Melangkah dari Bumi seperti spageti yang tidak dapat dilihat adalah medan magnet planet. Dibuat oleh teras bumi, medan ini penting untuk kehidupan seharian: Ia melindungi planet ini daripada zarah matahari, ia menyediakan asas untuk navigasi dan ia mungkin memainkan peranan penting dalam evolusi kehidupan di Bumi.
Tetapi apa yang akan berlaku jika medan magnet Bumi hilang esok? Sebilangan besar zarah suria yang dikenakan akan membombardir planet ini, meletakkan grid kuasa dan satelit pada fritz dan meningkatkan pendedahan manusia ke tahap radiasi ultraviolet yang menyebabkan kanser yang lebih tinggi. Dalam erti kata lain, medan magnet yang hilang akan mempunyai akibat yang akan menjadi masalah tetapi tidak semestinya dahsyat, sekurang-kurangnya dalam jangka pendek.
Dan itulah kabar baik, kerana selama lebih dari satu abad, semakin lemah. Kini, terdapat juga titik-titik tipis, seperti Anomali Atlantik Selatan di Hemisfera Selatan, yang menimbulkan masalah teknikal bagi satelit yang mengorbit rendah.
Perkara pertama untuk memahami tentang medan magnet ialah, walaupun ia melemahkan, ia tidak akan hilang - sekurang-kurangnya, bukan untuk berbilion tahun. Bumi berhutang medan magnetnya ke inti luarnya, yang terbuat dari besi dan nikel. Inti luar yang dipancarkan dikuasakan oleh perolakan haba yang dibebaskan ketika teras batin tumbuh dan menguatkan, kata John Tarduno, ahli geofizik di University of Rochester. (Inti dalaman berkembang kira-kira satu milimeter setahun.)
Enjin magnet-medan ini, yang dikenali sebagai dinamo, telah menyusup selama berbilion tahun. Para saintis berfikir bahawa susunan teras semasa mungkin telah diselesaikan kira-kira 1.5 bilion tahun yang lalu, menurut penyelidikan pada tahun 2015 yang mendapati lonjakan dalam kekuatan medan magnet pada masa itu. Tetapi Tarduno dan pasukannya telah menemui bukti untuk medan magnet di Bumi di mineral tertua planet, zirkon, sejak tahun 4.2 bilion tahun lalu, menunjukkan bahawa aktiviti dalam teras telah mencipta kemagnetan untuk masa yang sangat lama.
Tidak jelas mengapa dinamo itu dimulakan, Tarduno memberitahu Live Science, walaupun kemungkinan besar kesan planet yang mencipta bulan mungkin menjadi pemandu utama. Impak ini, yang mungkin berlaku 100 juta tahun selepas Bumi datang bersama, dapat mengejutkan apa-apa stratifikasi, atau lapisan, bahan-bahan di teras Bumi: Bayangkan menggetarkan sebotol minyak dan air pada skala planet. Gangguan ini dapat mempromosikan perolakan yang masih memacu dinamo bumi hari ini.
Akhirnya, teras dalaman mungkin akan tumbuh cukup besar sehingga perolakan di inti luar tidak lagi efisien, dan medan magnet akan gagal. Tetapi senario itu begitu jauh sehingga tidak sepatutnya kehilangan banyak tidur.
"Kami bercakap berbilion tahun," kata Tarduno.
Keluarkan medan magnet
Jauh lebih relevan dengan kehidupan manusia adalah bahawa medan magnet lemah. Para saintis telah mengukur ini melemahkan secara langsung dengan pemerhatian magnetik dan satelit selama 160 tahun yang lalu. Sama ada bidang itu terasa genting sebelum itu sedikit murkier, seperti apa yang akan dilakukan seterusnya. Bidang magnet saat ini sekitar 80% dipolar, kata Tarduno. Itu bererti ia berfungsi kebanyakannya seperti magnet bar. Jika anda boleh meletakkan pemfailan besi di sekeliling planet ini (dan mengeluarkan pengaruh matahari, yang menimbulkan aliran yang berterusan zarah yang dipanggil angin suria menuju Bumi, meniup medan magnet di sekitar seperti rambut panjang dalam angin), medan magnet yang dihasilkan garis akan menunjukkan Utara dan Selatan yang jelas. Tetapi 20% medan tidak dipolar, artinya ia lebih rumit; terdapat variasi tempatan.
Di masa lalu, medan magnet telah dibalikkan, menukar Utara dan Selatan. Yang terakhir dari pembalikan ini berlaku 780,000 tahun yang lalu, sekitar era Homo erectus. Kelemahan bidang ini lazimnya mendahului lambungan ini, menimbulkan persoalan tentang sama ada flip-flop lain akan berlaku. Tetapi padang juga lemah pada waktu dan kemudian menguatkan lagi tanpa membalik, sebuah fenomena yang disebut lawatan.
