομμάτι του χαρτονιού ευθυγραμμίζονται με το πεδίο ενός μαγνήτη, που βρίσκεται κάτω από αυτά.
Ποιος είναι ο μηχανισμός όμως που προκαλεί τις αντιστροφές του μαγνητικού πεδίου; Για να απαντηθεί στην πράξη η θεωρία του γεωδυναμό, οι Glatzmaier και Roberts ανέπτυξαν ένα υπολογιστικό μοντέλο το 1995 το οποίο προσομοιάζει την επαγωγή και τη δημιουργία μαγνητικού πεδίου σε ένα ρευστό εξωτερικό πυρήνα που περιβάλλει ένα στερεό εσωτερικό πυρήνα, με τις διαστάσεις, την ταχύτητα περιστροφής, τη ροή θερμότητας και τη σύνθεση των υλικών της γης. Το πρόγραμμα τους τρέχει συνεχώς, και κάθε λύση προωθεί τον χρόνο κατά μία εβδομάδα στο παρελθόν. Τώρα το μοντέλο υπολογίζει μια εποχή πριν 500.000 χρόνια, λέει ο Glatzmaier. Με τη μελέτη του μοντέλου, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι, καθώς το γεωδυναμό παράγει νέα μαγνητικά πεδία, τα νέα πεδία ευθυγραμμίζονται συνήθως στην κατεύθυνση του υπάρχοντος μαγνητικού πεδίου. "Αλλά πότε-πότε μια διαταραχή στρέφει το μαγνητικό πεδίο προς μια διαφορετική κατεύθυνση και συνεισφέρει λίγο σε μια αντιστροφή των πόλων", εξηγεί ο Glatzmaier. Αυτές οι μικρές συνεισφορές της αντιστροφής των πόλων αναφέρονται ως αστάθειες. Εμφανίζονται συνεχώς στη ρευστή ροή του πυρήνα, εν τούτοις με ένα πολύ αργό ρυθμό, περίπου ένα βαθμό γεωγραφικού πλάτους ετησίως. Συνήθως, οι αστάθειες είναι προσωρινές. Αλλά σε πολύ σπάνιες περιπτώσεις, οι συνθήκες είναι αρκετά ευνοϊκές ώστε η πολικότητα να γίνεται ολοένα και μεγαλύτερη, καθώς η αρχική πολικότητα διαλύεται. Εάν αυτή η νέα πολικότητα κυριαρχήσει σε ολόκληρο τον πυρήνα, προκαλεί μια αντιστροφή των πόλων. "Είναι ένα πολύ περίπλοκο, χαοτικό σύστημα, και έχει μια δική του ζωή", αναφέρει ο Glatzmaier.
Αφού εξηγήθηκαν, λοιπόν, οι λόγοι δημιουργίας, συντήρησης και αντιστροφής του γεωμαγνητικού πεδίου, ας επιστρέψουμε στις θεωρίες περί απότομης αναστροφής των μαγνητικών πόλων το 2012 με ολέθριες συνέπειες για την ανθρωπότητα. Το μαγνητικό πεδίο προστατεύει το μεγαλύτερο μέρος των περιοχών του πλανήτη μας που κατοικούνται από τα φορτισμένα σωματίδια που προέρχονται από το διάστημα, κυρίως από τον ήλιο. Το μαγνητικό πεδίο εκτρέπει τα κινούμενα σωματίδια προς τους γήινους Πόλους.
Τα αποτελέσματα της εξαφάνισης θα μπορούσαν να είναι καταστροφικά. Ισχυρές κοσμικές εκρήξεις, που κανονικά δεν αγγίζουν ποτέ την ατμόσφαιρα, θα υπερθερμάνουν τα ανώτερα στρώματά της, προκαλώντας κλιματολογικές αλλαγές. Οι διάφοροι δορυφόροι, τα γήινα μάτια και αυτιά, θα καταστραφούν προκαλώντας μεγάλη σύγχυση.
