Promjene magnetskih polova
    Subota, 18 Veljača 2012 20:49

    Promjene magnetskih polova

    Znanstvenici shvaćaju da je Zemlja tijekom tisućljeća već mnogo puta obrnula svoj magnetski polaritet. Drugim riječima, da ste kojim slučajem živjeli prije otprilike 800 000 godina i s magnetskim kompasom u ruci bili okrenuti prema onome što zovemo sjever, igla bi pokazivala prema 'jugu'. To je zato što je baždarenje magnetskog kompasa bazirano na Zemljinim polovima. N-S oznake na kompasu bi bile 180 stupnjeva pogrešne kada bi se obrnuo polaritet današnjeg magnetskog polja. Mnogi su teoretičari smaka svijeta pokušali prikazati ovaj prirodni geološki fenomen kao nešto što će dovesti do uništenja Zemlje. Pitanje je da li bi to imalo baš toliko dramatične učinke? Čini se da geološki i fosilni nalazi koje dobivamo iz stotina prošlih preokreta magnetskih polova daju odgovor 'ne'.

    Detaljiziran prikaz geo-magnetskih silnica na planeti.
    Preokreti su pravilo, ne iznimka. Iako je od posljednje promjene prošlo i dvostruko više vremena, Zemlja je posljednjih 20 miliona godina ustalila svoj obrazac promjene polova na svakih 200 000 do 300 000 godina. Preokreti se događaju tijekom stotina ili tisuća godina i to i nije baš sasvim čista zamjena. Magnetska polja pretvaraju, vuku i guraju jedno drugo dok nastaju mnogi polovi u čudnom opsegu tijekom tog procesa. Znanstvenici procjenjuju da su se u posljednje 3 milijarde godina obrati polova dogodili barem nekoliko stotina puta. Iako su se obrati dešavali nešto češće 'posljednjih' godina od kada su dinosauri hodali planetom, veća je vjerojatnost da će se to dogoditi svakih milion godina.
     
    Razlika između sjevernog magnetskog i zemljopisnog pola Zemlje.
    Sediment jezgre uzet iz dubine oceanskog dna može znanstvenicima pružiti informacije o obratima magnetskog polariteta, pružajući tako izravnu vezu između aktivnosti magnetskog polja i fosilnih ostataka. Zemljino magnetsko polje određuje magnetizaciju lave dok se ona nalazi na oceanskom dnu sa svake strane Srednjoatlantske rasjekline gdje se sjevernoamerički i europski kontinenti razdvajaju. Dok se lava skrućuje ona stvara zapis o orjentaciji prošlih magnetskih polja na sličan način kako se na magnetsku vrpcu snima zvuk. Posljednji se veliki obrat zemljinih magnetskih polova dogodio prije otprilike 780 000 godina u takozvanom Brunhes-Matuyama obratu. Fosilni ostaci ne pokazuju dramatične promjene u biljnom ili životinjskom svijetu. Sedimenti jezgre iz dubokog oceana iz tog perioda također ukazuju da nije bilo promjena u aktivnostima ledenjaka, a to je bazirano na količini izotopa kisika u jezgri. Ovo također dokazuje da promjena polarizacije ne bi utjecala na rotacijsku os zemlje jer bi njeno zaustavljanje imalo snažan učinak na klimu, glacijaciju ili bilo koju promjenu koja bi bila vidljiva na ledenjačkim zapisima.

