Якщо це s; турбуватися про л; магнітний зворот полюсів науки і майбутнього
Опубліковано 25.01.2019 о 14:30
Це питання тижня, яке нам задали на нашій сторінці у Facebook. Відповідь взято з архіву Sciences et Avenir.
Розворот магнітного полюса, достатній для того, щоб звести компаси з розуму ?
Щоп’ятниці Science et Avenir публікує відповідь на запитання читача, розміщене на нашій офіційній сторінці у Facebook. Цього тижня ми обрали внесок нашого читача Жана Молінера: "Чи реальна нещодавня зміна магнітних полюсів, і якщо так, то чи не слід хвилюватися?". Актуальне питання, оскільки 30 січня 2019 року Агентство США з питань спостереження за океаном та атмосферою та Британський інститут геологічних досліджень оновлять глобальну геомагнітну модель (причому на рік раніше, ніж очікувалося, як пояснює журнал La Recherche). Тому що так, магнітна Північ дійсно рухається.
Наразі цей медіа не можна переглядати у форматі AMP. Будь ласка, ознайомтесь із цим на Sciencesetavenir.fr
Останній зсув полюсів був 780 000 років тому
"Ніхто цього не усвідомлює, але ледве за годину, під час обіду чи занять у тренажерному залі, магнітний північний полюс рухається на добрі шість метрів. Наприкінці дня його дрейф досяг трохи більше 150 метрів, і в один рік, саме відстань між Парижем і Фонтенбло була поглинена цією міфічною точкою ... І цей спринт триває з середини 1990-х ", пише в березня 2012 року від Science et Avenir (номер 781) наш журналіст Азар Халатбарі, який додає: "За останні вісімнадцять років полюс зрушився стільки, скільки за понад півтора століття ... Він уже покинув материк, щоб загубитися у відкритому морі біля криги Сибіру, В 700 км від першої злітно-посадкової смуги літака, на острові Еллесмір, куди доступ можливий лише кілька місяців на рік, коли ця частина Північного Льодовитого океану вкрита льодом (.). Це раптове прискорення полюса, яке йшло від дрейф 15 км/рік до 55 км/рік у середині 1990-х, сильно заінтригував геофізиків (.) ".
Чи призведе цей прискорений дрейф до розвороту полюса? Не обов'язково. Уже відбулися переміщення Північного полюса, не приводячи до інверсії. Тоді це магнітна екскурсія. Ця мінливість обумовлена турбулентним характером рухів у рідкому залізному ядрі планети, де зароджується магнітне поле. Але в разі зворотного зміни магнітного поля, що могло б статися ?
Такий великий епізод вже мав місце за геологічного часу: останній відбувся 780 000 років тому. На даний момент неможливо точно відповісти на питання. З іншого боку, наслідки такого потрясіння вже були - принаймні частково - оцінені. Також у цьому досьє від березня 2012 року, присвяченому магнітному полюсу, наша журналістка Сільві Руат склала катастрофічний сценарій розвороту магнітного полюса. Пропонуємо знайти його текст нижче.
Магнітні збурення призвели б до надходження на Землю радіації, небезпечної для систем зв'язку
Наступний текст журналістки Сільві Руат спочатку був опублікований у Science et Avenir 781 від березня 2012 року.
Магнетизм Землі трохи схожий на плащ у сезон дощів. Суттєвий. Наша планета купається в небезпечному середовищі, де циркулює зі швидкістю, близькою до швидкості світла, безліч дуже енергійних частинок зірок, наднових та багатьох інших космічних катаклізмів (див. Схему нижче). Магнетизм захищає нас від цього. Що ще важливіше, він завжди діє як щит проти сонячних вітрів, ці заряджені частинки, що викидаються Сонцем зі швидкістю приблизно 1440 000 км/год. Ми знаємо про ці потужні вітри лише під час видовища Північного сяйва. Це відбувається, коли деяким з цих іонізованих частинок вдається проникнути у верхні шари атмосфери полярних областей уздовж ліній магнітного поля, виробляючи флуоресцентне світло при зіткненні з атомами газу.
Будемо радіти! Якщо Земля незабаром зазнає зворотного перетворення магнітного поля, ми століттями будемо милуватися магією цих полярних сяйв на всій планеті: лінії поля, що малюють безліч магнітних пелюсток навколо планети, як маргаритка, заряджені частинки ковзатимуть по вертикалі лінії, щоб мчати, як лійка, до земної поверхні, опромінюючи наше небо тисячею відтінків. Але приворот на цьому зупиниться ... Оскільки безперервний потік сонячної плазми ризикує завдати великої шкоди, особливо на супутниках. Дійсно, приплив протонів, що переносяться сонячними вітрами, буде нагрівати верхні шари атмосфери, змушувати їх розширюватися і сповільнювати хід супутників на орбіті, які поступово будуть падати.