Επειδή πολλά είδη μεταναστευτικών ζώων και πτηνών στηρίζουν την έμφυτή τους ικανότητα να προσανατολίζονται στο γήινο μαγνητικό πεδίο, θα είχαν να αντιμετωπίσουν τραγικές συνέπειες. Μάλιστα στον Άρη, όταν κατέρρευσε το μαγνητικό του πεδίο πριν από δισεκατομμύρια χρόνια, δημιουργήθηκε η σημερινή κατάσταση, μια θερμότατη ατμόσφαιρα κάτω από την οποία είναι αδύνατον αν ζήσουν οι σημερινοί γήινοι οργανισμοί. Επίσης, όλοι αυτοί οι τηλεπικοινωνιακοί και στρατιωτικοί δορυφόροι που βρίσκονται σε τροχιά γύρω από τη γη θα ξέφευγαν από τις τροχιές τους φέρνοντας το χάος. Θα υπήρχε κοινωνική αναταραχή, πόλεμοι, λιμοί και οικονομική κατάρρευση. Χωρίς GPS και δορυφορικά συστήματα πλοήγησης τα περισσότερα αεροπλάνα θα ήταν άχρηστα.
Οι καταστροφολόγοι, λοιπόν, χρησιμοποιούν ως δικαιολογία όλη αυτή τη συζήτηση γύρω από τις προφητείες των Μάγια και ψάχνουν απεγνωσμένα στοιχεία για να διατυπώσουν θεωρίες για την επερχόμενη καταστροφή. Έτσι υιοθετώντας τη θεωρία της γεωμαγνητικής αντιστροφής, είναι παραπάνω από σίγουροι ότι θα συμβεί στις 21 Δεκεμβρίου του 2012. Οι επιστήμονες βέβαια απλά έχουν δηλώσει ότι είναι πιθανόν να συμβεί την επόμενη χιλιετία και όχι τον επόμενο χρόνο! Και βέβαια δεν υπάρχει τρόπος να προβλέψει κανείς τον ακριβή χρόνο μιας γεωμαγνητικής αντιστροφής. Από τα γεωλογικά αρχεία γνωρίζουμε ότι αυτή η μαγνητική αντιστροφή έχει πραγματοποιηθεί πολλές φορές τα τελευταία 160 εκατομμύρια χρόνια χωρίς τα συμβάντα να ακολουθούν κανενός είδους μοτίβο ή κανονικότητα. Τα δεδομένα δείχνουν ότι η μεγαλύτερη περίοδος ανάμεσα σε δύο συνεχόμενες αντιστροφές ήταν περίπου 40 εκατομμύρια χρόνια, ενώ η μικρότερη μερικές εκατοντάδες χρόνια.
Μήπως αυτή θα επέλθει από κάποιον εξωτερικό παράγοντα; Για να επηρεαστεί ο μηχανισμός που δημιουργεί το μαγνητικό πεδίο της γης χρειάζεται ή κάποια καταστροφική σύγκρουση με ένα αρκετά μεγάλο σώμα -αντίστοιχο σε μάζα με ένα μικρό πλανήτη, όπως είναι ο Ερμής, για παράδειγμα - ή ίσως το επικίνδυνα κοντινό πέρασμα ενός σώματος το οποίο θα διαθέτει πολύ πιο ισχυρό μαγνητικό πεδίο και πολύ μεγαλύτερη μάζα από τον πλανήτη μας. Ευτυχώς προς το παρόν δεν γνωρίζουμε να κυκλοφορεί κανένα τέτοιο σώμα στην ευρύτερη γειτονιά μας και σίγουρα θα το είχαμε αντιληφθεί, ίσως και με γυμνό μάτι, αν επρόκειτο να φτάσει σε εμάς το 2012 ή το 2013.
