Dünyanın manyetik alanı neden değişiyor ve bunun etkileri neler olabilir?
Yaşadığımız yerin yaklaşık 3.200 kilometre kadar altında, dünyanın eriyik çekirdeğinde olan bitenler, biz farkında olmasak da, hayatımızın her gününe tesir ediyor. Burada; yaklaşık 5.700°C'deki, çoğunlukla sıvı demirden oluşan ve ayın hacminin üçte ikisine yakın büyüklüğe sahip olan devasa okyanus, görünmez bir kuvvetin oluşumunun sorumlusu:
Dünyanın manyetik alanı. Jeodinamoyu göz önünde bulunduran kurama göre; sıvı demirin hareketi sonucu bir elektrik akımı oluşur ve bu akım manyetik alanların oluşumuna sebebiyet verir. Yüklü metal parçacıklar manyetik alanlardan geçerek devamlı ve döngüsel bir elektrik akımı yaratır. Çekirdekteki sıvı metalin daimi hareketine bağlı olarak bir miktar manyetik alan oluşur ve bu alan çekirdekte yeni akımlar oluşturur. Bu akımlar ise daha fazla manyetik alana sebep olarak geri beslemeli bir döngü yaratır.
Manyetizma, mıknatısın uyguladığı çekici ve itici güç ile hepimize tanıdık olan bir olgudur. Elektrikle bir araya geldiğinde ise günümüz teknolojisinin en temel ögelerinden biri haline gelir. Elektrik santrallerinden klasik tip televizyonlara kadar hemen her teknolojinin temelini oluşturur. Örneğin, bilgisayar sisteminin önemli bir parçası olan sabit disklerin temel çalışma prensibi, sabit disklerin manyetik materyallerden oluşmuş plaklarına bilgi depolamak üzerine kuruludur. Aslında, Dünya'nın kendisi de devasa bir mıknatıs özelliği gösterir. Aynı yer çekimi kuvveti gibi, pek de farkında olmadığımız fakat yaşamımızı genel anlamda etkiyen başka bir kuvvet ise manyetik alan kuvvetidir.
Dünya'nın çekirdeğinde oluşan manyetizma, şematik olarak, Güney Kutbu yakınlarında Dünya'dan çıkar ve gezegeninin etrafını dolaşarak Kuzey Kutbu yakınlarından tekrar çekirdeğe döner. Coğrafik ve manyetik kutuplar yakın olsa da aynı yerde değildir. Ayrıca manyetik kutuplar, Dünya'nın manyetik alanındaki değişimle birlikte yer değiştirirler. Verilere göre manyetik kutuplar, yirminci yüzyılın başlarında yılda 9 km yer değiştirirken son yıllarda artan ivmesiyle yer değişimini yılda yaklaşık 41 km'ye çıkarmış bulunuyor.
Manyetik alan Dünya'nın koruyucu güç tabakasıdır. Aynı kapalı bir alanın sağladığı koruyuculuk gibi, manyetik alan da Dünya'yı uzaydaki olumsuz hava koşulları ve radyasyondan korur. Galaksiler boyu esebilen radyasyon rüzgarlarının çoğu yıldız patlamalarından yayılan ve Dünya'ya zarar verebilecek parçacıklardan oluşur. Kaldı ki bunun için çok uzağa gitmemize gerek yoktur; hali hazırda koca bir termonükleer fırın olan Güneş de patlamalar esnasında yüksek miktarda tehlikeli madde salınımına yol açar. Her birkaç saatte bir Dünya, Güneş'in çok sayıda yüklü parçacık püskürtmesiyle oluşan rüzgarlara maruz kalır. Bu olaya güneş rüzgarları (solar wind) da denir. Manyetizma sayesinde yüklü parçacıklardan oluşan rüzgarların etkinliği bastırılır; bu parçacıkların, Dünya'ya zarar vermeden, Dünya'nın çevresinden akması sağlanır. Bu akış esnasında oluşan enerji, Kuzey ve Güney Işıkları (aurora borealis) olarak belirli zamanlarda Dünya'da gözlemlenebilir hale gelir.