Машини, розташовані на низькій орбіті, можуть в кінцевому підсумку потрапити в атмосферу, якщо їх висота постійно не підтримується їх двигунами. Крім того, заряджені частинки від сонячних вітрів прискорять ерозію сонячних панелей та бортової електроніки, різко скорочуючи тривалість життя супутників. І гірше буде під час драматичних вивержень Сонця, які вивільняють самоскиди високоенергетичних частинок, рентгенівські та ультрафіолетові промені. Таким чином, на піку циклу своєї діяльності наша зірка зазнає близько 1100 вивержень на рік. !
Що уявляти собі літаки, що дрейфують в районах турбулентності або скручених кораблів через відсутність точного розташування на картах.
Деякі з них є ареною "коронального викиду маси", тобто виселення за кілька годин 2000 мільярдів тонн матеріалу, який крутиться зі швидкістю 1,5 мільйона кілометрів на годину. Електромагнітне випромінювання доходить до нас через вісім хвилин, викликаючи магнітні бурі. У минулому масштабні грози вже завдали великої шкоди. Але це був лише крихітний зразок того, що може бути попереду. Наприклад, телекомунікації можуть постраждати у великих масштабах. Під час цих штормів поширення радіохвиль порушується. В першу чергу впливають на короткі хвилі (декаметричні), оскільки вони циркулюють, відбиваючись на іоносфері, цей верхній шар атмосфери, що складається з частини іонізованих газів - дуже хороших електричних провідників.
Все більше і більше магнітних бур штормуть все більше і більше електронів з атомів газу у верхніх шарах атмосфери, допомагаючи зробити їх ще більш електричними і змінити шлях високочастотних (коротких) хвиль. Однак саме такі хвилі дають змогу перетнути тисячі кілометрів, що розділяють континенти. - Як би там не було! дехто заперечить, міжконтинентальний зв’язок часто проходить через супутники. Проблема: ці посилання більше не будуть пошкодовані.
"Іоносфера викликає сцинтиляцію, яка впливає на передачу сигналу із супутниками в низьких смугах - знаючи, що більша частина зв'язку з супутниками здійснюється в більш високочастотних смугах, - пояснює П'єр-Франсуа Дельваль, головний інженер-супутник телекомунікацій в Астріумі. Це сцинтиляція неоднорідна на поверхні Землі і змінюється в часі під впливом Сонця та магнітного поля Землі. У районах, де сцинтиляція сильніша, ніж деінде, наприклад в Індії, ми, таким чином, повідомляємо про вплив на супутниковий зв'язок з Це також може вплинути на навігаційні сигнали, такі як GPS або Galileo, що призведе до неточності розташування або навіть втрати сигналу ". І там наслідки будуть множитися, тому що системи геолокації інвестували у багато видів транспорту. Зокрема флот та авіація ...
Звідти, щоб уявити літаки, що дрейфують в районах турбулентності або застряглих кораблів через відсутність точного розташування на картах, є лише один крок. Тобто якомога більше людських катастроф або масштабних забруднень. Забруднення - це те, чого ми все ще можемо побоюватися, якщо трубопроводи розміщені на великі відстані для транспортування газу, нафти та води, і на що також вплине. Щоб витримати тиск, вони виготовляються зі сталі і тому піддаються корозії. Цей недолік компенсується ізоляційним покриттям у поєднанні з катодним захистом. Це передбачає перетворення сталевої поверхні в катод (негативний полюс) електрохімічної комірки. Для цього ми підключаємо негативний полюс джерела постійного струму до трубопроводу, анод (позитивний полюс) утворюється навколишнім ґрунтом.
Потім електричні струми надходять від землі до трубопроводу. Однак цей пристрій пошкоджується, коли магнітне поле Землі змінюється, індукуючи електричні струми в земній корі - "телуричні струми" - і в провідниках, таких як трубопроводи. Таким чином, під час магнітних бур трубопроводи залишаються незахищеними і піддаються корозійній дії навколишнього середовища. "Це може призвести до втрати сталі, до створення кратерів або навіть отворів у стіні", - робить висновок Марсель Рош, спеціаліст з катодного захисту та президент французького Центру антикорозії (Cefracor). Він перелічує можливі рішення, які варіюються від розриву електричних ізоляторів через рівні проміжки часу до обмеження обміну на трубопроводі до встановлення свого роду заземлення. Проте цей тип течії неможливо приборкати, наголошує він, оскільки "ми не можемо контролювати його джерело, Сонце".
Той самий тип телуричних струмів проходить через телефонні та електричні кабелі, викликаючи електричний шум, який може мати більш широкі наслідки по всій мережі. Так сталося 13 березня 1989 р. У Квебеку, коли затемнення занурило всю провінцію у темряву на дев’ять годин. Того дня Сонце пережило гігантське виверження, у чотири рази більше, ніж зазвичай, яке спотворило магнітне поле Землі та спричинило велику магнітну бурю. Потім телуричні струми вторглися в мережу, накладаючи на неї напруги і струми значної інтенсивності. Як правило, безпека системи передбачає евакуацію електричних струмів, індукованих в лініях, через трансформаторні підстанції.
Космічні агентства забороняють виходи в космос під час сонячних штормів або геомагнітних бур
На жаль, менш ніж за хвилину сім із цих трансформаторів вийшли з ладу, стали жертвами насичення їх серцевини. В цьому крайньому випадку деякі трансформатори перегорають. Іноді така ситуація створює додаткові гармоніки в трансформаторі, що спричиняє анархічні реле або переривання ліній електропередач. Коротше кажучи, в 1989 році хаос швидко набрав мережу ... яка згасла! Ця електрична несправність обійшлася Квебеку в 13,2 мільйона доларів. Якби такий досвід у майбутньому помножився, це відновило б виробництво свічок. Тим більше, що під час штормів через Сонце загальні відключення електроенергії відбувались би одночасно у багатьох електричних мережах.
І, безперечно, у більших масштабах мережі сьогодні взаємопов’язані. Занурений у темряві, без працюючого телефону, із заземленими літаками та судами, що застрягли в порту, поки трубопроводи витікають, наша ситуація навряд чи буде яскравою у дні сонячної бурі! Але найгірше ще попереду: бомбардування астрочастинок справді особливо шкідливе для самих живих істот. Знаючи, що "атмосфера залишається нашим головним захисним екраном, навіть важливішим за магнітний щит", як підкреслив геофізик Жан-П'єр Валет, з IPG, саме космонавти будуть першими, хто зазнає впливу: іонізовані частинки дійсно сприяють появі вільних радикалів, шкідливих для ДНК та рентгенівських променів, ймовірно, спричинять генетичні мутації.
В даний час космічні агентства забороняють виходи в космос під час сонячних штормів або геомагнітних бур. Але якщо магнітна ситуація погіршиться, вони можуть просто скасувати свої пілотовані програми польотів. Меншою мірою проблема виникне у льотних екіпажів та пасажирів повітряних суден. На поверхні Землі потрібно буде ретельно підбирати, де жити. Насправді, пояснює Жан-П'єр Валет, "опускаючись в нижні шари атмосфери, сонячні протони генерують каскадні хімічні реакції, включаючи створення оксиду азоту (NO), виснаження шару озону, тобто що спричиняє його зменшення ".
Як ми знаємо, діра в озоновому шарі сприяє проникненню ультрафіолетових променів, які спричиняють проблеми із зором (катаракту) та рак шкіри. Передчуття того, що може трапитися з нами, справа Пунта-Аренас, на великому півдні Чилі (53 ° південної широти). Це місто з 120 000 жителів розташоване безпосередньо над південною дірою озонового шару. Протягом літніх місяців, коли озоновий шар є найтоншим, діти не можуть виходити на вулицю без сонцезахисного крему, інакше вони засмажуть за кілька хвилин. Між 11 ранку та 15 вечора мешканці обмежуються, щоб їх не спалило Сонце.
Рішення ? Мігруйте до гарячих країн, оскільки "оксид азоту не переживає впливу сонця, і ці проблеми виникають лише у середніх та високих широтах", - підкреслює Жан-П'єр Вале. Отже, чи встановлені ми в наших нових африканських будинках, чи варто нам боятися небезпек у більшому масштабі? Масові вимирання видів? Ні, говорить Андре Брак, астробіолог з Центру молекулярної біофізики Орлеана: "Наскільки мені відомо, не існує взаємозв'язку між оберненнями магнітного поля та великими вимираннями минулого, спричиненими головним чином великими ударами або жорстоким вулканізмом. для хімії він нечутливий до магнітного поля Землі через слабку напруженість. Нарешті хороші новини! Немає шансів жити у сусідів-мутантів. Принаймні апріорі.