חריגות מגנטיות של כדור הארץ

2024 מְחַבֵּר: Seth Attwood | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-16 16:05

השדה המגנטי של כדור הארץ מגן על פני השטח שלו ועל תושביו - כולל כל האנשים עם גופם השביר, כמו גם אלקטרוניקה רגישה - מפני קרניים קוסמיות קטלניות וחלקיקים טעונים שעפים מהשמש. עם זאת, במקומות מסוימים, השריון הבלתי נראה הזה נחלש והפערים הולכים וגדלים. לכן, מדענים מכל רחבי העולם חוקרים בזהירות רבה חריגות כאלה כדי להבין טוב יותר את המכניקה של הדינמו המגנטו-הידרו-דינמי בבטן הפלנטה, כמו גם לחזות שינויים בשדה המגנטי.

אנומליה מגנטית היא היחלשות משמעותית של השדה המגנטי של כדור הארץ על פני אזור מסוים על פני כדור הארץ. כפי שהשם מרמז, האוקיינוס האטלנטי הדרומי (SAA) ממוקם מעל החלק הדרומי של הים האטלנטי, "מכסה" חלקית את דרום אמריקה ו"נאחז בזנבו" לדרום מאוד של אפריקה.

לתצורה זו הגודל הגדול ביותר בגובה של כ-500-600 קילומטרים. בגובה פני הים, "ההקרנה" שלו מעט פחותה ומתבטאת בגודל השדה המגנטי - הוא שווה לזה שבגובה של כאלף קילומטרים מעל אותם אזורים של פני כדור הארץ שבהם אין חריגות.

ירידה כזו בשדה המגנטי עדיין אינה מסוכנת לתושבי הפלנטה שלנו, אבל היא כבר יוצרת בעיות רציניות למהנדסים שמתכננים חלליות ושולטים במשימותיהם. לדוגמה, הטלסקופ המקיף האבל האגדי מסתובב סביב כדור הארץ בדיוק בגובה של כ-540 קילומטרים - כלומר מספר פעמים ביום הוא טס בדיוק דרך האנומליה. בדקות אלו מופסקת עבודת מעבדת החלל עקב רמת הקרינה המוגברת.

הבעיה היא שבמקום שבו השדה המגנטי של כדור הארץ נחלש, ההגנה על כל החלל מסביב לכוכב הלכת מרוח השמש וקרניים גלקטיות מצטמצמת. חלקיקים טעונים מקבלים הזדמנות למהר כמעט מבלי לסטות אל פני כדור הארץ, ומטבע הדברים, להתנגש בכל מה שנקרה בדרכם.

יתרה מכך, עבור חלליות, המצב עם האנומליה של דרום האוקיינוס האטלנטי מסובך עוד יותר בגלל המבנה של חגורות הקרינה. באזור זה של האוקיינוס האטלנטי יורדת חגורת ואן אלן הפנימית כמעט אל פני כדור הארץ.

חגורות הקרינה של ואן אלן הן שתי שמיכות של כדור הארץ הנוצרות מחלקיקים טעונים (פרוטונים ואלקטרונים) הכלואים בין קווי השדה המגנטי של הפלנטה שלנו.

לרוב, רוב הלוויינים ממוקמים מתחת לחגורה הפנימית (מסובבים עד 1000 ק מ באפוגיה) וכמעט ואינם חשופים להשפעות ההרסניות של קרינה מייננת. אבל האנומליה של דרום האוקיינוס האטלנטי עדיין מקלקלת את העצבים של אסטרונאוטים ומהנדסים בתעשיית הטילים והחלל.

בנוסף להאבל, שצריך לעצור מעת לעת עבודה מדעית, כלי רכב רבים אחרים הם קורבנות של אזור זה בחלל קרוב לכדור הארץ: ה-ISS נושאת הגנה מוגברת מקרינה, מכיוון שהיא גם טסה דרך האנומליה הזו, ככל הנראה נפגעו מספר לווייני Globalstar, ובשאטלים הם היו מחשבים ניידים רגילים לגמרי נסגרו.

עבור אנשים, גם הטיסה דרך האנומליה בגובה של 400 קילומטרים מעל כדור הארץ אינה עוברת מבלי משים - רוב הפוספינים (הבזקים מאחורי עיניים עצומות הגורמים לחלקיקים יסודיים בעלי אנרגיה גבוהה) נצפים על ידי אסטרונאוטים וקוסמונאוטים מעל האוקיינוס האטלנטי.

מה גרם להתנהגות הלא נעימה הזו של השדה המגנטי - השאלה לא לגמרי סגורה. על פי התיאוריה המקובלת והמוכחת היטב, ליבת המתכת הנוזלית של כדור הארץ, במהלך סיבובה וערבוב מתמיד של זרמי הסעה, פועלת כמו דינמו.

אבל, מכיוון שהמבנה שלו הטרוגני, מסות שונות של חומר נעות במעיים של כוכב הלכת במהירויות שונות במקצת.תנודות אלו מונחות על חוסר היישור של הציר המגנטי עם ציר הסיבוב של כוכב הלכת ו"גורמות" להיחלשות של השדה המגנטי מעל דרום האוקיינוס האטלנטי.

מחקר מודרני מראה כי האנומליה של דרום האוקיינוס האטלנטי יציבה פחות או יותר במשך 8 מיליון שנים לפחות והיא נסחפת בצורה חלקה מערבה במהירות של כ-0.3 מעלות בשנה.

זה עולה בקנה אחד עם ההבדל במהירות הסיבוב של פני כדור הארץ והשכבות החיצוניות של ליבת כוכב הלכת. אבל מה שהכי מעניין הוא שה-UAA משנה את צורתו ומתפצל בהדרגה לשני חלקים. תהליך זה נמשך זמן רב ובמספר מקורות נחשבות בתחילה שתי חריגות נפרדות - ברזילאית וקייפטאון.

על הבריאות הכללית של כדור הארץ, לשינויים כאלה, ככל שניתן לשפוט, אין השפעה רצינית. בעיות מתעוררות רק כאשר אדם מטפס גבוה יותר מעל פני השטח - יש יותר לוויינים במסלול, ועיצובם משתמש יותר ויותר ברכיבים נפוצים זמינים מסחרית.

עד כמה חמורה תהיה ההשפעה של קרינה מוגברת על אותם מכשירים שנופלים לאנומליה במהלך או אחרי סופת שמש חזקה, רק הזמן יכול לדעת.