    Jakost silinica geo-magnetskog polja.
    Zemljina polarizacija nije konstantna. Tvar koja upravlja zemljinim magnetskim poljem se pomiče za razliku od klasičnog bar magneta ili ukrasnih magneta na vašem frižideru. Geofizičari su prilično sigurni da je razlog zbog kojeg Zemlja uopće ima magnetsko polje to što je njezina čvrsta željezna jezgra okružena oceanom vrućeg tekućeg metala. Taj je proces moguće modelirati superkompjuterima. Ovaj naš planet je vrlo dinamičan. Protok tekućeg željeza u zemljinoj jezgri stvara električne struje koje svojim kruženjem stvaraju magnetsko polje. S obzirom da su neki dijelovi zemljine jezgre preduboko da bi se izmjerili, mi možemo promatrajući promjene u magnetskom polju, zaključiti da se u jezgri događaju kretanja. Otkako su ga početkom 19. st. znanstvenici prvi puta točno odredili, magnetski se sjeverni pol povukao još sjevernije za više od 600 milja (1100 km). Sada se pomiče brže. Znanstvenici su, u stvari, procjenili da se pol sada pomiče za oko 40 milja godišnje, za razliku od početka 20. st. kada se pomicao za otprilike 10 milja godišnje. Još jedna hipoteza o smaku svijeta uzrokovanom geomagnetskim preokretom raspiruje strah i od nadolazeće solarne aktivnosti. Ova pogrešna pretpostavka predviđa da bi promjena polova trenutačno ostavila Zemlju bez magnetskog polja koje nas štiti od Sunčevih baklji i koronarnih izbacivanja.

    Magnetno polje Zemlje nas štiti od solarnih vjetrova i radijacije iz svemira.
    No iako zemljino magnetsko polje zaista može oslabjeti ili ojačati tijekom vremena, ne postoje indikacije da je ono ikada nestalo u potpunosti. Oslabljeno bi polje svakako dovelo do povećane Sunčeve radijacije na zemlji (zajedno sa prekrasnim prizorom aurore na nižim visinama) ali ništa što bi bilo smrtonosno. Čak i sa oslabljenim magnetskim poljem zemljina gusta atmosfera nudi zaštitu od nadolazećih Sunčevih čestica. Znanost pokazuje da se promjena magnetskih polova, u terminima geološkog mjerenja vremena, odigrava postepeno tijekom tisućljeća. Iako uvjeti koji uzrokuju promjenu polariteta nisu u potpunosti predvidljivi (kretanje sjevernog pola bi primjerice drastično moglo promjeniti smjer) ne postoji ništa u milion godina starim geološkim zapisima što sugerira da bi se ijedan od scenarija za smak svijeta 2012. mogao povezati s obratom polova. No, preokret polova bi u svakom slučaju mogao biti dobar posao za proizvođače magnetskih kompasa.
    matrixworld-hr.com

    2
     
    Zemljino magnetsko polje kasni s obrtanjem
    Jedina stvar zbog koje Zemlja nema beživotno okruženje poput Marsa jest magnetsko polje koje nas štiti od smrtonosnog sunčevog zračenja i koje pomaže životinjama u njihovoj migraciji, a ono bi moglo biti mnogo krhkije nego što smo mislili. Znanstvenici tvrde da Zemljino magnetsko polje slabi i da bi moglo i nestati tijekom narednih 500 godina. To se već događalo i prije – geološki zapisi sugeriraju da se magnetsko polje obrće svakih 250 000 godina što znači da, s obzirom da se to posljednji puta dogodilo prije 800 000 godina, ovaj puta kasni. „Magnetski se sjever tijekom prošlog stoljeća pomaknuo za više od 1500 km," rekao je Conall Mac Niocaill, znanstvenik sa sveučilišta u Oxfordu. „U posljednjih je 150 godina jačina magnetskog polja oslabila za 10% što bi moglo ukazivati na to da je obrat ovaj puta na kocki." Dok je učinke teško predvidjeti, posljedice bi mogle biti ogromne. Gubitak magnetskog polja na Marsu prije nekoliko milijardi godina je uzrokovalo gubitak cjelokupnog života na tom planetu, ukoliko je ikakav i postojao, kažu znanstvenici.

