Mengapa Medan Magnet Bumi Dapat Berubah Lebih Cepat Dari Yang Kami Pikirkan

Mengapa Medan Magnet Bumi Dapat Berubah Lebih Cepat Dari Yang Kami Pikirkan
Sudah lama menjadi misteri seberapa cepat medan magnet bumi berubah.
Andrey VP / Shutterstock

Medan magnet Bumi, yang dihasilkan 3,000 km di bawah kaki kita di inti besi cair, sangat penting bagi kehidupan di planet kita. Itu memanjang ke luar angkasa, membungkus kita dalam selimut elektromagnetik yang melindungi atmosfer dan satelit dari radiasi matahari.

Namun medan magnetnya adalah terus berubah baik dalam kekuatan dan arahnya dan telah mengalami beberapa perubahan dramatis di masa lalu. Ini termasuk pembalikan kutub magnet yang membingungkan, dengan kutub selatan menjadi kutub utara dan sebaliknya.

Pertanyaan yang sudah lama muncul adalah seberapa cepat bidang ini bisa berubah. Studi baru kami, diterbitkan di Nature Communications, telah menemukan beberapa jawaban.

Perubahan cepat dari medan magnet sangat menarik karena mereka mewakili perilaku paling ekstrim dari lautan besi cair dalam inti cair. Dengan mengikat perubahan yang diamati pada proses inti, kita dapat mempelajari informasi penting tentang wilayah yang tidak dapat diakses di planet kita.

Secara historis, perubahan tercepat dalam medan magnet bumi telah terjadi terkait dengan pembalikan, yang terjadi pada interval yang tidak teratur beberapa kali setiap juta tahun. Tetapi kami menemukan perubahan bidang yang jauh lebih cepat dan lebih baru daripada data apa pun yang terkait dengan pembalikan aktual.

Pembalikan magnetik. (mengapa medan magnet Bumi dapat berubah lebih cepat dari yang kita duga)
Pembalikan magnetik.
NASA

Satelit saat ini membantu memantau perubahan di lapangan dalam ruang dan waktu, dilengkapi dengan catatan navigasi dan observatorium berbasis darat. Informasi ini mengungkapkan bahwa perubahan dalam bidang modern agak berat, sekitar sepersepuluh gelar per tahun. Tapi, sementara kita tahu bahwa lapangan sudah ada setidaknya 3.5 miliar tahun, kami tidak tahu banyak tentang perilakunya sebelum 400 tahun yang lalu.


Dapatkan Yang Terbaru Dari Diri Sendiri


Untuk melacak medan purba, para ilmuwan menganalisis magnet yang direkam oleh sedimen, aliran lahar dan artefak buatan manusia. Itu karena bahan-bahan ini mengandung butiran magnetik mikroskopis yang merekam tanda tangan medan bumi pada saat didinginkan (untuk lava) atau ditambahkan ke daratan (untuk sedimen). Catatan sedimen dari Italia tengah sekitar waktu pembalikan polaritas terakhir hampir 800,000 tahun yang lalu menyarankan perubahan bidang yang relatif cepat mencapai satu derajat per tahun.

Namun pengukuran seperti itu sangat menantang, dengan hasil masih diperdebatkan. Misalnya, ada ketidakpastian dalam proses sedimen mendapatkan magnetnya.

Pengukuran yang lebih baik

Penelitian kami mengambil pendekatan yang berbeda dengan menggunakan model komputer berdasarkan fisika dari proses pembuatan lapangan. Ini dikombinasikan dengan rekonstruksi variasi global medan magnet Bumi yang baru-baru ini diterbitkan yang mencakup 100,000 tahun terakhir, berdasarkan kompilasi pengukuran dari sedimen, lava dan artefak.

Ini menunjukkan bahwa perubahan arah medan magnet Bumi mencapai tingkat hingga sepuluh derajat per tahun - sepuluh kali lebih besar dari variasi tercepat yang dilaporkan saat ini.

Perubahan tercepat yang diamati dalam arah bidang geomagnetik terjadi sekitar 39,000 tahun yang lalu. Pergeseran ini dikaitkan dengan bidang yang lemah secara lokal di wilayah terbatas tak jauh dari pantai barat Amerika tengah. Acara ini mengikuti global “Tamasya Laschamp”-“ pembalikan yang gagal ”dari medan magnet Bumi sekitar 41,000 tahun yang lalu di mana kutub magnet bergerak singkat dari kutub geografis sebelum kembali.

Perubahan tercepat tampaknya terkait dengan melemahnya medan magnet lokal. Model kami menunjukkan ini disebabkan oleh pergerakan bidang magnetik yang kuat di seluruh permukaan inti cair. Tambalan ini lebih lazim di lintang rendah, menunjukkan bahwa pencarian di masa depan untuk perubahan cepat dalam arah harus fokus pada area ini.

Dampak dari masyarakat

Perubahan medan magnet, seperti pembalikan, mungkin tidak menimbulkan ancaman bagi kehidupan. Manusia berhasil hidup melalui perjalanan Laschamp yang dramatis. Saat ini, ancaman utamanya adalah ketergantungan kita pada infrastruktur elektronik. Peristiwa cuaca luar angkasa seperti badai geomagnetik, yang timbul dari interaksi antara medan magnet dan radiasi matahari yang masuk, dapat mengganggu komunikasi satelit, GPS dan jaringan listrik.

Ini meresahkan - biaya ekonomi dari keruntuhan jaringan listrik AS karena peristiwa cuaca-ruang telah diperkirakan sebesar sekitar satu triliun dolar. Ancamannya cukup serius untuk cuaca ruang angkasa muncul sebagai prioritas utama pada daftar risiko nasional Inggris.

Peristiwa cuaca luar angkasa cenderung lebih lazim di daerah di mana medan magnetnya lemah - sesuatu yang kita tahu bisa terjadi ketika medan berubah dengan cepat. Sayangnya, simulasi komputer menunjukkan bahwa perubahan arah muncul setelah kekuatan medan mulai melemah, artinya kita tidak dapat memprediksi penurunan kekuatan medan hanya dengan memantau arah medan. Pekerjaan di masa depan menggunakan simulasi yang lebih maju dapat menjelaskan lebih lanjut tentang masalah ini.

Apakah perubahan cepat lain dalam medan magnet sedang berlangsung? Ini sangat sulit dijawab. Perubahan tercepat juga merupakan peristiwa paling langka: misalnya, perubahan yang diidentifikasi di sekitar perjalanan Laschamp lebih dari dua kali lebih cepat daripada perubahan lain yang terjadi selama 100,000 tahun terakhir.

Ini menyulitkan para ilmuwan untuk memprediksi perubahan yang cepat - mereka adalah "peristiwa angsa hitam" yang mengejutkan dan memiliki dampak besar. Satu kemungkinan rute ke depan adalah dengan menggunakan model berbasis fisika tentang bagaimana medan berperilaku sebagai bagian dari perkiraan.

Kami masih harus banyak belajar tentang "batas kecepatan" medan magnet Bumi. Perubahan cepat belum secara langsung diamati selama pembalikan polaritas, tetapi mereka harus diharapkan karena lapangan dianggap menjadi lemah secara global pada saat ini.Percakapan

tentang Penulis

Christopher Davies, profesor Asosiasi, University of Leeds

Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.

Buku terkait

Kawanan Manusia: Bagaimana Masyarakat Kita Bangkit, Berkembang, dan Jatuh

oleh Mark W. Moffett
0465055680Jika seekor simpanse berkelana ke wilayah kelompok yang berbeda, hampir dipastikan akan dibunuh. Tetapi seorang warga New York bisa terbang ke Los Angeles - atau Kalimantan - dengan sedikit ketakutan. Para psikolog telah melakukan sedikit hal untuk menjelaskan hal ini: selama bertahun-tahun, mereka berpendapat bahwa biologi kita menempatkan batas atas yang sulit - tentang orang-orang 150 - pada ukuran kelompok sosial kita. Tetapi masyarakat manusia sebenarnya jauh lebih besar. Bagaimana kita mengatur - pada umumnya - untuk rukun satu sama lain? Dalam buku yang menghancurkan paradigma ini, ahli biologi Mark W. Moffett memanfaatkan temuan dalam psikologi, sosiologi dan antropologi untuk menjelaskan adaptasi sosial yang mengikat masyarakat. Dia mengeksplorasi bagaimana ketegangan antara identitas dan anonimitas menentukan bagaimana masyarakat berkembang, berfungsi, dan gagal. Melampaui Senjata, Kuman, dan Baja serta Sapiens, Kawanan Manusia mengungkapkan bagaimana umat manusia menciptakan peradaban luas dengan kompleksitas yang tak tertandingi - dan apa yang diperlukan untuk mempertahankannya. Tersedia di Amazon

Lingkungan: Ilmu di Balik Cerita

oleh Jay H. Withgott, Matthew Laposata
0134204883Lingkungan: Ilmu di balik Cerita adalah penjual terbaik untuk kursus pengantar ilmu lingkungan yang dikenal dengan gaya narasinya yang ramah siswa, pengintegrasian kisah nyata dan studi kasus, dan presentasi sains dan penelitian terbaru. Itu 6th Edition fitur peluang baru untuk membantu siswa melihat hubungan antara studi kasus terintegrasi dan sains di setiap bab, dan memberi mereka kesempatan untuk menerapkan proses ilmiah untuk masalah lingkungan. Tersedia di Amazon

Feasible Planet: Panduan untuk kehidupan yang lebih berkelanjutan

oleh Ken Kroes
0995847045Apakah Anda prihatin dengan keadaan planet kita dan berharap bahwa pemerintah dan perusahaan akan menemukan cara yang berkelanjutan bagi kita untuk hidup? Jika Anda tidak memikirkannya terlalu keras, itu mungkin berhasil, tetapi akankah itu terjadi? Dibiarkan sendiri, dengan driver popularitas dan keuntungan, saya tidak terlalu yakin bahwa itu akan terjadi. Bagian yang hilang dari persamaan ini adalah Anda dan saya. Individu yang percaya bahwa perusahaan dan pemerintah dapat berbuat lebih baik. Individu yang percaya bahwa melalui tindakan, kita dapat membeli sedikit lebih banyak waktu untuk mengembangkan dan menerapkan solusi untuk masalah-masalah kritis kita. Tersedia di Amazon

Dari Penerbit:
Pembelian di Amazon digunakan untuk membiayai biaya membawa Anda InnerSelf.com, MightyNatural.com, serta ClimateImpactNews.com tanpa biaya dan tanpa pengiklan yang melacak kebiasaan browsing Anda. Sekalipun Anda mengeklik tautan tetapi tidak membeli produk-produk terpilih ini, apa pun yang Anda beli dalam kunjungan yang sama di Amazon memberi kami komisi kecil. Tidak ada biaya tambahan untuk Anda, jadi silakan berkontribusi untuk upaya ini. Anda juga bisa menggunakan link ini untuk digunakan ke Amazon kapan saja sehingga Anda dapat membantu mendukung upaya kami.

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

ikuti InnerSelf di

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Dapatkan Terbaru Dengan Email

{Emailcloak = off}

DARI EDITOR

Hari Perhitungan Sudah Datang Untuk GOP
by Robert Jennings, InnerSelf.com
Partai Republik tidak lagi menjadi partai politik pro-Amerika. Ini adalah partai pseudo-politik tidak sah yang penuh dengan radikal dan reaksioner yang menyatakan tujuannya adalah untuk mengganggu, membuat tidak stabil, dan ...
Mengapa Donald Trump Bisa Menjadi Pecundang Terbesar dalam Sejarah
by Robert Jennings, InnerSelf.com
Diperbarui 2 Juli 20020 - Pandemi virus korona ini menghabiskan banyak uang, mungkin kekayaan 2 atau 3 atau 4, semua ukuran tidak diketahui. Oh ya, dan, ratusan ribu, mungkin satu juta, orang akan mati ...
Blue-Eyes vs Brown Eyes: Bagaimana Rasisme Diajarkan
by Marie T. Russell, InnerSelf
Dalam episode Oprah Show 1992 ini, aktivis dan pendidik anti-rasisme pemenang penghargaan Jane Elliott mengajarkan kepada para peserta pelajaran keras tentang rasisme dengan menunjukkan betapa mudahnya mempelajari prasangka.
Perubahan akan datang...
by Marie T. Russell, InnerSelf
(30 Mei 2020) Sewaktu saya menonton berita tentang peristiwa-peristiwa di Philadephia dan kota-kota lain di negeri ini, hati saya ingin apa yang terjadi. Saya tahu bahwa ini adalah bagian dari perubahan besar yang terjadi ...
Sebuah Lagu Dapat Mengangkat Hati dan Jiwa
by Marie T. Russell, InnerSelf
Saya memiliki beberapa cara yang saya gunakan untuk membersihkan kegelapan dari pikiran saya ketika saya menemukannya telah merayap masuk. Salah satunya adalah berkebun, atau menghabiskan waktu di alam. Yang lainnya adalah diam. Cara lain adalah membaca. Dan satu itu ...