Yüklü parçacıklar, aynı bir metal telden geçen akım gibi manyetik alan çizgileri boyunca hareket eder. Güneş de Dünya'ya benzer ve çoğunlukla hidrojenden oluşan bir atmosfere sahiptir. Güneş, sahip olduğu yüksek ısının sağladığı enerjinin yardımıyla, solar sisteme manyetik alanı boyunca yüksek hızda ve yüklü parçacıklar yayar. Bu solar rüzgarlar Dünya'nın manyetik alanına etkiyerek manyetik alan çizgilerinin şekil değiştirmesine sebep olur. Manyetik etkileşim sonucu, Dünya'nın Güneş'e bakan yüzündeki manyetik açıdan güçlenen alan manyetosfer (magnetosfer); aksi yöndeki ve manyetik olarak yoğunluğu azalmış alan ise manyetik kuyruk (magnetotail) olarak adlandırılır. Solar rüzgarların Dünya'nın manyetik alanı üzerinde uyguladığı basınç enerji oluşumuna yol açar. Oluşan enerji devamlı olarak manyetosferde toplanır. Solar parçacıkların Güneş'e geri dönüşü için, kuyruk bölgesinden manyetosfere doğru akışı Dünya'nın iki ucu arasında elektrostatik bir potansiyel farkı oluşumuna sebebiyet verir. Oluşan voltaj, elektronların manyetik kutuplara doğru itilmesine neden olur. Manyetik alan çizgileri boyunca hızlanarak kutuplara itilen çok sayıda elektron atmosferin üst katmanlarına kadar aşağı doğrultuda itilir. İyonosferde elektronların gaz atomlarıyla çarpışması sonucu enerji açığa çıkar. Sonuç olarak iyonosferdeki gazlar parlamaya yol açar ve elektronların kutup alanlarının dışına doğru akışına olanak verir. Bu gözlemlenebilir, renkli ve hareketli ışımalar Aurora olarak adlandırılır.
Manyetik alanın pusula iğnesini kuzeye saptırmaktan çok daha öte yaptırımları vardır: Dünya'nın, yaşayan bir gezegen olarak kalmasına yardım eder. Dünyanın aksine, en yakınımızdaki gezegenler olan Venüs ve Mars zayıf manyetik alanlara sahiptir. Bu durum ise onları güneş sistemi boyunca dolaşan ölümcül radyasyona karşı korumasız kılar.
Öte yandan Dünya, manyetik alanı sayesinde milyarlarca yıldır yaşayan bir gezegen olarak uzayın derinliklerinde var olmayı sürdürüyor. Ancak, bu görünmez kalkanın gücünün her geçen gün zayıfladığı ortaya çıkarıldı; sıvı demirden oluşan eriyik çekirdeğin manyetik alanı oluşturma yeteneği azalıyor gibi görünüyor. Bu zayıflamanın, manyetik alanın kuvvetini bin yıl gibi nispeten oldukça kısa bir süre sonra kaybetmesine yol açacak kadar hızlı olması ise sonuca dair başka bir istenmeyen senaryoyu doğuruyor. Bilim adamlarını korkutan sorular, dünyanın gerçekten manyetik alanını kaybedebilip kaybedemeyeceği ve eğer kaybederse ne olacağı üzerine yoğunlaşıyor.
Manyetik alanın zayıflamasını araştıran bilim adamlarının, Dünya'nın manyetik alanının milyonlarca yıl öncesine uzanan kalıntılarını içinde barındıran ve Pasifik'in ortasında yer alan volkanik adaları incelemesiyle beklenmedik bir olasılık gündeme geldi. Kanıtlar manyetik alanın gücünde kademeli bir düşüşün aksine ani ve büyük manyetik değişiklere işaret ediyordu.
Havaii Adaları'ndaki yanardağlar zamanla adaların oluşumuna olanak vermiş ve her lav katmanı püskürtüldüğü anın manyetik kaydını saklamayı başarmıştı. Soğuyan lavlarla gözlemlenebilir hale gelen manyetik kayıt, alanın şiddeti ve yönü hakkında bilgi veriebilecek niteliğe sahip. Kilauea yanardağından alınan soğumuş ve katılaşmış lav örnekleri Dünya'nın manyetik alanının yönünün farklı olduğu zaman dilimlerini açığa çıkarttı. Dünya'nın bilinen manyetik alan yönü güneyden kuzeye doğrudur; pusula iğnesinin kuzeye yönelimi de bu sebeptendir. Ancak yakın zamana ait lav örneklerinden elde edilen kayıtlar manyetik alanın yönünü kuzeye doğru işaret ederken eski lav örnekleri güneyi işaret ediyordu. İlerleyen araştırmalar, ortalama her 200 bin yılda bir Dünya'nın manyetik alanının ani ve 180 derecelik bir değişime uğradığını gösterdi. Verilere göre son değişimi ise 780 bin yıl önce olmuştu. Dünya'nın manyetik alanının simüle edilmesiyle manyetik alandaki değişim bilgisayar ortamında da gözlemlenebilir hale geldi. Asıl dikkati çeken nokta ise yer değişiminden önce kutuplarda görülen manyetik zayıflamaydı. Bazı bilim adamları tarafından kabul görmemiş bir teori de olsa bulgular, Dünya'nın yeni bir manyetik taklaya doğru hızla ilerliyor olabileceği çıkarımını destekliyor. Manyetik alan şiddetindeki azalmanın kaç yıl daha süreceği öngörülemese de daha fazla kozmik ışınımın manyetik alanı aşarak yeryüzündeki radyasyon seviyesini artıracağı tahmin ediliyor. Henüz, manyetik alan kozmik radyasyonu yaşamın sık rastlanmadığı kuzey ve güney uçlara yönlendirerek devinimi sağlayabiliyor. Fakat zayıflama çok daha farklı kutupsal yapılaşmalara neden olabilecek, ki bu durum en azından kozmik radyasyona maruz kalacak bölgeleri farklılaştırabilecek. Manyetik alan zayıflamasının ardından manyetik gücünü kaybederek atmosferinin yapısını büyük ölçüde kaybeden Mars'ın aksine, Dünya'nın zayıflamadan sonra da manyetik takla sonucu kendisini toparlayabileceği fakat bu süreçte atmosferinin savunmasızlığından kaynaklı radyasyon artışının insanlığı etkileyeceği düşünülüyor.