    Mac Niocall je rekao da je Mars svoje magnetsko polje izgubio pred otprilike 3,5 do 4 milijardi godina, što temelji na saznanju da kamenje na južnoj polutci planeta još sadrži magnetizam. Sjevernija strana Marsa izgleda mlađe zbog manjeg broja kratera i ne sadrži magnetsku strukturu o kojoj bismo mogli govoriti što znači da se polje ugasilo prije formiranja kamenja, a to se dogodilo pred otprilike 3,8 milijardi godina. „Uz polje koje odumire, solarni vjetar tada može otpuhati atmosferu što bi rezultiralo povećanjem kozmičkog zračenja na površini," rekao je. „Obje bi stvari bile loša vijest za bilo koji oblik života koji se oformio na planeti – ili bi bio izbrisan ili prisiljen na migraciju u unutrašnjost planeta." Zemljino se magnetsko polje uvijek obnavljalo i dok se nastavlja obrtati i slabiti, to će predstavljati izazov – sateliti bi se mogli naći izloženi solarnom vjetru, a naftna industrija koristi očitanja polja kako bi navodili bušilice. U prirodi bi životinje koje se njime koriste mogle biti zbunjene – ptice, pčele, te neke ribe koriste polje pri navigaciji. Ptice bi se možda uspjele prilagoditi jer su neka istraživanja pokazala da imaju pričuvni sustav koji se oslanja na zvijezde i obilježja na zemlji, uključujući ceste i vodove, kako bi se snalazile.

    Europska svemirska agencija se ozbiljno posvetila ovom problemu. U planu je lansiranje triju satelita koji bi pomogli pri razumijevanju magnetosfere. Projektom Swarm (Roj) će se dva satelita poslati u orbitu na visini od 450 km polarne orbite kako bi se izmjerile promjene u magnetskom polju dok će treći satelit na visini od 530 km pratiti utjecaj sunca. Model geomagnetskog polja koji će proizaći iz ove misije će pružiti nove uvide u zemljinu unutrašnjost. Ovi će podaci, zajedno s mjerenjima atmosferskog stanja oko orbitirajućih satelita poboljšati proučavanje oslabljujućeg zemljinog magnetskog polja, vremena u svemiru i opasnosti od zračenja. Podaci će se također koristiti za poboljšanje točnosti navigacijskih sustava, uključujući onih koje nose sateliti kako bi se unaprijedilo predviđanje potresa i poboljšanje učinkovitosti bušenja kod iskorištavanja prirodnih resursa. Znanstvenici, koji znaju da magnetsko polje ima tendenciju obrtanja, su posljednjih godina sve uspješniji u razumijevanju razloga zbog kojih se to događa. Polje generiraju konvekcijske struje koje se bućkaju u rastaljenom željezu planetske vanjske jezgre. Ostali faktori, kao što su oceanske struje i magnetske stijene u zemljinoj kori također doprinose tome.

    Ciaran Began, specijalist za geomagnetizam s britanskog Geološkog istraživanja u Edinburghu je izjavio da su studije rafinirale naše razumijevanje obrtanja polja. Oni su se usredotočili na tijek kretanja lave. Kada se ona ohladi i formira kristale, atomi u rastaljenim stijenama punim željeza se poravnaju pod utjecajem magnetskog polja čime pružaju geološko sjećanje na zemljino polje. No, to sjećanje izgleda drugačije na raznim lokacijama na zemlji što ukazuje da je obrtanje nasumičan i kaotičan proces. Umjesto snažna dva pola, dobivamo mnogo njih diljem planeta. Dakle, kompas vam ne bi bio od velike koristi," rekao je Began. Dok cijeli proces traje između 3000 i 5000 godina, posljednje istraživanje ukazuje da bi pad u kaotično stanje mogao trajati samo 500 godina iako još uvijek postoje velike rupe u razumijevanju cijelog procesa.
    matrixworldhr.wordpress.com

