Setiap hari hipotesis bumi bulat semakin retak. Tidak peduli berapa banyak pseudoscientist yang mencoba memperbaiki dunia lama mereka, hal itu sia-sia: kenyataan mengambil alih. Ada bukti yang sangat sederhana bahwa bumi tidak mempunyai kutub. Dan sebagai konsekuensinya, bukti ini menunjukkan bahwa Bumi sama sekali tidak bulat.
Bagi mukmin yang tidak bisa mendengar dan tidak bisa membaca, saya ulangi sekali lagi: Saya BUKAN pendukung bumi datar.. Karena bumi tidak datar. Selain itu, saya perhatikan bahwa saya bukan pengikut konstruksi geografis yang menunjukkan bahwa pusat dunia dianggap sebagai Kutub Utara.
Bumi tidak mempunyai kutub, artinya tidak ada kutub yang dapat dianggap sebagai objek geografis titik. Tidak ada kutub utara dan kutub selatan. Dan inilah bukti ilmiah yang sangat sederhana bahwa kutub utara dan selatan bumi tidak ada.
Ilmu pengetahuan resmi memberi tahu kita: di kutub geografis utara dan selatan bumi juga terdapat titik-titik kutub magnet yang bersesuaian. Ada sedikit perbedaan jarak, tetapi kutub geografis dan magnet dengan nama yang sama praktis bertepatan. Menurut data modern, dalam konsep elektromagnetik, Bumi adalah magnet. Setiap kutub magnet, pertama, merupakan kutub magnet, dan kedua, merupakan fokus garis magnet. Kita semua mengetahui hal ini dengan baik - kami melakukan eksperimen fisika magnet di sekolah.
Guru menunjukkan pengalaman ini kepada kami. Garis-garis gaya magnet tidak terlihat, tetapi jika serbuk besi dituangkan di sekitar magnet, maka berdasarkan perilakunya garis-garis gaya magnet tersebut akan terwujud. Apa yang menarik dari pengalaman ini? Karena dengan jelas terlihat tidak hanya garis gaya magnet itu sendiri, tetapi juga geometri dan kepadatannya. Pengarsipan besi dengan jelas menunjukkan hal berikut: semakin dekat ke titik kutub magnet, semakin besar gaya magnetnya.
Secara umum, kita mengetahui hal ini dari kehidupan: semakin dekat Anda mendekatkan paku ke kutub magnet, semakin kuat gaya tariknya. Saat ini, magnet yang sangat kuat telah diciptakan. Mereka menarik atau menolak tidak hanya benda besi, tetapi juga organisme hidup. Semua orang ingat pengalaman dengan katak yang melayang, yang ditopang di udara oleh magnet yang kuat.
Dan agar katak dapat melayang di udara, Anda harus meletakkannya di kutub magnet. Di kutub magnet terbentuk kerapatan maksimum garis-garis medan, yang seperti kita ingat, menunjukkan besarnya gaya magnet. Semakin tinggi kerapatan garis-garis medan magnet maka semakin tinggi pula nilai gaya magnetnya.
Jadi, fisikawan menyebarkan peta geografis yang menggambarkan Bumi sebagai magnet dengan kutub utara dan selatan. Namun karena ketidaktahuan, ada dua jenis peta magnet bumi. Salah satu variasinya menggambarkan Bumi dengan garis-garis gaya yang keluar dari satu kutub dan memasuki kutub lainnya. Variasi lainnya memperlihatkan Bumi dengan garis-garis gaya yang memancar dari berbagai wilayah di satu belahan bumi dan memasuki wilayah simetris di belahan bumi lainnya.
Kedua kartu magnetik itu palsu. Jika pilihan yang benar adalah keluar dan masuknya garis-garis medan secara simetris, maka jarum kompas magnet tidak akan mengarah ke utara, melainkan ke titik masuknya garis medan tersebut ke dalam Bumi. Dan titik masuk tersebut akan berada pada garis lintang yang berbeda.
Sekarang mari kita kembali ke kepadatan garis-garis medan. Di lokasi geografis kutub magnet bumi, seperti yang kita pahami sekarang, gaya magnet pasti mempunyai nilai yang sangat besar. Jika kutub utara dan selatan bumi ada, maka ketika kita mendekatinya, gaya magnetnya akan meningkat sebanding dengan pangkat tiga jaraknya.
Manusia tentu saja bukan katak. Namun magnet laboratorium yang menggantung katak di udara sama sekali bukan planet Bumi. Nilailah sendiri. Fisikawan memberi tahu kita bahwa medan magnet bumi melindungi planet kita dari angin matahari. Sederhananya, medan magnet bumi memiliki gaya magnet yang sangat besar sehingga dengan mudah dapat mengusir miliaran ton materi bermuatan yang terbang menuju bumi dengan kecepatan sangat tinggi.
