A Föld magja Verne Gyula könyvével ellentétben még most is elérhetetlen és sok szempontból ismeretlen a tudomány számára. Tudjuk, hogy az itt lévő folyékony vasból álló réteg hozza létre azt a mágneses mezőt, amely védelmet nyújt az űrből jövő káros sugárzások ellen és kulcsfontosságú az élet fenntartásához és amely mostanában zavarok jeleit mutatja. Az új kutatási eredményeknek köszönhetően minden eddiginél többet sikerült kideríteni erről a 3 ezer kilométerre a lábunk alatt kavargó forró olvadékról, ahogy arról a Horizon, az EU kutatási és innovációs magazinja (https://ec.europa.eu/research-and-innovation/en/horizon-magazine) hírt adott.
Forrás: Horizon
Földünknek nemcsak földrajzi, hanem mágneses pólusai is vannak, amelyeket a Föld körüli mágneses mező tart egyensúlyban. Az utóbbi időben azonban rejtélyes és bizonyos tekintetben baljós változások észlelhetők, egyebek mellett az északi mágneses pólus eltolódott, s ennek sebessége az évi 48 kilométert is elért. Lehet, hogy egy teljes fordulat előtt állunk, amikor az északi és a déli mágneses pólus helyet cserél? Ennek felmérhetetlen következményei lennének.
A belső mag szimulálható
A Föld magja egy belső és egy külső részre oszlik. Az 1200 kilométer átmérőjű belső mag a tudomány jelenlegi állása szerint szilárd és egy jórészt folyékony vasból álló külső mag veszi körül, amely még 2200 kilométer vastag. Az itt áramló folyékony fém hozza létre a bolygó körüli mágneses mezőt, amelyet az elmúlt években egy FLUDYCO nevű európai projekt keretében vizsgáltak. A francia Nemzeti Tudományos Kutatóközpont, a CNRS egyik laboratóriumában szimulációs kísérletként festéket fecskendeztek egy vízzel töltött gumilabdába, majd elkezdték forgatni, amire a gömb valamennyire deformálódott, ami szimulálta a Föld magjában fellépő árapály-torzulásokat.
Egy Galinstan nevű folyékony fémet tartalmazó léggömböt is kipukkasztottak a vízben, hogy szimulálják a bolygómag kialakulását. Végül a kutatók nyomon követték a kisebb és nagyobb sűrűségű víz kölcsönhatását, hogy tanulmányozzák a külső magnak a sűrűségkülönbség hatására bekövetkező áramlását és örvénylését.
Ezek a fura kísérletek roppant fontos felismerésekhez vezettek. Kiderült például, hogy egy folyékony vasmag belsejében háromféleként mozoghatnak az anyagok. Egyrészt kavaroghat a külső magban lévő olvadt vas, amit a bolygó magjának fokozatos lehűlése és megszilárdulása idéz elő. Másodszor létezik egy árapály-erők keltette mozgás, amelyet egy közeli égitest gravitációs nyomása és vonzása okoz. A harmadik ilyen mozgás a folyékony külső magban megszilárduló vaskristályok belső mag felé történő áramlása.
A földi mágneses mező teljes ismeretéhez jó lenne tudni, hogy a többi bolygókon minek az eredménye a mágneses mező, s hogy az olyan gázóriásoknál, mint a Jupiter, más, nem ismert folyamatok is közrejátszanak-e ebben? A Jupiter mágneses mezőt mutató holdjához, a Ganymedeshez például idén áprilisban indult űrszonda, amely 2031-ben ér oda, hogy tanulmányozza a Jupiter-hold mágneses mezejét. A távolabbi nagybolygóknak, a Szaturnusznak, a Neptunusznak és az Uránusznak szintén van mágneses mezeje, amelyekről szintén keveset tudnunk még
Ha megfordulnak a pólusok…
Az EU által finanszírozott CoreSat nevű projekt Föld körüli pályáról az Európai Űrügynökség három műholdjának segítségével bolygónk mágneses mezejét figyeli. A dán irányítással zajló kutatás megerősítette, hogy ez a mező rendszeresen erősödhet és gyengülhet, aminek hatására évente több tíz kilométerrel is képes megváltozni a mágneses pólusok helye. A teljes fordulat a feltételezések szerint körülbelül néhány 100 000 évente történik meg.
Az egyik legnagyobb nehézség az volt, hogy a Föld felszínén és felette keletkező egyéb mágneses mezők közül kiválasszák a magból származó mágneses mező jelét. Ennek érdekében a kutatók a Föld pólusaira koncentráltak és ott igyekeztek megfigyelni a felső légkört és a sarki fényt, hogy a bolygó magjának mágneses mezejében bekövetkező változások minél tisztább jeleit azonosítsák. A cél, hogy olyan rendszerek álljanak a tudomány rendelkezésre, amelyek az időjárás-előrejelzéshez hasonlóan, ahol a légkör általános körforgásának modelljei alapján képesek előrejelzéseket készíteni, képesek legyenek megjósolni a mágneses mező elkövetkező évtizedekben várható változásait is.
Egyes számítások szerint az elmúlt 2,6 millió év alatt tízszer változott bolygónk mágneses mezeje – és mivel a legutóbbi fordulat 780 000 évvel ezelőtt történt, egyes tudósok szerint már régóta esedékes egy újabb. Fontos lenne tudni, mennyi ideig tart egy ilyen fordulat, amelynek komoly következménye lehet a Föld mágneses mezejét használó állatok, például a vándormadarak vonulására, de műholdjainkra is, melyeket a mágneses mező védelme nélkül komolyan megzavarhatja a napszél vagy a kozmikus sugárzás, nem beszélve arról, hogy az emberiségre milyen hatással lenne, ha hosszabb ideig ki lenne téve ennek a sugárzásnak.
A déli atlanti térségben már 50 százalékkal gyengébb a mágneses mező
Izgalmas felismerés, hogy a mágneses mező Dél-Amerika Atlanti óceáni partjainál 50 százalékkal gyengült és már most is hátrányosan befolyásolja a műholdak működését. Bár a dél-atlanti anomáliaként ismert jelenség oka ismeretlen, a CoreSat projekt kutatói azt gondolják, hogy az érintett területen a köpeny és a külső mag határán a mágneses mező megfordulni látszik. Ez a külső magban működő időjárásszerű rendszerek hatása lehet, amelyeket hőmérséklet különbségek és a Föld forgása idézhet elő.
A légköri ciklonokhoz és hurrikánokhoz hasonló jelenségek játszódhatnak tehát le a Föld magjában, amelyek a sűrűség- és hőmérsékletkülönbségek hatására lejátszódó áramlásokat körkörös örvénylésekbe szervezik. Persze a hurrikánok óránként 200 kilométeres szélsebessége helyett itt évenként 20 kilométeres örvénylés képzelhető el.
Az ilyen kutatások létfontosságúak, hiszen amennyiben csak a navigációra, időjárás előrejelzésre, televízió sugárzásra, vagy bármiféle kommunikációra használt műholdak lesznek használhatatlanok, óriási káosz lesz úrrá a Földön. Ezért sürget az idő, hogy megértsük a Földi mágneses mező működését.