Κάποια από τα σενάρια παρουσιάζουν ως εξωτερικό παράγοντα που θα επηρεάσει το μαγνητικό πεδίο, την εκρηκτική δραστηριότητα του άστρου μας, η οποία υποτίθεται ότι σε κάποιο πρωτόγνωρο ξέσπασμα θα εκτοξεύσει προς τη μεριά μας μια επικίνδυνα μεγάλη ποσότητα ύλης. Και πάλι δεν υπάρχει απολύτως καμία ένδειξη που να συνδέει τις αντιστροφές του μαγνητικού πεδίου με την ηλιακή δραστηριότητα. Επιπλέον, ακόμη και τα πιο ισχυρά εκρηκτικά φαινόμενα που παρατηρούνται στον ήλιο δεν επαρκούν για να επηρεάσουν σε τέτοιο βαθμό είτε μαγνητικά είτε βαρυτικά τον πλανήτη μας. Ας μην ξεχνάμε ότι αντίθετα από ό,τι υποστηρίζεται ή αφήνεται να εννοηθεί σε ορισμένα τέτοια σενάρια που εμπλέκουν τον εσωτερικό, στερεό πυρήνα στην "επικείμενη αντιστροφή" και καταστροφή, αυτός δεν φέρει δικό του μαγνητικό πεδίο, καθώς είναι πολύ θερμός για κάτι τέτοιο. Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, το μαγνητικό πεδίο δημιουργείται από τα ρεύματα στο ρευστό εξωτερικό πυρήνα και αντιστρέφεται με τους δικούς του, ιδιαίτερους ρυθμούς. Αντίθετα, ο εσωτερικός πυρήνας ακολουθεί τη γενική περιστροφή του πλανήτη μας, και μάλιστα είναι ελάχιστα πιο γρήγορος. Αυτό σημαίνει ότι κερδίζει ένα γύρο σε σχέση με τον υπόλοιπο πλανήτη κάθε 400 χρόνια περίπου, μια περίοδο που προφανώς δεν έχει σχέση με το μαγνητικό μας πεδίο και τις αντιστροφές του.
Ορισμένοι υποστηρίζουν ότι είναι ανησυχητικό και το γεγονός ότι το μαγνητικό πεδίο εξασθενεί. Ωστόσο θεωρείται ότι κυμαίνεται πάνω από το μέσο όρο. Οι επιστήμονες στο ωκεανογραφικό ινστιτούτο Σκριπς στο Σαν Ντιέγκο βρήκαν ότι, αν το γεωμαγνητικό πεδίο συνεχίσει να μειώνεται σε ένταση με το σημερινό ρυθμό, πρακτικά θα μηδενιστεί σε 500 χρόνια. Παρ' όλα αυτά, είναι πιθανότερο το πεδίο απλά να επανέλθει και να αρχίσει να δυναμώνει την έντασή του, όπως κάνει τα τελευταία χιλιάδες χρόνια, ακολουθώντας τις φυσιολογικές του αυξομειώσεις.
Είναι επίσης γνωστό ότι οι μαγνητικοί πόλοι, τόσο ο βόρειος όσο και ο νότιος, δεν είναι σταθεροί αλλά περιφέρονται στις περιοχές της Αρκτικής και της Ανταρκτικής. Για παράδειγμα, στις αρχές του 20ου αιώνα ο βόρειος μαγνητικός πόλος κινούνταν βόρεια με ταχύτητα δέκα χιλιόμετρα το χρόνο, ενώ πρόσφατα κινείται με ταχύτητα 40 χιλιόμετρα το χρόνο. Αν συνεχίσει έτσι, σε μερικές δεκαετίες θα βγει από τα σύνορα της βόρειας Αμερικής και θα βρεθεί στη Σιβηρία. Αυτό δεν είναι κάτι νέο:Από τη στιγμή που ο Τζέιμς Ρος ανακάλυψε το 1831 τη θέση του βόρειου μαγνητικού πόλου για πρώτη φορά, αυτός έχει διανύσει εκατοντάδες χιλιόμετρα.
Το θέμα της γεωμαγνητικής αντιστροφής απασχολεί και θα απασχολεί για πολλά χρόνια ακόμη τους φυσικούς και τους γεωλόγους. Παρόλο που δεν έχουμε κατανοήσει πλήρως τις φυσικές διεργασίες και τη δυναμική που προκαλούν το συγκεκριμένο φαινόμενο, δεν υπάρχει καμία απολύτως επιστημονικά τεκμηριωμένη ένδειξη που να υποστηρίζει το ότι μπορεί να συμβεί μια γεωμαγνητική αντιστροφή στις 20-21 Δεκεμβρίου του 2012.
