Maan magneettiset poikkeavuudet

2024 Kirjoittaja: Seth Attwood | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-16 16:04

Maan magneettikenttä suojaa sen pintaa ja sen asukkaita - mukaan lukien kaikkia ihmisiä herkästi hauraine vartaloineen sekä herkkää elektroniikkaa - tappavilta kosmisilta säteiltä ja auringosta lentäviltä varautuneilta hiukkasilta. Paikoin tämä näkymätön panssari kuitenkin heikkenee ja aukot kasvavat. Siksi tutkijat kaikkialta maailmasta tutkivat erittäin huolellisesti tällaisia poikkeavuuksia ymmärtääkseen paremmin planeetan suolistossa olevan magnetohydrodynaamisen dynamon mekaniikkaa sekä ennustaakseen muutoksia magneettikentässä.

Magneettinen anomalia on Maan magneettikentän merkittävä heikkeneminen tietyllä alueella planeetan pinnalla. Kuten nimestä voi päätellä, Etelä-Atlantti (SAA) sijaitsee Atlantin meren eteläosan yläpuolella, "peittäen" osittain Etelä-Amerikan ja "kiinni pyrstään" Afrikan eteläpuolelle.

Tämä muodostuma on kooltaan suurin noin 500-600 kilometrin korkeudessa. Merenpinnalla sen "projektio" on hieman pienempi ja ilmenee magneettikentän suuruudessa - se on yhtä suuri kuin noin tuhannen kilometrin korkeudessa niiden maanpinnan alueiden yläpuolella, joilla ei ole poikkeavuuksia.

Tällainen magneettikentän heikkeneminen ei ole vielä vaarallista planeettamme asukkaille, mutta se aiheuttaa jo vakavia ongelmia avaruusaluksia suunnitteleville ja heidän tehtäviään ohjaaville insinööreille. Esimerkiksi legendaarinen kiertävä Hubble-teleskooppi pyörii Maan ympäri tarkalleen noin 540 kilometrin korkeudessa - eli useita kertoja päivässä se lentää tarkalleen poikkeaman läpi. Näinä minuutteina avaruuslaboratorion työ on keskeytetty kohonneen säteilytason vuoksi.

Ongelmana on, että kun Maan magneettikenttä heikkenee, koko planeettaa ympäröivän avaruuden suoja aurinkotuulta ja galaktisilta säteiltä heikkenee. Varautuneet hiukkaset saavat mahdollisuuden rynnätä lähes poikkeamatta maan pinnalle ja luonnollisesti törmäävät kaikkeen, mikä eteen tulee.

Lisäksi avaruusalusten osalta Etelä-Atlantin anomaliaa vaikeuttaa entisestään säteilyvöiden rakenne. Juuri tällä Atlantin alueella sisäinen Van Allenin vyö laskeutuu melkein planeetan pintaan.

Van Allenin säteilyvyöt ovat kaksi maan peittoa, jotka muodostuvat varautuneista hiukkasista (protoneista ja elektroneista), jotka ovat loukussa planeettamme magneettikenttälinjojen välissä.

Yleensä useimmat satelliitit sijaitsevat sisäisen vyön alapuolella (kiertoradat jopa 1000 km apogeessa), eivätkä ne lähes ole alttiina ionisoivan säteilyn tuhoisille vaikutuksille. Mutta Etelä-Atlantin poikkeama pilaa edelleen astronauttien ja raketti- ja avaruusteollisuuden insinöörien hermoja.

Hubblen lisäksi, jonka on ajoittain keskeytettävä tieteellinen työ, monet muut ajoneuvot ovat tämän alueen uhreja maanläheisessä avaruudessa: ISS:llä on tehostettu säteilysuoja, koska se lentää myös tämän poikkeavuuden läpi, oletettavasti useat Globalstar-satelliitit vaurioituivat, ja sukkuloissa ne olivat täysin tavallisia kannettavia tietokoneita, jotka sammuivat.

Ihmisille lento poikkeaman läpi 400 kilometrin korkeudessa Maan yläpuolella ei myöskään jää huomaamatta - astronautit ja kosmonautit havaitsevat suurimman osan fosfeeneista (vilkkuu suljettujen silmien takana, jotka aiheuttavat korkean energian alkuainehiukkasia).

Mikä aiheutti tämän epämiellyttävän magneettikentän käyttäytymisen - kysymystä ei ole täysin suljettu. Yleisesti hyväksytyn ja hyvin todistetun teorian mukaan Maan nestemäinen metalliydin toimii pyöriessään ja konvektiovirtojen jatkuvassa sekoituksessa kuin dynamo.

Mutta koska sen rakenne on heterogeeninen, eri ainemassat liikkuvat planeetan suolistossa hieman eri nopeuksilla. Nämä heilahtelut ovat päällekkäisiä magneettisen akselin ja planeetan pyörimisakselin kohdistusvirheen kanssa ja "johtavat" magneettikentän heikkenemiseen Atlantin eteläpuolella.

Nykyajan tutkimukset osoittavat, että Etelä-Atlantin anomalia on ollut enemmän tai vähemmän vakaa ainakin 8 miljoonaa vuotta ja ajautuu tasaisesti länteen nopeudella noin 0,3 astetta vuodessa.

Tämä osuu yhteen maan pinnan ja planeetan ytimen ulkokerrosten pyörimisnopeuden eron kanssa. Mutta mielenkiintoisinta on, että UAA muuttaa muotoaan ja jakautuu vähitellen kahteen osaan. Tämä prosessi on jatkunut pitkään, ja useissa lähteissä tarkastellaan alun perin kahta erillistä poikkeavuutta - Brasilian ja Kapkaupungin.

Planeetan yleiseen terveyteen sellaisilla muutoksilla ei, sikäli kuin voidaan arvioida, ole vakavaa vaikutusta. Ongelmia syntyy vain, kun ihminen kiipeää korkeammalle pinnan yläpuolelle - kiertoradalla on enemmän satelliitteja ja niiden suunnittelussa käytetään yhä enemmän tavallisia kaupallisesti saatavia komponentteja.

Kuinka vakava on lisääntyneen säteilyn vaikutus niihin laitteisiin, jotka putoavat poikkeamaan voimakkaan aurinkomyrskyn aikana tai sen jälkeen, vain aika näyttää.