Manyetosfer
Manyetosfer olarak bilinen bu alan, yerküredeki hayat açısından olağanüstü bir öneme sahip.
Sao Paulo Üniversitesi'nden yerbilimci Ricardo Ferreira Trindade, "Manyetik alan bizi, çok ciddi tehlikeler yaratma riski taşıyan güneş rüzgarına (elektron, proton ve alfa parçacıklarından oluşan plazma dalgaları) karşı bizi koruyor" dedi.
Manyetik alan büyük oranda, likit metallerin yerkürenin iç çekirdeğine doğru hareket etmesiyle ortaya çıkıyor.
Bu hareketin değişmesiyle birlikte manyetik alan da değişim gösteriyor.
Manyetik alan gezegeni güneş rüzgarlarına karşı koruyor
Ancak, Trindade'e göre, son 10 yılda manyetik alan daha önce hiç görülmediği kadar hızlı şekilde değişti.
Örneğin, her ne kadar belli bir aralık içerisinde kalsa da, manyetik kuzey kutbu sürekli olarak bulunduğu pozisyonu değiştiriyor.
Değişim yönünü tahmin etmek mümkün olmamakla birlikte değişim hızının ise sabit olduğu görülüyor.
Son günlerde manyetik kuzey kutbunun yeri Kanada'dan Siberya'ya doğru bilim insanlarının öngördüğünden çok daha hızlı şekilde hareket etti.
Modeller
Bu durum, yerçekimi alanında çalışmalar yapan uzmanları, manyetik güçlerin bir haritası olan Dünya Manyetik Modeli'ni (WMM) güncellemek zorunda bıraktı.
Bu harita, askeri ve sivil navigasyon alanının yanı sıra Google Haritalar gibi akıllı telefon uygulamaları tarafından da yaygın şekilde kullanılıyor.
Trindade, "Bu harita, beş yıl boyunca dünyanın farklı noktalarından yapılan bir dizi gözlemin sonucunda ortaya çıkarıldı. Buradan hareketle, zaman ve mekanda meydana gelen değişiklikleri gösteren bir küresel model oluşturuldu. Bu model, uydu konumlandırması için bile temel alınıyor" dedi.
Pusulalar manyetik kuzey kutbunu gösteriyor ancak bu kutup çok fazla hareket ediyor ve aslında coğrafi kutup noktasına yakın bir yerde konumlanıyor
WMM'nin en yeni versiyonu 2015 yılında yayımlandı ve bunun 2020 yılına kadar geçerli kalması öngörülüyordu.
Ancak manyetosferde meydana gelen değişimlerin hızı, bilim insanlarını 30 Ocak'ta yeni bir güncelleme yayımlamak durumunda bıraktı.
Kutupta meydana gelen değişikliğin yanı sıra bu güncellemeyi gerekli kılan bir diğer gelişme de 2016 yılında Güney Amerika üzerinde tespit edilen elektromanyetik darbe oldu.
Bu öngörülemeyen değişiklikler mevcut model üzerindeki hata miktarını da artırdı.
Dünyanın önde gelen bilim dergilerinden Nature'a göre, ABD'li ve İngiliz araştırmacılar, mevcut WMM'in neredeyse kabul edilebilir düzeylerin ötesinde geri kaldığını ve navigasyonda hatalar doğurabilecek durumda olduğunu söylüyor.
Uydu güvenliği
WMM aynı zamanda Dünya'nın yörüngesinde bulunan ekipmanların güvenliği açısından da hayati rol oynuyor.
Manyetik alan, güç anlamında eşit olmayan bir şekilde dağılıyor ve zayıf olduğu yerlerde ise daha az bir koruma sağlıyor.
Özellikle yüksek rakımlı bölgeler, güneş rüzgarına daha açık hale geliyor.
