Přepólování zemského magnetického pole je fascinující a složitý proces, který se děje nepravidelně a může trvat tisíce let. Tento jev, známý také jako geomagnetické přepólování, nastává tehdy, když se severní a jižní magnetické póly Země prohodí. V průběhu historie docházelo ke kolísání intenzity magnetického pole, přičemž v posledních staletích je zaznamenán mírný pokles jeho síly. To by sice mohlo naznačovat nadcházející přepólování, avšak celou situaci není tak snadné odhadnout, neboť vliv má celá řada faktorů. Zároveň dnes víme, že v průběhu dějin bylo magnetické pole ještě slabší než dnes a ke změně polarity přitom nedošlo [1]. Pokud by se tak ale opravdu stalo, měl by tento proces významný vliv na celou řadu věcí, včetně klimatu. Současný pokles intenzity magnetického pole však určitě není hlavní příčinou aktuální klimatické změny.
Co je přepólování zemského magnetického pole?
Zemské magnetické pole je vytvářeno pohybem tekutého železa a niklu ve vnějším zemském jádru. Tento dynamický (proměnlivý) proces vytváří magnetické pole, které chrání Zemi před škodlivým kosmickým zářením a slunečním větrem. Přepólování nastává, když dochází k významným změnám v proudění této tekuté směsi kovů, což vede k obrácení magnetických pólů.
Historie přepólování
Geomagnetické přepólování není nový fenomén [1]. V geologických záznamech bylo zjištěno mnoho přepólování, přičemž poslední velké přepólování, známé jako Brunhes-Matuyama přepólování, nastalo před přibližně 780 000 lety. Tyto události nejsou pravidelné a jejich frekvence se může pohybovat od několika desítek tisíc let až po miliony let.
Současné oslabení magnetického pole
Z přímých měření za posledních 400 let víme, že zemské magnetické pole má stále velmi podobný charakter, ovšem k drobným změnám docházelo a stále dochází. Zhruba do konce 17. století intenzita mírně vzrůstala, avšak od té doby se zmenšuje průměrně o 5 % za sto let [1]. Tento pokles by mohl být znakem blížícího se přepólování [2]. Na druhou stranu se nelze spoléhat pouze na hodnoty intenzity magnetického pole, protože krátkodobý pokles intenzity nemusí nutně znamenat blížící se přepólování. Ani pokles intenzity pole ovšem nelze přehlížet. Oslabení magnetického pole znamená, že ochranná vrstva, kterou poskytuje magnetosféra, je méně účinná, což může zvýšit množství kosmického záření dopadajícího na Zemi.
Možné důsledky přepólování
1. Zvýšená intenzita dopadajícího kosmického záření: Oslabení magnetického pole spojené s přepólováním může vést k tomu, že na Zemi bude dopadat větší množství kosmického záření. Kosmické záření tvoří elektricky nabité částice o vysoké energii, jejichž dopad může mít nepříznivý vliv na lidské zdraví (a celkově život na Zemi) i na technologie, jako jsou satelity a elektrické sítě.
2. Vliv na klima: Přepólování magnetického pole by mohlo mít různé dopady na klima [3]. Větší množství kosmického záření, které dosahuje zemského povrchu, může ovlivnit ionizaci atmosféry (proces, který způsobuje rozpad neutrálních molekul na elektricky nabité částice, tzv. ionty). Ionty vzniklé v nižších vrstvách atmosféry mohou ovlivnit tvorbu oblaků a další klimatické procesy. Studie ukazují, že během přepólování může dojít k nárůstu ionizace, zejména v rovníkových oblastech, což by mohlo ovlivnit klimatické podmínky na Zemi [3]. Tyto procesy jsou spolu s vlivem kosmického záření na živé organismy ještě stále předmětem výzkumu a závěry nejsou zcela jednoznačné.
3. Navigační problémy: Magnetické pole Země je klíčové pro navigační systémy, které používají kompas. Přepólování by mohlo způsobit dočasné problémy s navigací prakticky u všech moderních technologií, dokud se nové magnetické pole nestabilizuje. Otázkou je, jak by se poté všechny systémy vyrovnaly s prohozením magnetických pólů.
4. Biologické dopady: Některé druhy zvířat, jako jsou ptáci, hmyz (např. včely) nebo mořské želvy, používají magnetické pole pro navigaci. Například mozek mořských želv obsahuje magnetické částice a dokáže tak vnímat magnetické pole v celém prostoru. Přepólování by mohlo ovlivnit jejich migrační vzorce a chování. Ještě větším problémem by zřejmě pro všechny živé organismy, včetně lidí, byl dopad záření z vesmíru. To by pravděpodobně vedlo ke zvýšené míře genetických mutací a dlouhodobě by to pro živé organismy bylo velmi rizikové.
Závěr
Přepólování zemského magnetického pole je složitý a dlouhodobý proces, který může mít různé dopady na klima a život na Zemi. I když současné oslabení magnetického pole naznačuje, že by mohlo dojít k přepólování, není jasné, zda a kdy k tomu dojde. Je tak důležité pokračovat ve výzkumu a monitorování tohoto jevu, aby bylo možné lépe porozumět jeho potenciálním dopadům a připravit se na ně.
Pro Zeptej se vědce odpovídali Jakub a Karolína
Zdroje:
[1] Bucha, V., & Janáčková, A. Zemské magnetické pole v současnosti a v minulosti. Československý časopis pro fyziku (sekce A) 33 (1983), 446–460.
[2] https://doi.org/10.1038/351447a0
[3] https://doi.org/10.1038/250563a0
Další čtení prověřené autorem:
Tyto zdroje nabízejí široké spektrum informací o přepólování zemského magnetického pole, jeho historii, současném výzkumu a možných dopadech na život na Zemi.
- National Geographic – Magnetismus: Základní informace o magnetismu, včetně zemského magnetického pole a jeho významu. (https://education.nationalgeographic.org/resource/magnetism)
- Horizon Magazine – Earth’s Magnetic Poles Could Start to Flip: What Happens Then? Článek z Horizon Magazine, který se zabývá možností přepólování zemského magnetického pole a jeho potenciálními dopady. (https://projects.research-and-innovation.ec.europa.eu/en/horizon-magazine/earths-magnetic-poles-could-start-flip-what-happens-then)
- UNSW Newsroom – Earth’s Magnetic Field Broke Down 42,000 Years Ago and Caused Major Climate Shifts: Tento článek popisuje historické události spojené s přepólováním a jejich vliv na klima. (https://www.unsw.edu.au/newsroom/news/2021/02/earth-s-magnetic-field-broke-down-42-000-years-ago-and-caused-ma)
- NSF Discoveries – Earth’s Magnetic Field: Stránka National Science Foundation poskytuje přehled o výzkumu zemského magnetického pole a jeho změnách. (https://www.nsf.gov/discoveries/disc_images.jsp?cntn_id=133690&org=NSF)
- Techmania Sience Center Eduportál: Magnetické pole Země (https://edu.techmania.cz/cs/encyklopedie/fyzika/geofyzika/magneticke-pole-zeme)
- Felix, R. W. (2008). Magnetic Reversals and Evolutionary Leaps: The True Origin of Species. Sugarhouse Pub.