Oleh karena itu, jika manusia sungguhan mendarat di titik kutub magnet yang sebenarnya, dia tidak akan terbang seperti katak. Bumi akan menembak pahlawan ini dari tiangnya dengan cara yang sama seperti senjata paling modis dan paling kuat saat ini, railgun, menembakkan logam kosong. Izinkan saya mengingatkan Anda bahwa railgun didasarkan pada percepatan proyektil pasif oleh gaya magnet.
Apa yang kita lihat dalam kenyataan? Kita melihat bahwa tidak ada satu pun yang disebut pahlawan, yang diduga mengunjungi kutub, terbang ke luar angkasa, dan Bumi tidak menembak mereka. Namun dalam kondisi seperti itu, ada yang bisa mengatakan bahwa buku referensi konon melaporkan bahwa kekuatan medan magnet bumi kecil bahkan sangat kecil. Untuk memahami hal ini, mari kita lakukan percobaan sederhana lainnya.
Mari kita ambil sepotong plastik busa dan pasang magnet biasa berukuran kecil ke dalamnya. Mari kita letakkan pelampung dengan magnet di dalam bak air dan amati. Sepotong plastik busa yang diberi magnet disejajarkan posisinya sesuai dengan garis magnet bumi. Hal ini secara umum dapat dimengerti. Namun kekuatan keselarasan ini membuat orang bertanya-tanya. Cukup dengan memutar sepotong plastik busa dengan magnet yang beratnya beberapa gram. Dan ini terjadi di garis lintang kita, di mana, seperti telah saya katakan, garis gaya magnet menjadi lebih tipis. Dapatkah Anda membayangkan berapa besarnya gaya-gaya ini di tempat kutub-kutub imajiner? Ribuan, puluhan ribu, jutaan kali lebih banyak daripada di garis lintang kita. Peningkatan gaya magnet ini setara dengan peningkatan kepadatan garis-garis medan.
Dan kini bukti kedua tidak adanya kutub di Bumi. Saat melakukan percobaan dengan jarum magnet atau magnet pada sepotong plastik busa, mudah untuk melihat bahwa potongan plastik busa tersebut memiliki magnet. tidak berenang menuju kutub utara atau selatan. Bahkan di zaman kuno, ketika rendaman air digunakan untuk membuat kompas primitif, diketahui bahwa jarum magnet berputar pada sumbu tertentu, menyelaraskan dirinya di sepanjang garis gaya bumi, tetapi tidak bergerak ke arah utara atau selatan. tiang.
Jika anda perhatikan, benda besi tertarik pada magnet sehingga mulai bergerak dan bergegas menuju kutub, atau sampai pada titik masuknya garis gaya pada magnet. Namun Bumi, yang tampaknya juga merupakan magnet, tidak mengamati fenomena seperti itu. Artinya, baik kutub utara maupun selatan tidak menarik jarum magnet. Mereka hanya membimbing, tapi tidak menarik.
Izinkan saya tekankan sekali lagi, jika kutub-kutub ini memiliki desain yang sama dengan magnet konvensional, maka jarum magnet tidak hanya akan berputar, tetapi juga akan tertarik ke kutub. Sama seperti ini yang terjadi pada magnet apa pun. Dan benda besi sederhana, misalnya kapal dan kapal selam, di bawah pengaruh gaya magnet akan bergerak begitu saja menuju kutub terdekat. Bagaimanapun, beginilah cara magnet biasa bekerja pada besi! Mengapa hal ini tidak terjadi pada kapal besi atau jarum magnet di medan magnet bumi? Untuk alasan berikut.
Untuk menggerakkan jarum magnet dalam medan magnet, medan magnet tersebut harus mempunyai gradien, yaitu selisih antara nilai tetangganya. Jika bumi mempunyai kutub, maka gradien tersebut akan timbul akibat bertambahnya kerapatan garis medan saat mendekati kutub. Kekuatan tarikan magnet juga akan meningkat ke arah yang sama. Artinya, semakin dekat benda besi dengan titik kutub, maka nilai gaya magnet yang bekerja padanya akan semakin tinggi.
Artinya, kapal pemecah es besi kita sendiri akan berlayar ke arah Kutub Utara, dan hanya untuk kembali mereka akan membutuhkan pembangkit listrik. Jika jarum magnet tidak tertarik ke kutub, berarti tidak ada gradien medan magnet bumi. Artinya, medan magnet bumi seragam. Secara umum, buku referensi memberi tahu kita tentang hal ini.
Tapi lapangan yang seragam tidak bisa memiliki kutub. Inilah yang dimaksud dengan keseragaman – tidak adanya fluktuasi apapun, termasuk fluktuasi yang mungkin bersifat kutub. Hanya solenoida yang mempunyai medan magnet bujursangkar yang seragam. Apalagi di dalamnya.
Pilihan lainnya adalah medan magnet perifer yang seragam terbentuk di sekitar konduktor panjang. Medan magnet inilah yang muncul dalam percobaan ketika jarum magnet tegak lurus terhadap konduktor pembawa arus. Ia sejajar di sepanjang garis gaya, tetapi tidak bergerak menuju kutub - karena ia tidak ada. Di mana pun kita memasang jarum magnet pada konduktor tersebut, orientasinya akan selalu sama dengan pembentukan medan magnet. Tetapi anak panah itu tidak akan pernah bergerak melingkari konduktor tersebut.
Mengapa? Karena garis medan magnet adalah lingkaran tertutup dan, tentu saja, tidak memiliki awal atau akhir, dan tentu saja, lingkaran genap tidak memiliki gradien yang dapat menggerakkan panah. Artinya, dalam lingkaran magnet seperti itu terdapat arah ke utara dan arah ke selatan, tetapi tidak terdapat kutub. Baik utara maupun selatan.
Dari penalaran kita menjadi jelas bahwa bumi pasti tidak mempunyai kutub. Namun geometri bumi tidak sepenuhnya jelas.
Jika kita mengikuti pilihan pertama, maka garis gaya magnet yang kita ukur dengan kompas terletak di dalam solenoida tertentu, yaitu permukaan planet kita. Kemudian disekitarnya terdapat bangunan-bangunan tertentu yang menyerupai gulungan kawat yang dilalui arus listrik. Lalu Matahari dan Bulan adalah efek yang timbul pada struktur tersebut akibat aliran arus listrik yang melaluinya.
Jika kita mengikuti opsi kedua, maka di kedalaman planet kita mengalir arus listrik garis lurus, di mana garis-garis magnet berada di dalam sebuah silinder. Dan dalam hal ini tidak ada tiang.
Saya tidak dapat membuat desain untuk Bumi agar memiliki kutub magnet dan nilainya sesuai dengan angka yang dipublikasikan di buku referensi. Mungkin orang lain bisa melakukannya? Mari kita lihat... Sementara itu, saya akan memberikan dua contoh lagi dari pengamatan saya sendiri.
Contoh pertama. Pada tahun 90an saya memiliki helikopter Mi-2 pribadi. Itu digunakan untuk berbagai tujuan. Termasuk untuk ambulans udara. Kru kami menyelamatkan banyak nyawa di wilayah Tula. Dan kami mempertimbangkan kemungkinan terbang ke Kutub Utara. Biaya penerbangannya hanya 10 ribu dolar. Kondisi penerbangan normal. Jika ada yang meragukannya, izinkan saya mengingatkan Anda bahwa suhu udara rata-rata di Kutub Utara pada musim dingin hanya sekitar minus 40 °C, dan pada musim panas sebagian besar suhunya sekitar 0 °C. - ini adalah data resmi. Benar-benar tidak jelas mengapa Kutub Utara sekarang tidak berpenghuni? Temperatur ini tidak terlalu ekstrim sama sekali. Kamu mengerti.
Contoh kedua adalah dari kehidupan saya. Saya baru-baru ini mempunyai seorang kenalan, juga seorang asisten wakil Duma Negara. Kolonel Penerbangan Jarak Jauh. Dia digambarkan kepada saya sebagai orang yang sangat jujur. Saya memintanya untuk memberi tahu saya tentang Kutub Selatan, tempat dia diduga bertugas. Dia mulai menceritakan omong kosong tentang fakta bahwa setiap hari dia secara pribadi melintasi Kutub Selatan dengan pesawat. Dan tepat di atas tiang, jarum kompasnya menjadi vertikal. Saya bingung bukan karena dia tidak diberi Pahlawan Rusia atas eksploitasinya, tetapi karena bahasa gaulnya sama sekali bukan penerbangan.
Singkatnya, ada banyak pahlawan di sekitar, tapi tidak ada yang bertanya. Yang ada hanyalah dongeng, dan tak seorang pun ingin mengetahui kebenaran tentang geometri Bumi. Mengapa? Karena itu akan mengubah seluruh dunia. Pertama-tama, hal itu akan melanggar semua orang-orangan sawah militer, dan kemudian akan menghancurkan seluruh sistem nilai yang menjadi landasan bangunan ilmu pengetahuan modern yang fana.
Oleh karena itu, antara kulitnya sendiri dan kebenarannya, orang jujur memilih kulitnya sendiri.
Bumi melindungi kita dari radiasi kosmik yang mematikan, dan tanpanya, seperti kita ketahui, kehidupan tidak akan ada. Pergerakan besi cair di inti luar planet, fenomena geodinamo, menghasilkan medan ini. Namun bagaimana hal itu muncul dan kemudian dipertahankan sepanjang sejarah Bumi masih menjadi misteri bagi para ilmuwan. Karya baru yang diterbitkan di Nature oleh tim yang dipimpin oleh Alexander Goncharov dari Universitas Carnegie menyoroti sejarah formasi geologi yang sangat penting ini.
Planet kita terbentuk dari bahan padat yang mengelilingi Matahari pada masa mudanya, dan seiring waktu bahan terpadat, besi, tenggelam dan tenggelam lebih dalam, membentuk lapisan yang kita kenal sekarang: inti, mantel, kerak bumi. Saat ini, inti bagian dalam berupa besi padat bersama dengan bahan lain yang ditarik selama proses pelapisan. Inti luarnya merupakan paduan besi cair, dan pergerakannya menghasilkan medan magnet.
Pemahaman lebih dalam tentang bagaimana panas dihantarkan di inti dalam padat dan inti luar cair diperlukan untuk menyatukan proses evolusi planet kita dan medan magnetnya—dan, yang lebih penting, energi yang mempertahankan medan magnet konstan. Namun material ini tampaknya hanya ada dalam kondisi paling ekstrim: suhu sangat tinggi dan tekanan sangat tinggi. Ternyata di permukaan perilaku mereka akan sangat berbeda.
“Kami memutuskan bahwa penting untuk mengukur secara langsung konduktivitas termal material inti dalam kondisi yang sesuai dengan kondisi inti,” kata Goncharov. “Karena, tentu saja, kita tidak bisa mencapai inti bumi dan mengambil sampelnya.”
Para ilmuwan menggunakan alat yang disebut sel landasan berlian untuk mensimulasikan kondisi inti planet dan mempelajari bagaimana besi menghantarkan panas dalam kondisi tersebut. Sel landasan berlian memampatkan sampel kecil material di antara dua berlian, menciptakan tekanan ekstrem jauh di dalam bumi di laboratorium. Laser memanaskan material hingga mencapai suhu nuklir.
Dengan menggunakan "laboratorium nuklir", tim ilmuwan dapat mempelajari sampel besi pada suhu dan tekanan yang ditemukan di dalam planet seukuran Merkurius hingga Bumi - tekanan berkisar antara 345.000 hingga 1,3 juta atmosfer normal dan 1.300 hingga 2.700 derajat. Celcius - dan pahami cara mereka menghantarkan panas.
Konduktivitas termal sampel besi tersebut ditemukan berada di bawah perkiraan awal konduktivitas termal inti bumi - antara 18 dan 44 watt per meter per derajat Kelvin, satuan yang digunakan para ilmuwan untuk mengukur benda-benda tersebut. Hal ini menunjukkan bahwa energi yang dibutuhkan untuk menjaga geodinamo selalu tersedia sejak awal sejarah bumi.
“Untuk lebih memahami konduktivitas termal inti, di masa depan kita akan mempelajari bagaimana material non-besi yang ditarik ke dalam inti bersama dengan tenggelamnya besi mempengaruhi proses termal di dalam planet kita,” kata Goncharov.
Bumi dikelilingi oleh medan magnet. Hal inilah yang menyebabkan jarum kompas mengarah ke utara dan melindungi atmosfer kita dari pemboman terus-menerus partikel bermuatan dari luar angkasa, seperti proton. Tanpa medan magnet, atmosfer kita perlahan-lahan akan hilang akibat pengaruh radiasi berbahaya, dan kehidupan hampir pasti tidak akan ada dalam bentuk yang kita lihat sekarang.
Anda mungkin berpikir bahwa medan magnet adalah aspek kehidupan di Bumi yang tak terbatas dan konstan, dan sampai batas tertentu Anda benar. Namun medan magnet bumi justru berubah. Kira-kira sekali setiap beberapa ratus ribu tahun atau lebih, bumi berubah. Kutub Utara berpindah tempat dengan Kutub Selatan. Dan bila hal ini terjadi, medan magnetnya juga cenderung menjadi sangat lemah.
Anomali Atlantik Selatan
Saat ini, para ahli geofisika dikejutkan dengan kesadaran bahwa kekuatan medan magnet bumi telah menurun pada tingkat yang mengkhawatirkan selama 160 tahun terakhir. Keruntuhan ini terkonsentrasi di wilayah yang luas di belahan bumi selatan dan membentang dari Zimbabwe hingga Chili. Ini dikenal sebagai Anomali Atlantik Selatan. Kekuatan medan magnet di tempat ini sangat lemah bahkan menimbulkan bahaya bagi satelit yang mengorbit Bumi di atas kawasan tersebut. Medan magnet tidak lagi melindungi mereka dari radiasi yang mengganggu elektronik satelit.
Konsekuensi dari pembalikan medan magnet
Tapi itu belum semuanya. Kekuatan medan magnet terus melemah, berpotensi memicu peristiwa yang lebih dramatis, termasuk pembalikan kutub magnet secara global. Perubahan signifikan ini akan mempengaruhi sistem navigasi kita serta transmisi listrik. Cahaya Utara akan terlihat pada garis lintang yang berbeda. Selain itu, pada kekuatan medan yang sangat rendah selama gulungan global, lebih banyak radiasi akan mencapai permukaan bumi, yang juga dapat mempengaruhi tingkat kanker.
Para ilmuwan masih belum sepenuhnya memahami sejauh mana dampak ini akan tercapai, sehingga penelitian mereka sangat relevan. Mereka menggunakan beberapa sumber data yang mungkin mengejutkan, termasuk catatan arkeologi Afrika berusia 700 tahun, untuk mengeksplorasi pertanyaan ini.
Asal usul medan magnet bumi
Medan magnet bumi diciptakan oleh adanya besi di inti cair luar planet kita. Berkat data dari observatorium dan satelit yang baru-baru ini mempelajari medan magnet, para ilmuwan dapat secara akurat membuat model seperti apa jadinya jika kita menempatkan kompas tepat di atas inti cairan bumi yang berputar-putar.
Tempat polaritas terbalik
Analisis ini mengungkap ciri yang mencolok: di bawah Afrika bagian selatan, terdapat bidang polaritas terbalik pada batas inti-mantel, tempat besi cair di inti luar bertemu dengan bagian kaku interior bumi. Di wilayah ini, polaritas medannya berlawanan dengan rata-rata medan magnet global. Jika kita dapat menempatkan kompas jauh di bawah Afrika bagian selatan, kita akan melihat bahwa di wilayah yang tidak biasa ini, panah yang menunjukkan utara sebenarnya mengarah ke selatan.
Tempat ini menjadi penyebab utama anomali di Atlantik Selatan. Dalam simulasi numerik, titik tidak biasa yang mirip dengan ini muncul tepat sebelum pembalikan geomagnetik.
Sepanjang sejarah planet ini, kutub magnet telah cukup sering berubah, namun pembalikan terakhir terjadi di masa lalu, sekitar 780 ribu tahun yang lalu. Mengingat penurunan kekuatan medan magnet yang cepat selama 160 tahun terakhir, timbul pertanyaan tentang apa yang terjadi sebelumnya.
Studi tentang archaeomagnetisme
Selama penelitian arkeologi, ahli geofisika dan arkeolog mencoba mempelajari masa lalu medan magnet. Misalnya, tanah liat yang digunakan untuk membuat tembikar mengandung sejumlah kecil mineral magnetis seperti magnetit. Ketika tanah liat dipanaskan selama proses pembuatan tembikar, mineral magnetisnya kehilangan daya magnet yang dimilikinya. Saat mendingin, mereka mencatat arah dan intensitas medan magnet pada saat itu. Jika usia tembikar dapat ditentukan (misalnya menggunakan penanggalan radiokarbon), maka ada peluang untuk merekonstruksi sejarah archaeomagnetik.
Dengan menggunakan data semacam ini, para ilmuwan memiliki sebagian sejarah archaeomagnetisme di Belahan Bumi Utara. Sebaliknya, di belahan bumi selatan, catatan ini sangat sedikit. Secara khusus, hampir tidak ada data dari Afrika Selatan, meskipun wilayah ini, bersama dengan Amerika Selatan, dapat memberikan pemahaman yang lebih baik mengenai sejarah anomali modern.
Sejarah archaeomagnetik di Afrika bagian selatan
Namun nenek moyang masyarakat modern Afrika Selatan, ahli metalurgi dan petani yang mulai bermigrasi ke wilayah tersebut sekitar 2.000 hingga 1.500 tahun yang lalu, secara tidak sengaja meninggalkan beberapa petunjuk bagi kita. Orang-orang Zaman Besi ini tinggal di gubuk-gubuk yang terbuat dari lumpur dan menyimpan biji-bijian di silo tanah liat yang dibentengi. Sebagai ahli agronomi Zaman Besi awal di Afrika bagian selatan, mereka mengandalkan curah hujan.
Komunitas-komunitas ini sering merespons masa kekeringan dengan melakukan ritual pembersihan yang mencakup pembakaran lumbung. Peristiwa yang agak tragis bagi orang-orang zaman dahulu ini pada akhirnya menjadi keuntungan bagi studi archaeomagnetisme. Seperti halnya pembakaran dan pendinginan tembikar, tanah liat di lumbung mencatat medan magnet bumi saat mendingin. Karena gubuk kuno dan silo biji-bijian ini terkadang ditemukan dalam keadaan utuh, para ilmuwan dapat menggunakannya untuk memperoleh data tentang arah dan kekuatan medan magnet pada saat itu.
Para ilmuwan memusatkan perhatian mereka pada pengambilan sampel dari situs Zaman Besi yang tersebar di lembah Sungai Limpopo.
Fluks medan magnet
Pengambilan sampel di sepanjang Sungai Limpopo memberikan data pertama tentang medan magnet Afrika bagian selatan antara tahun 1000 dan 1600 Masehi. Para ilmuwan menemukan bahwa sekitar tahun 1300 kekuatan medan magnet di kawasan ini menurun secepat saat ini. Kemudian intensitasnya meningkat, meski dengan kecepatan lebih lambat.
Munculnya dua interval peluruhan medan yang cepat - sekitar 700 tahun yang lalu dan modern - menunjukkan fenomena sebaliknya. Mungkinkah anomali serupa sering muncul di Afrika Selatan dan lebih tua dari data yang ditunjukkan? Kalau iya, kenapa diulangi di tempat yang sama?
Selama dekade terakhir, para peneliti telah mengumpulkan data dari analisis gelombang seismik akibat gempa bumi. Saat gelombang seismik merambat melalui lapisan bumi, kecepatan rambatnya merupakan indikator kepadatan lapisan tersebut. Para ilmuwan sekarang mengetahui bahwa wilayah gelombang seismik lambat yang luas menjadi ciri batas mantel utama di bawah Afrika bagian selatan.
Wilayah tertentu ini kemungkinan berusia puluhan juta tahun, dan batas-batasnya jelas. Menarik untuk dicatat bahwa titik polaritas terbalik praktis bertepatan dengan tepi timurnya.
Para ilmuwan percaya bahwa mantel Afrika yang tidak biasa mengubah aliran besi ke inti dari bawah, yang pada gilirannya mengubah perilaku medan magnet di tepi wilayah seismik dan pola polaritas terbalik.
Kawasan ini diperkirakan akan tumbuh pesat dan kemudian perlahan kembali normal. Dari waktu ke waktu, satu titik dengan polaritas terbalik bisa menjadi cukup besar untuk mendominasi medan magnet belahan bumi selatan.
Bagaimana inversi bisa terjadi?
Gagasan tradisional tentang inversi adalah bahwa ia dapat dimulai di mana saja di dalam inti atom. Namun, model konseptual baru menunjukkan bahwa mungkin ada lokasi khusus di batas inti-mantel yang mendorong pembalikan medan magnet ini. Belum diketahui apakah medan magnet saat ini akan mulai melemah dalam beberapa ribu tahun mendatang, atau justru akan terus melemah selama dua abad mendatang.
Namun bukti yang diberikan oleh nenek moyang orang Afrika Selatan modern tidak diragukan lagi akan membantu para ilmuwan mempelajari lebih lanjut mekanisme inversi yang mereka usulkan. Jika gagasan ini benar, pembalikan kutub bisa terjadi di Afrika.
Dalam beberapa hari terakhir, banyak sekali berita tentang medan magnet bumi yang muncul di situs informasi ilmiah. Misalnya, berita yang akhir-akhir ini berubah secara signifikan, atau bahwa medan magnet berkontribusi terhadap kebocoran oksigen dari atmosfer bumi, atau bahkan sapi di padang rumput berorientasi sepanjang garis medan magnet. Apa itu medan magnet dan seberapa penting semua berita ini?
Medan magnet bumi adalah area di sekitar planet kita dimana gaya magnet bekerja. Pertanyaan tentang asal usul medan magnet belum sepenuhnya terpecahkan. Namun, sebagian besar peneliti sepakat bahwa keberadaan medan magnet bumi setidaknya sebagian disebabkan oleh intinya. Inti bumi terdiri dari bagian dalam yang padat dan bagian luar yang cair. Rotasi bumi menciptakan arus konstan di inti cair. Seperti yang mungkin diingat pembaca dari pelajaran fisika, pergerakan muatan listrik mengakibatkan munculnya medan magnet di sekitarnya.
Salah satu teori paling umum yang menjelaskan sifat medan, teori efek dinamo, mengasumsikan bahwa gerakan konvektif atau turbulen dari fluida penghantar di inti berkontribusi terhadap eksitasi diri dan pemeliharaan medan dalam keadaan diam.
Bumi dapat dianggap sebagai dipol magnet. Kutub selatannya terletak di Kutub Utara geografis, dan kutub utaranya masing-masing berada di Kutub Selatan. Faktanya, kutub geografis dan magnet bumi tidak hanya bertepatan dalam “arah”. Sumbu medan magnet miring terhadap sumbu rotasi bumi sebesar 11,6 derajat. Karena perbedaannya tidak terlalu signifikan, kita bisa menggunakan kompas. Panahnya menunjuk tepat ke Kutub Magnet Selatan Bumi dan hampir persis ke Kutub Utara Geografis. Jika kompas ditemukan 720 ribu tahun yang lalu, kompas akan menunjuk ke kutub utara geografis dan magnetis. Namun lebih lanjut tentang itu di bawah.
Medan magnet melindungi penghuni bumi dan satelit buatan dari efek berbahaya partikel kosmik. Partikel tersebut termasuk, misalnya, partikel angin matahari yang terionisasi (bermuatan). Medan magnet mengubah lintasan pergerakannya, mengarahkan partikel sepanjang garis medan. Kebutuhan akan medan magnet bagi keberadaan kehidupan mempersempit jangkauan planet yang berpotensi layak huni (jika kita berangkat dari asumsi bahwa secara hipotetis kemungkinan bentuk kehidupan mirip dengan penghuni bumi).
Para ilmuwan tidak mengesampingkan bahwa beberapa planet kebumian tidak memiliki inti logam dan karenanya tidak memiliki medan magnet. Hingga saat ini, planet-planet yang terbuat dari batuan padat, seperti Bumi, diperkirakan memiliki tiga lapisan utama: kerak padat, mantel kental, dan inti besi padat atau cair. Dalam sebuah makalah baru-baru ini, para ilmuwan dari Massachusetts Institute of Technology mengusulkan pembentukan planet "berbatu" tanpa inti. Jika perhitungan teoretis para peneliti dikonfirmasi oleh pengamatan, maka untuk menghitung kemungkinan bertemunya makhluk humanoid di Alam Semesta, atau setidaknya sesuatu yang menyerupai ilustrasi dari buku teks biologi, maka perlu ditulis ulang.
Penduduk bumi juga mungkin kehilangan perlindungan magnetisnya. Benar, ahli geofisika belum bisa memastikan kapan hal ini akan terjadi. Faktanya, kutub magnet bumi tidak konstan. Secara berkala mereka berpindah tempat. Belum lama ini, para peneliti menemukan bahwa Bumi “mengingat” pembalikan kutub. Analisis terhadap “ingatan” tersebut menunjukkan bahwa selama 160 juta tahun terakhir, magnet utara dan selatan telah berpindah tempat sekitar 100 kali. Terakhir kali peristiwa ini terjadi sekitar 720 ribu tahun yang lalu.
Pergantian kutub disertai dengan perubahan konfigurasi medan magnet. Selama “masa transisi”, semakin banyak partikel kosmik yang berbahaya bagi organisme hidup yang menembus ke Bumi. Salah satu hipotesis yang menjelaskan hilangnya dinosaurus menyatakan bahwa reptil raksasa punah tepatnya pada pergantian kutub berikutnya.
Selain “jejak” rencana kegiatan perubahan kutub, para peneliti juga memperhatikan adanya pergeseran berbahaya pada medan magnet bumi. Analisis data mengenai kondisinya selama beberapa tahun menunjukkan bahwa dalam beberapa bulan terakhir, banyak hal mulai menimpanya. Para ilmuwan sudah lama tidak mencatat “gerakan” tajam di lapangan. Wilayah yang menjadi perhatian para peneliti terletak di Samudera Atlantik Selatan. "Ketebalan" medan magnet di area ini tidak melebihi sepertiga dari medan "normal". Para peneliti telah lama memperhatikan “lubang” di medan magnet bumi ini. Data yang dikumpulkan selama 150 tahun menunjukkan bahwa lapangan di sini telah melemah sebesar sepuluh persen selama periode ini.
Saat ini, sulit untuk mengatakan ancaman apa yang ditimbulkannya terhadap umat manusia. Salah satu akibat melemahnya kekuatan medan adalah peningkatan (walaupun tidak signifikan) kandungan oksigen di atmosfer bumi. Hubungan antara medan magnet bumi dan gas ini dibuat menggunakan sistem satelit Cluster, sebuah proyek dari Badan Antariksa Eropa. Para ilmuwan telah menemukan bahwa medan magnet mempercepat ion oksigen dan “melempar” mereka ke luar angkasa.
Meski medan magnetnya tidak terlihat, namun penghuni bumi bisa merasakannya dengan baik. Burung yang bermigrasi, misalnya, menemukan jalannya dengan memusatkan perhatian padanya. Ada beberapa hipotesis yang menjelaskan bagaimana sebenarnya mereka merasakan medan tersebut. Salah satu penelitian terbaru menunjukkan bahwa burung merasakan medan magnet. Protein khusus - kriptokrom - di mata burung yang bermigrasi mampu mengubah posisinya di bawah pengaruh medan magnet. Penulis teori ini percaya bahwa cryptochromes dapat bertindak sebagai kompas.
Selain burung, penyu menggunakan medan magnet bumi sebagai pengganti GPS. Dan, seperti yang ditunjukkan oleh analisis foto satelit yang disajikan sebagai bagian dari proyek Google Earth, sapi. Setelah mempelajari foto-foto 8.510 sapi di 308 wilayah di dunia, para ilmuwan menyimpulkan bahwa hewan-hewan ini memiliki preferensi (atau dari selatan ke utara). Selain itu, “titik rujukan” bagi sapi bukanlah geografis, melainkan kutub magnet bumi. Mekanisme bagaimana sapi merasakan medan magnet dan alasan reaksi khusus ini masih belum jelas.
Selain sifat-sifat luar biasa yang terdaftar, medan magnet juga berkontribusi. Mereka muncul sebagai akibat dari perubahan mendadak di lapangan yang terjadi di daerah terpencil di lapangan.
Medan magnet tidak diabaikan oleh para pendukung salah satu “teori konspirasi” - teori tipuan bulan. Seperti disebutkan di atas, medan magnet melindungi kita dari partikel kosmik. Partikel yang "terkumpul" terakumulasi di bagian tertentu dari medan - yang disebut sabuk radiasi Van Alen. Orang-orang skeptis yang tidak percaya pada realitas pendaratan di bulan percaya bahwa astronot akan menerima dosis radiasi yang mematikan selama penerbangan mereka melalui sabuk radiasi.