Εκτός αυτού, οι επιπτώσεις μιας τέτοιας αντιστροφής έχουν προβληθεί σε υπερβολικό βαθμό. Αν βιώσουμε ένα τέτοιο φαινόμενο, μάλλον απίθανο στη διάρκεια της ζωής μας, ούτε θα ψηθούμε ζωντανοί από τον ηλιακό άνεμο ούτε θα μας σαρώσει η κοσμική ακτινοβολία. Και είναι μάλλον απίθανο να λάβει χώρα κάποια μαζική εξάλειψη ειδών. Μην ξεχνάμε ότι πριν από 780.000 χρόνια, όταν συνέβη η τελευταία γεωμαγνητική αντιστροφή, ο homo erectus και οι απόγονοί του ζούσαν στη Γη και πέρασαν το γεγονός μάλλον ανώδυνα. Το πιο πιθανό είναι να δούμε φαινόμενα σαν το πολικό σέλας σε όλο τον ουρανό μας, ανεξαρτήτως γεωγραφικού πλάτους, καθώς το μαγνητικό πεδίο θα εξασθενίσει μέχρι να ισορροπήσει στη νέα αντεστραμμένη του θέση, και θα επιτρέψει την είσοδο περισσότερων φορτισμένων σωματιδίων από τον ηλιακό άνεμο. Το ότι το πεδίο θα εξασθενίσει δεν σημαίνει και ότι θα πάψει να προσφέρει τη μαγνητική του ασπίδα στον πλανήτη. Ούτως ή άλλως, υπάρχει και η επιπλέον προστασία της ατμόσφαιρας που μας περιβάλλει σε μεγάλο ύψος. Ίσως κάποιοι τηλεπικοινωνιακοί δορυφόροι παρουσιάσουν δυσλειτουργίες και τα μεταναστευτικά πουλιά μπερδευτούν, αλλά όλα αυτά απέχουν πολύ από την ... καταστροφή του κόσμου.
Συμπερασματικά λοιπόν μπορούμε να σταθούμε σε πέντε σημεία, τα οποία θα πείσουν και τον πλέον δύσπιστο ότι ούτε γεωμαγνητική αντιστροφή θα δούμε το 2012 ούτε - πολύ περισσότερο - το τέλος του κόσμου.
1) Οι μαγνητικοί πόλοι της Γης ούτως ή άλλως μετακινούνται με μεγάλη ταχύτητα από τότε που τους εντοπίσαμε, χωρίς αυτό να έχει επηρεάσει καθόλου τη ζωή στον πλανήτη.
2) Οι γεωμαγνητικές αναστροφές, σύμφωνα με το γεωλογικό αρχείο και τα παλαιομαγνητικά δεδομένα, ακολουθούν ένα χαοτικό μοντέλο στη φύση όσον αφορά το χρόνο που συμβαίνουν. Δεν υπάρχει τρόπος να τις προβλέψουμε.
3) Οι ενδείξεις για εξασθένιση του γήινου μαγνητικού πεδίου δεν σημαίνουν ότι αυτό θα καταρρεύσει. Εξάλλου, σήμερα η έντασή του είναι πάνω από το μέσο όρο σε σχέση με τις μετρήσεις των τελευταίων εκατομμυρίων ετών.
4) Δεν υπάρχει κανένα στοιχείο που να δείχνει ότι κάποιες εξωτερικές δυνάμεις μπορούν να επηρεάσουν τη δυναμική του γεωμαγνητικού πεδίου. Ούτε ενδείξεις για κάποια σύνδεση των φυσικών κύκλων της ηλιακής δραστηριότητας με τις γεωμαγνητικές αντιστροφές.
5) Οι θεωρίες για την ύπαρξη του μυστηριώδους πλανήτη Νιμπίρου ή Πλανήτη Χ, του οποίου η είσοδος στο εσωτερικό ηλιακό μας σύστημα θα ενεργοποιήσει μια γεωμαγνητική αντιστροφή, ανήκουν στη σφαίρα της επιστημονικής φαντασίας και της παραφιλολογίας.
Πηγές: National geographic "Ο πλανήτης σε κρίση"
Physics4u "Που οφείλεται το μαγνητικό πεδίο της γης"
Physics4u "Γιατί το γήινο μαγνητικό πεδίο αλλάζει φορά;"
Τα παρακάτω βίντεο συμπληρώνουν το παρόν άρθρο:
2012: Αναστροφή του γήινου μαγνητικού πεδίου 1/3
2012: Αναστροφή του γήινου μαγνητικού πεδίου 2/3
2012: Αναστροφή του γήινου μαγνητικού πεδίου 3/3
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου