Magnetické pole naší planety je pro nás tak samozřejmé, že ho vlastně ani nevnímáme. Přesto bychom se bez něj neobešli stejně jako třeba bez vody, či bez vzduchu. Ukazuje nám cestu po moři i po souši pomocí střelky kompasu (stejně tak tažným ptákům, velrybám a dalším tvorům), chrání nás a celý pozemský život před smrtícími rychlými částicemi ze Slunce, které by nás v podstatě „rozstřílely“ jako malé projektily.
Přítomnost magnetického pole si uvědomíme, až když stojíme pod hvězdnou oblohou v severních či jižních polárních krajích a máme to štěstí že můžeme vidět polární záři, světelný jev odehrávající-se ve výškách cca 100 km na povrchem Země, což je v podstatě na hranici vesmíru. Polární záře je přímý důsledek interakce nabitých částic letících ze Slunce se zemskou atmosférou. Jak polární záře vlastně vzniká?
Slunce vytváří tzv. sluneční vítr což je proud ionizovaných částic unikajících ze Slunce. Magnetické pole Země tyto částice odráží zpět do vesmíru. Většina je ho tedy odražena, ale část je zachycena a stáčí se v magnetickém poli po spirálách až k atmosféře. . Pokud je sluneční aktivita dostatečn silná a ze Slunce tak uniká i větší množství částic, tak některé mohou i prorazit srze magnetosféru a dostat se až na hranice atmosféry. Když se tyto částice dostanou skrz magnetické pole až k zemské atmosféře, jejich rychlost, potažmo energie, je stále o několik řádů větší, než energie okolních molekul ze zemské atmosféry. Částice slunečního větru se začnou srážet s těmito molekulami a při tom z nich vyrážejí elektrony, na jejichž místo se okamžitě obsazují jiné. Při tomto ději se emituje elektromagnetické záření, které je ve viditelném spektru. Pro kyslík to je 558 nm (zelená barva) a 630 m (červená barva). Jedná se o tzv. doutnavý výboj ve tvaru proudových stěn. V podstatě to samé, co se děje v zářivce.
Magnetické pole Země vzniká v důsledku tzv. dynamového jevu kdy vnitřní pevné byť rozžhavené kovové jádro planety se svou rotací tře o vnější polotekuté jádro, ve kterém navíc vznikají rotující sloupce rozžhaveného železa, které se chovají vlastně jako cívky známé z elektromagnetů. Těmi protéká elektrický proud a vytváří v jádře cívky magnetické pole. Rotací Země je množství těchto vnitřních magnetů usměrněno do jednolitého dipolárního magnetického pole, které známe my z povrchu Země.
Vzhledem k tomu, že magnetické pole vzniká vlivem rotace Země, jsou zemské magnetické póly blízko zeměpisných pólů. V blízkosti severního zeměpisného pólu se ale nachází jižní magnetický pól a naopak. To proto, že severní se tradičně nazývá ten pól magnetky, který přibližně ukazuje k severnímu zeměpisnému pólu.
Směr zemského magnetického pole se čas od času obrátí (např. za posledních 45 milionů let se obrátil více než 150krát). Tento jev lze poznat na nalezených horninách: hornina si totiž uchová tu magnetizaci, kterou měla při tuhnutí. Tyto změny polarity zemského magnetického pole přicházely naprosto nepravidelně.
Už jsme si uvedli, že ve vnějším jádře dochází ke vzniku oněch rotujících sloupců rozžhaveného železa. Jde vlastně o konvektivní proudy, což je jev který známe nejen z z vnitřku Slunce, ale u třeba z hrnce s vroucí vodou. Princip je v podstatě jednoduchý. Ohřátá hmota od nitra planety, či hvězdy (plamene od vařiče) stoupá vzhůru a předává svou energii další vrstvě. U naší Země je to zemský plášť, u Slunce je to fotosféra (sluneční povrch) a u vroucí vody je to vzduch na hladinou. Tím se tato hmota ochladí, ztratí část své energie a tak klesá opět ke zdroji. Na její místo se dere další ohřátá hmota a tak to jde neustále dokola. V zemském jádře dochází při klesání tohoto ochlazeného železa k opačné rotaci, než když je vynášeno vzhůru. Změnou rotace dochází i ke změně polarity těchto „elektromagnetů“. Podle některých teorií právě toto vede čas od času k přepólování planety, k čemuž dochází průměrně jednou za 250 000 let. Ovšem tyto intervaly mohou být různé, jelikož k tomuto jevu dochází z našeho hlediska nepravidelně a chaoticky a může to souviset i s vulkanickou činností, či dopadem asteroidů. Poslední přepólování proběhlo dle archeologických nálezů před 42 000 lety a dost možná stálo i za vyhynutím neandrtálců, jelikož došlo k velkým změnám klimatu. Kromě trvání události je dalším výsledkem nové práce také zpřesnění tohoto časového rozmezí. Navíc někteří vědci tvrdí, že obrácení předcházelo asi 6 000 let, kdy bylo magnetické pole nestabilní, během té doby 2krát na cca 2 000 let tehdy intenzita neočekávaně poklesla.
Vlastní přepólování planety je z lidského hlediska dlouhý proces, alespoň jak jsme mohli zjistit z geologického výzkumu. Jsou to stovky let. A ten proces možná již začal.
Na Zemi totiž nemáme jen hlavní dipolární magnetické pole, ale řadu dalších menších magnetických anomálií. Jsou malá magnetická pole která se utvářejí buď v zemské kůře, nebo zemském plášti. Známe šest velkých dalších magnetických anomálií. S kladným nábojem je to americká, asijská a antarktická, se záporným zase islandská, africká a australská. Tyto anomálie mají na svědomí další magnetická pole v hloubce cca 3000 km pod povrchem Země ve vnějším jádře. Například anomálie v jižním Atlantiku má opačnou polaritu a je natolik silná, že zeslabuje o třetinu geomagnetické pole a tak vytváří vlastně magnetickou „díru“ (parafrázováno na ozonové díry – pozn.red.). Díky tomu například družicím které přelétají nad touto oblastí hrozí vážné poškození od částic slunečního větru, které zde pronikají daleko blíže k zemskému povrchu, proto jsou při průletu tímto místem vypínány. Daná oblast se vyznačuje podivným chováním Van Allenových pásů, které v ní ztrácí svou sílu a protahují se velice blízko povrchu Země (asi na 200 km). Právě tato oblast také ovlivňuje práci satelitů a zařízení pro sledování vesmíru. Takový Hubbleův vesmírný teleskop nepracuje, když se pohybuje nad touto oblastí, která je označována za vesmírný Bermudský trojúhelník a své si zažila také společnost SpaceX, jejíž Dragon v roce 2012 byl magnetismem anomálie donucen rebootovat své systémy. Japonci dokonce udávají, že tato anomálie může za nekontrolovatelné roztočení a konečnou destrukci satelitu Hitomi.
Stejně tak se začínají objevovat podobně orientované anomálie na severní polokouli a jejich počet narůstá. Pokud dosáhnou podobné intenzity, může to ovlivnit nejen navigační systém družic, ale i jejich funkčnost. A to znamená ohrožení přenosu dat (telefony, internet…)
Další magnetické anomálie jsou způsobené i skladbou hornin v zemské kůře. Například velká anomálie je ve Švédsku, kde jsou významná ložiska železné rudy. Její magnetizace je natolik silná, že ji prospektoři hledali již v minulosti pouhým kompasem.
Magnetické anomálie můžeme najít i u nás. Například hora Říp dokáže vychýlit střelku kompasu. A není to jediné místo u nás.
Pokud dojde k přemagnetování planety bude to mít rozhodně řadu důsledků. Jedním z průvodních jevů je zhroucení geomagnetického pole a vytvořené mnoha lokálních polí. To bude znamenat výrazné oslabení magnetické ochrany Země. Naše kompasy a navigační pomůcky, které jsou závislé na geomagnetickém poli budou k ničemu. Také díky oslabení magnetosféry a jejímu chaotickému uspořádání, bude k povrchu Země pronikat velké množství vysokoenergetických částic a toto záření poškodí elektroniku, družice a pravděpodobně i atmosféru. Průnik nabitých částic bude mít za následek ohrožení zdraví, daleko větší výskyt nemocí způsobených zářením a to samozřejmě nejen u lidí. S částicemi pronikajícími až k povrchu přijdou i další problémy. Budou obrovské výpadky v elektrorozvodných sítích. Díky zničení velké většiny družic zanikne systém GPS, přestane fungovat spojení mobilními telefony. Vzhledem k tomu, že jsme již plně závislí na digitálních technologiích, tak naše civilizace skončí, pokud nenajdeme způsob, jak tyto technologie ochránit, či je nahradit. A nebo se vrátit k tradičnímu způsobu života, kdy tyto technologie pomáhaly, ale nikoliv vládly. Otázka je, co je reálnější?
(redakce)
foto: Miroslav Neumaier – tvoje příběhy
