Europos kosmoso agentūros palydovų trio „Swarm“ stebėjimai parodė, kad Žemės ir taip silpnas magnetinis laukas virš Pietų Atlanto vandenyno – regiono, žinomo kaip Pietų Atlanto anomalija (SAA) – silpnėja ir nuo 2014 m. išsiplėtė iki ploto, kuris yra pusės Europos kontinento dydžio. Tuo pačiu metu matavimai rodo, kad regionas virš Kanados, kuriame laukas yra ypač stiprus, susitraukė – o kitas stiprus lauko regionas Sibire išsiplėtė.
„Silpno magnetinio lauko regionas Pietų Atlante per pastaruosius 11 metų nuo palydovų grupės „Swarm“ paleidimo toliau didėjo, – pasakoja Danijos Technikos universiteto tyrėjas Chrisas Finlay. – Nors remiantis ankstesniais stebėjimais buvo numatytas jo augimas, svarbu patvirtinti, kad šis Žemės magnetinio lauko pokytis tęsiasi.“ Ch. Finlay yra pagrindinis naujo tyrimo, paskelbto žurnale „Physics of the Earth and Planetary Interiors“, autorius. Tyrime analizuojami „Swarm“ palydovų duomenys.
Geomagnetinis laukas
Trys palydovai buvo paleisti 2014 m., kad tiksliai stebėtų magnetinius signalus iš Žemės branduolio ir mantijos, taip pat iš jonosferos ir magnetosferos. Manoma, kad Žemės magnetinis laukas (techniniu požiūriu „geomagnetinis laukas“) susidaro dėl besisukančio išlydyto geležies branduolio, esančio maždaug 2900 kilometrų gylyje po mūsų kojomis. Tačiau lauko stiprumas nuolat kinta, ir mokslininkai vis dar tiria jo tikslius mechanizmus.
Geomagnetinis laukas apsaugo gyvybę Žemės paviršiuje nuo žalingų Saulės spinduliuotės krūvio turinčių dalelių. Saulės krūvio turinčių dalelių sąveikos su geomagnetiniu lauku poveikį viršutinėje atmosferoje galime matyti per pašvaistes.
Kadangi geomagnetinis laukas tęsiasi į kosmosą, jis taip pat apsaugo orbita skriejančius erdvėlaivius, įskaitant daugumą palydovų ir Tarptautinę kosminę stotį (ISS). Tačiau tyrimo autoriai įspėja, kad erdvėlaiviai ir astronautai, kurie skrieja aplink mūsų planetą ir patenka į Pietų Atlanto silpnąją vietą, dabar gali būti veikiami didesnio spinduliavimo.
Kosminių aparatų įrangai ši radiacija gali sukelti daugiau gedimų, pažeidimų ar netgi elektros tiekimo sutrikimų. „Pagrindinės pasekmės bus jaučiamos mūsų žemosios Žemės orbitos palydovų infrastruktūrai“, – sako Ch. Finlay. – Šie palydovai, skriejantys per silpną lauko regioną, patiria didesnį įkrautų dalelių srautą, o tai gali sukelti problemų elektronikai.“
Pavojus astronautams
Orbitoje esantys žmonės taip pat susidurs su didesne radiacijos rizika, įskaitant didesnę tikimybę patirti DNR pažeidimus ir susirgti vėžiu. „Astronautai taip pat patirs šių įkrautų dalelių poveikį, tačiau jų buvimo orbitoje laikas yra trumpesnis nei daugumos žemosios Žemės orbitos palydovų gyvavimo trukmė“, – aiškina Ch. Finlay. (Vidutiniškai astronautai TKS praleidžia apie 6 mėnesius žemojoje Žemės orbitoje, tačiau palydovai paprastai ten praleidžia daugiau nei 5 metus – apie 10 kartų ilgiau).
Geomagnetinis laukas yra palyginti silpnas, palyginti su labiau žinomomis magnetizmo formomis: jo intensyvumas svyruoja nuo maždaug 22 000 iki 67 000 nanoteslų. Palyginimui, tipinis šaldytuvo magnetas pasižymi apie 10 milijonų nanoteslų intensyvumu.
SAA geomagnetinio lauko intensyvumas yra mažesnis nei 26 000 nanoteslų. Remiantis tyrimu, nuo 2014 m. šio regiono plotas padidėjo beveik 1 proc. Žemės paviršiaus ploto. Silpniausia SAA vieta dabar yra 22 094 nanoteslos – tai yra 336 nanoteslomis mažiau nei 2014 m.
Šiaurės Kanados regione, kuriame geomagnetinis laukas yra stiprus, jo intensyvumas viršija 57 000 nanoteslų. Tyrimas parodė, kad šio regiono plotas sumažėjo 0,65 proc. Žemės paviršiaus ploto, o stipriausia jo vieta sumažėjo iki 58 031 nanoteslos, t. y. nuo 2014 m. sumažėjo 801 nanotesla. Priešingai, stipraus lauko regionas Sibire padidėjo 0,42 proc. Žemės paviršiaus ploto, o maksimalus lauko intensyvumas nuo 2014 m. padidėjo 260 nanoteslų ir šiandien siekia 61 619 nanoteslų.
Šie pokyčiai Šiaurės pusrutulyje buvo netikėti, sako Ch. Finlay. „Tai susiję su skysto metalo cirkuliacijos modeliais branduolyje, bet mes nesame tikri dėl tikslios priežasties“, – teigia jis.
Tačiau tyrime nebuvo rasta jokių požymių, kad artėtų magnetinio lauko apsikeitimas. Žemės magnetinis laukas jau apsikeitė šimtus kartų, bet „iš paleomagnetinių įrašų žinome, kad Žemės magnetinis laukas praeityje daug kartų susilpnėjo, atsirandant silpno lauko regionams, pavyzdžiui, Pietų Atlanto anomalijai, bet neapsikeisdamas“, – pasakoja Ch. Finlay. – Labiau tikėtina, kad matome dešimties metų ar šimtmečio trukmės lauko svyravimus.“
„Sustiprinti“ erdvėlaiviai
Padidėjusį saulės spinduliuotės pavojų palydovams ir astronautams, skrendantiems per SAA, būtų galima sumažinti užtikrinant, kad erdvėlaiviai būtų „sustiprinti“ – kad galėtų anomaliją atlaikyti, aiškina tyrėjas: „Kadangi silpnumas didėja, palydovai patirs tokį poveikį didesniame plote, [todėl] tai reikėtų atsižvelgti planuojant būsimas misijas.“
Geofizikas Hagay Amitas iš Nantes Universiteto Prancūzijoje, kuris nedalyvavo naujausiame tyrime, bet yra tyrinėjęs SAA, pažymėjo, kad keli mokslininkai pasiūlė galimas priežastis, dėl kurių pastebėti geomagnetinio lauko pokyčiai, tačiau tikrieji mechanizmai lieka nežinomi. „Apibendrinant, [autoriai] įtikinamai parodė, kad nuolatiniai aukštos kokybės geomagnetiniai matavimai yra labai svarbūs norint gauti svarbią informaciją apie giluminės Žemės dinamiką“, – nurodė jis.
Parenta pagal eos.org