Medan magnet bumi merupakan konsekuensi menakjubkan dari hukum fisika, perisai pelindung, landmark dan pencipta aurora. Jika bukan karena itu, kehidupan di Bumi mungkin akan terlihat sangat berbeda. Secara umum, jika tidak ada medan magnet, maka harus diciptakan.
Medan magnet bumi mirip dengan magnet permanen raksasa yang miring 11 derajat terhadap sumbu rotasinya. Namun ada nuansa di sini, intinya suhu Curie untuk besi hanya 770°C, sedangkan suhu inti besi bumi jauh lebih tinggi, dan hanya di permukaannya saja yang sekitar 6000°C. Pada suhu seperti itu, magnet kita tidak akan mampu mempertahankan magnetisasinya. Artinya, karena inti planet kita tidak bersifat magnetis, maka sifat magnetisme terestrial berbeda. Lalu dari manakah datangnya medan magnet bumi?
Seperti diketahui, medan magnet mengelilingi arus listrik, sehingga ada alasan kuat untuk berasumsi bahwa arus yang beredar di inti logam cair adalah sumber medan magnet bumi. Bentuk medan magnet bumi memang mirip dengan medan magnet kumparan berarus.
Besaran medan magnet yang diukur di permukaan bumi adalah sekitar setengah Gauss, sedangkan garis-garis medan seolah meninggalkan planet dari kutub selatan dan memasuki kutub utaranya. Pada saat yang sama, di seluruh permukaan planet, induksi magnet bervariasi dari 0,3 hingga 0,6 Gauss.
Dalam prakteknya, keberadaan medan magnet di bumi dijelaskan oleh efek dinamo yang timbul dari arus yang beredar di intinya, namun medan magnet ini tidak selalu konstan arahnya. Contoh batuan yang diambil di tempat yang sama, tetapi mempunyai umur yang berbeda, berbeda arah magnetisasinya. Ahli geologi melaporkan bahwa selama 71 juta tahun terakhir, medan magnet bumi telah berputar 171 kali!
Meski efek dinamo belum diteliti secara detail, namun rotasi bumi tentunya berperan penting dalam menghasilkan arus yang diyakini sebagai sumber medan magnet bumi.
Wahana Mariner 2 yang memeriksa Venus menemukan bahwa Venus tidak memiliki medan magnet seperti itu, meskipun intinya, seperti inti Bumi, mengandung cukup banyak zat besi.
Jawabannya adalah periode rotasi Venus pada porosnya sama dengan 243 hari di Bumi, yaitu generator dinamo Venus berputar 243 kali lebih lambat, dan ini tidak cukup untuk menghasilkan efek dinamo yang nyata.
Melalui interaksi dengan partikel angin matahari, medan magnet bumi menciptakan kondisi munculnya apa yang disebut aurora di dekat kutub.
Sisi utara jarum kompas merupakan kutub utara magnet yang selalu berorientasi pada kutub utara geografis, yang bisa dibilang merupakan kutub selatan magnet. Memang, seperti yang Anda ketahui, kutub magnet yang berlawanan saling tarik menarik.
Namun, pertanyaan sederhananya adalah “bagaimana bumi mendapatkan medan magnetnya?” - masih belum memiliki jawaban yang jelas. Jelas terlihat bahwa timbulnya medan magnet dikaitkan dengan perputaran planet pada porosnya, karena Venus dengan komposisi inti serupa, namun berputar 243 kali lebih lambat, tidak memiliki medan magnet yang terukur.
Tampaknya masuk akal bahwa dari perputaran cairan inti logam yang merupakan bagian utama inti ini, timbul gambaran konduktor yang berputar, menimbulkan efek dinamo dan bekerja seperti generator listrik.
Konveksi cairan di bagian luar inti menyebabkan sirkulasinya relatif terhadap Bumi. Artinya bahan penghantar listrik bergerak relatif terhadap medan magnet. Jika menjadi bermuatan akibat gesekan antar lapisan dalam inti, maka efek kumparan berarus sangat mungkin terjadi. Arus seperti itu cukup mampu mempertahankan medan magnet bumi. Model komputer skala besar menegaskan realitas teori ini.
Selama tahun 1950-an, sebagai bagian dari strategi Perang Dingin, kapal Angkatan Laut AS menarik magnetometer sensitif di sepanjang dasar laut sambil mencari cara untuk mendeteksi kapal selam Soviet. Selama pengamatan, ternyata medan magnet bumi berfluktuasi dalam kisaran 10% sehubungan dengan kemagnetan batuan dasar laut itu sendiri yang memiliki arah magnetisasi yang berlawanan. Hasilnya adalah gambaran pembalikan yang terjadi hingga 4 juta tahun yang lalu, hal ini dihitung dengan metode arkeologi kalium-argon.
Andrey Povny