Tarduno dan pasukannya telah mendapati bahawa eddy aneh di teras di bawah Afrika Selatan mungkin menyumbang kepada beberapa kelemahan ini. Puncak ini nampaknya menyebabkan Anomali Atlantik Selatan, tempat lemah yang diketahui di lapangan yang terbentang dari kira-kira 190 batu (300 kilometer) di timur Brazil di seluruh Amerika Selatan. Di kawasan ini, zarah yang dikenakan dari angin suria turun lebih dekat daripada biasa ke Bumi. Anomali Atlantik Selatan tidak begitu ketara di atas tanah. Tetapi satelit yang mengorbit bumi menemui zarah-zarah solar yang lebih merosakkan di sana, dan angkasawan yang telah mengembara ke rantau ini di Stesen Angkasa Antarabangsa telah melaporkan fenomena visual bintang pemotretan yang disebabkan oleh tahap radiasi yang agak tinggi di orbit Bumi rendah di sana .
Bumi bebas padang
Tarduno dan pasukannya mengesyaki bahawa variasi mantel di bawah Afrika Selatan mungkin merupakan titik pencetus bagi pembalikan medan magnet pada masa lalu. Berita baiknya ialah, walaupun bidang lemah, atau bersiap untuk diputar, itu tidak akan hilang; tidak ada bukti bahawa medan magnet telah hilang sepenuhnya semasa pembalikan.
Walaupun medan itu membalikkan, "kita masih mempunyai medan magnet yang hadir, ia akan menjadi medan magnet yang sangat lemah," kata Tarduno.
Apa yang akan berlaku di dunia dengan medan magnet minimum? Nah, kompas anda tidak akan berfungsi, untuk satu perkara. "Ia hanya akan menunjuk ke arah medan magnet tertinggi," kata Tarduno. "Ia boleh menjadi sangat dekat dengan anda, ia boleh menjadi sangat jauh."
Lampu utara dan selatan akan dapat dilihat dari latitud yang lebih rendah, kerana pertunjukan berwarna-warni ini adalah hasil daripada interaksi antara zarah yang dikenakan dari matahari di angin matahari dan magnetosfer bumi. Pada masa ini, aurora ini muncul di dekat tiang, berikutan garisan medan magnet bumi yang sebahagian besarnya di utara, tetapi medan yang lebih lemah akan membolehkan zarah-zarah itu menembusi atmosfer bumi, menerangi langit lebih dekat ke khatulistiwa.
Keadaan di Anomali Atlantik Selatan untuk satelit mungkin menjadi umum di seluruh dunia, yang akan menyebabkan masalah teknikal. Partikel suria boleh ping elektronik, mengganggu bit memori dalam apa yang disebut upsets single-event, atau SEU. Apabila zarah solar berinteraksi dengan lapisan udara yang dipanggil atmosfera yang dipanggil ionosfera, mereka juga mengetuk elektron bebas dari orbit molekul mereka. Ini elektron bebas kemudian mengganggu penghantaran gelombang radio frekuensi tinggi yang digunakan untuk komunikasi.
Interaksi antara angin suria dan atmosfer bumi juga boleh merosakkan lapisan ozon dari masa ke masa, kata Tarduno, yang akan meningkatkan pendedahan sinaran ultraviolet kolektif manusia dan meningkatkan risiko kanser kulit.
"Walaupun ia tidak akan menjadi bencana yang sangat besar untuk kehidupan, akan ada dos radiasi yang lebih tinggi di atas tanah tanpa medan magnet," kata Martin Archer, ahli fizik plasma ruang di Queen Mary University of London.
Terdapat sedikit bukti bahawa perubahan medan magnet yang lalu telah memberi kesan kepada kehidupan di bumi. Walau bagaimanapun, medan magnet itu sudah pasti membentuk permukaan bumi, membantu mengekalkan suasana rapuh planet itu daripada ditiup ke angkasa oleh angin tanpa angin, Archer memberitahu Live Science.
Medan magnet tidak penting kerana mempunyai atmosfera - Venus tidak mempunyai medan magnet dan mempunyai besar, jika tidak di atmosfera - tetapi ia pasti berfungsi sebagai lapisan pelindung tambahan. Mars, yang biasanya mempunyai medan magnet tetapi kehilangannya kira-kira 4 bilion tahun yang lalu, mempunyai suasana hampir keseluruhannya. Dan sekiranya ada cara untuk memberikan suasana seperti Bumi, angin suria tidak dapat dipisahkan dalam satu abad sahaja, kata Archer.