    3
    4
     
    Sunčevo magnetno polje pred preokretanjem
    Nešto se veliko događa na Suncu. Prema mjerenjima NASA-inih promatračnica, sunčevo ogromno magnetno polje je pred preokretanjem. "Izgleda da smo samo 3-4 mjeseca daleko od potpunog okretanja polja", tvrdi solarni fizičar sa sveučilišta Stanford, Todd Hoeksema. "Ova promjena utjecat će na čitav solarni sustav." Sunčevo magnetno polje mijenja svoj polaritet otprilike svakih 11 godina. To se događa na vrhuncu svakog solarnog ciklusa, kad se sunčev unutarnji magnetni dinamo reorganizira. Nadolazeće obrtanje označava sredinu solarnog ciklusa, što znači da je pred nama njegova druga polovina. Hoeksema je direktor Stanfordove solarne promatračnice Wilcox, jedne od nekoliko njih koja prati sunčevo magnetno polje. Baš kao što su znanstvenici koji prate promjene na Zemlji promatrali polarne regije naše planete kako bi pratili znakove klimatskih promjena, solarni fizičari isto rade sa Suncem. Magnetogrami na Wilcoxu prate sunčev polarni magnetizam od 1976, i otad su zabilježili 3 velika preokretanja – sa četvrtim na vidiku. Još jedan solarni fizičar sa Stanforda, Phil Scherrer, objašnjava: "Sunčevo polarno magnetno polje slabi, ide prema nuli, a zatim se ponovo pojavljuje s obrnutim polaritetom. Ovo je uobičajen dio solarnog ciklusa." Preokretanje sunčevog magnetnog polja doslovno je enormno velik događaj. Područje utjecaja sunčevog magnetizma (tzv. heliosfera) proteže se milijardama kilometara iza Plutona. Promjene u polaritetu polja zabilježene su pomoću sonde Voyager sve do područja gdje počinje međuzvjezdani prostor. Kad solarni fizičari govore o preokretanju sunčevih polova, obično se usredotočuju na "strujni pokrov" ("current sheet"). To je nepravilno oblikovano područje koje strši iz sunčevog ekvatorijalnog dijela gdje polagana rotacija sunčevog magnetnog polja inducira električna strujanja. Ta strujanja nisu jaka, samo jedan, deset milijarditi dio ampera po kvadratnom metru, ali količina strujanja je druga priča. Protječe prostorom debljine 10 000 kilometara i milijarde kilometara u širinu. Čitava heliosfera zapravo je organizirana oko ovog enormnog toka. Za vrijeme promjene polova, "strujni pokrov" postaje vrlo valovit. Kako se Zemlja okreće oko Sunca tako se mijenja utjecaj strujanja. Prijelaz s veće razine utjecaja na manju, i obrnuto, može rezultirati olujnim nevremenima u svemirskom prostoru oko naše planete. Kozmičko zračenje također je pod utjecajem promjena. Ove visoko-energetske čestice ubrzavaju gotovo do brzine svjetlosti pri eksplozijama super nove i ostalim događajima u galaksiji koje su rezultat naglih i silovitih promjena. Kozmičko zračenje opasno je za astronaute i svemirske sonde, a neki istraživači tvrde da bi moglo utjecati i na oblačnost i klimatske prilike na Zemlji. Trenutni "strujni pokrov" djeluje kao prepreka za kozmičko zračenje i odbija pokušaje da kozmičke zrake prodru u središte sunčevog sustava. Što je pokrov valovitiji i zgužvaniji to je bolji štit od ovih energetskih čestica koje dolaze iz dubokog svemira. Što se više bliži potpuno preokretanje polova na Suncu, to su podaci s Wilcoxa sve neujednačeniji. "Sunčev sjeverni pol već je promijenio predznak, dok se južni još trudi da ga sustigne", kaže Scherrer. "U svakom slučaju, uskoro će doći do potpunog preokretanja oba pola i pred nama će biti drugi dio razdoblja solarnog maksimuma." Kad se taj proces dovrši, od Hoekseme i Scherrera dobit ćemo najnovije podatke.
     
    Magnetsko polje centra galaksije
    Astronomi su obavili važna mjerenja magnetnog polja koje zrači iz kovitlajućeg diska materijala koji okružuje crnu rupu, središte naše galaksije. Mjerenja koja su omogućila promatranje nedavno otkrivenog pulsara, pružila su novi moćan alat za proučavanje tog misterioznog područja u srcu naše Mliječne staze. Kao i kod većine galaksija, njeno središte krije supermasivnu crnu rupu, na udaljenosti od 26 000 svjetlosnih godina od Zemlje. Ona je oko 4 milijuna puta masivnija od Sunca. Crne rupe, čija je koncentracija mase toliko gusta da im ni svjetlost ne može umaknuti, mogu povući različite tvari iz svoje okoline koje oko crne rupe stvaraju užareni disk kovitlajuće mase. Takvi diskovi ne privlače sebi samo materiju, već i magnetno polje povezano sa njom. To utječe na formiranje divovskog uvijajućeg magnetnog polja za koje se pretpostavlja da, osim što privlači materiju u rupu, jedan njezin dio usmjerava prema polovima polja gdje dospijevaju velikom brzinom. Područje oko crne rupe skriveno je od vidljive svjetlosti zbog plinova i prašine, a to egzotično, ekstremno okruženje još uvijek je nepoznanica za astronome. Magnetno polje u središtu važna je komponenta koja ima utjecaj i na druge fenomene. Prva poveznica sa mjerenjem magnetnog polja u blizini crne rupe pristigla je u travnju kad je NASA-in satelit Swift detektirao X-zračenje u blizini centra Mliječne staze. Promatrači su ubrzo utvrdili da X-zrake dolaze u obliku pravilnih impulsa. Promatranja radioteleskopa u Njemačkoj, Francuskoj i SAD-u utvrdila su ujednačenost tih impulsa. Astronomi su zaključili da je objekt nazvan PSR J1745-2900, tj. magnetar, neutronska zvijezda sa izuzetno jakim magnetnim poljem. To je pulsar koji je pronađen dosad najbliže središtu crne rupe - manje od pola svjetlosne godine. Analiza radijskih valova koji dopiru iz pulsara pokazuje da oni prolaze kroz dramatično obrtanje, jer putuju od pulsara prema Zemlji. Takav obrat, zvan Faradayeva rotacija, pojavljuje se kad valovi prolaze kroz nabijene čestice plina unutar magnetnog polja. Taj nabijeni plin nalazi se točno na pola puta između Zemlje i pulsara, na udaljenosti od 150 svjetlosnih godina. Mjerenjem okretanja valova u nabijenim česticama plina omogućeno je izračunavanje jakosti magnetnog polja. Magnetno polje važan je čimbenik u okruženju crne rupe i utječe na protok i regulaciju protoka materije prema njenom središtu. "Imali smo sreće što nam je poravnanje plina i pulsara tako blizu crne rupe omogućilo korištenje vrijednog alata za razumijevanje ovog okruženja, tako teškog za proučavanje", rekao je Paul Demorest sa Državnog radio-astronomskog opservatorija u New Mexicu. Izmjerena jakost magnetnog polja na pretpostavljenoj udaljenosti oblaka plina od crne rupe bila je očekivana i utemeljena na intenzitetu X-zračenja i radio valova koji dolaze iz područja najbližeg crnoj rupi. Mjerenja pokazuju da magnetno polje nije turbulentno već dobro uređeno. "Što se više približavate crnoj rupi i disku koji je okružuje, magnetno polje trebalo bi postajati sve jače", kaže Demorest. "Naša mjerenja pokazuju da je jakost polja onakva kakvu smo i očekivali na pretpostavljenoj udaljenosti oblaka plina od crne rupe." Znanstvenici planiraju nastavak promatranja PSR J1745-2900 jer očekuju detektiranje promjena u kretanju u orbiti oko crne rupe. To će omogućiti dodatna mjerenja jakosti magnetnog polja u različitim oblacima plina. Također očekuju i nadaju se da će pronaći još pulsara pomoću čega će, korištenjem iste tehnike, napraviti detaljnu kartu magnetnog polja u blizini crne rupe.
    znanost.geek.hr
    znanost.geek.hr
    Pročitano 1551 puta

    O nama

    Hrastović Inženjering d.o.o. od 2004. se razvija u specijaliziranu tvrtku za projektiranje i primjenu obnovljivih izvora energije. Osnova projektnog managementa održivog razvitka društva je povećanje energijske djelotvornosti klasičnih instalacija i zgrada te projektiranje novih hibridnih energijskih sustava sunčane arhitekture. Cijeli živi svijet pokreće i održava u postojanju stalni dotok Sunčeve energije, a primjenom transformacijskih tehnologija Sunce bi moglo zadovoljiti ukupne energetske potrebe društva.

    Kontakt info

    HRASTOVIĆ Inženjering d.o.o.
    Kralja Tomislava 82.
    31417 Piškorevci
    Hrvatska

    E-mail: info@hrastovic-inzenjering.hr
    Fax: 031-815-006
    Mobitel: 099-221-6503
    © HRASTOVIĆ Inženjering d.o.o. - design & hosting by Medialive