Trindade, "Bu tarz bölgelerde bulunan hava ekipmanları, uydu ve teleskopların zarar görme ihtimali de daha yüksek" dedi.
Neden oluyor?
Bilim insanları halen bu değişikliklerin arkasında yatan nedenleri anlamaya çalışıyor.
Leeds Üniversitesi tarafından 2017'de yapılan bir araştırmada, kuzey kutbunun hareketlerinin, Kanada üzerinde yerkürenin kabuğunun altında meydana gelen likit demir jet akımıyla bağlantısı olabileceği belirtiliyor.
Araştırmaya imza atan bilim insanlarından Philip W. Livermore, Sibirya üzerindeki manyetik alan gücün korurken, Kanada üzerindeki alanın zayıflıyor olabileceğini ve bunun da kutbu Rusya'ya doğru daha hızlı bir şekilde "çekiştiriyor" olabileceğini söyledi.
Aslında yerkürenin manyetik alanı o kadar değişken ki, dünyanın oluşumundan bu yana kuzey ve güney kutupları birçok defa yer değiştirdi.
Mevcut yapı, son 700 yıldır aynı şekilde duruyor ancak her an bunun değişmeye başlaması söz konusu olabilir.
Etkisi ne olabilir?
Sao Paulo Üniversitesi'nden bir diğer yerbilimci Marcia Ernesto da kutupların yer değiştirmesinin 1000 yıl gibi zaman alabileceğini düşünüyor.
Peki ama endişelenmeli miyiz? Bilim insanları, bu durumun teknolojik alanda sıkıntı yaratabileceğini ancak arı, somon, kaplumbağa, balina, bakteri ve güvercin gibi yönünü bulurken jeomanyetizm kullanan hayvan türlerini de etkileyebilir.
Ernesto, "Manyetik alandaki değişimlerin hız kazanması, kutupların yer değiştirebileceğinin habercisi olabileceği gibi, aynı zamanda anlık bir değişimin de işareti olabilir" dedi.
Fizikçiler manyetik kutupların ters dönmesine yermanyetik tersinme diyorlar ki bu süreçte Yer’in manyetik alanı kısa bir süre için ortadan kalkabilir. Kısa süre derken de Dünya’ya göre çok kısa süre… Yoksa bizler binlerce yıl boyunca radyasyona karşı korumasız kalacağız. Bu da sağlık sorunlarına yol açmadan evvel, yeryüzündeki bütün elektronik cihazları yakarak uygarlığın çökmesine neden olabilir. Manyetik alanı olmayan bir dünya için yepyeni teknolojiler geliştirmemiz gerekecek.
Peki manyetik alanın zayıfladığını nereden biliyoruz derseniz ölçtük de ondan! Zaten Dünya’nın coğrafi ve manyetik kutupları örtüşmüyor. Örneğin, manyetik kuzey kutbu şimdilik Kanada’nın altında kalıyor; ama yılda 60 km hızla güneybatıya kayarak Rusya’nın altına yaklaşıyor. Peki bu kaymanın manyetik alanın tersine döneceğini gösterdiğinden nasıl emin oluyoruz? Yine aynı cevabı vereceğim: Gördük de ondan.
Science dergisinde yayınlanan bilimsel bir makale, 42 bin yıldan fazla bir süre önce yaşanan manyetik alan değişiminin atmosferik değişikliklere, önemli çevresel hasara ve Neanderthal gibi bazı türlerin yok olmasına neden olduğunu savunuyor.
Manyetik kutupların konum değiştirmesi ve bu olay nedeniyle yaşanan güç değişimi, iklim değişikliğinin ve bazı türlerin neslinin tükenmesinin nedenlerinden biri olabilir mi?
Teorinin temeli, araştırmayı yapan bilim insanlarının Yeni Zelanda'ya özgü, bin yaşına kadar yaşayabilen, bataklıklarda ve sulak alanlarda on binlerce yıl hayatta kalabilen kauri ağaçlarının halkalarını incelemesi üzerine atıldı.
Uzman ekip, incelenen ağaçların karbon tarihlendirme tekniklerini kullanarak 40 bin yaşın üzerinde olduğunu tespit etti. Bu da, ağaçların Laschamp olayı olarak bilinen manyetik kuzey ve manyetik güney pozisyonları değiştirdiği dönemde büyüdüklerini gün yüzüne çıkardı. Laschamp olayında Dünya'nın manyetik alanı önemli ölçüde zayıfladı.
Örnekler üzerinde yapılan incelemelerde ağaç halkalarında Karbon-14 artışı gözlemlendi. Bu fenomen araştırma ekibine göre Dünya'nın yüksek düzeyde kozmik parçacıklara ve uzaydan gelen radyasyona maruz kaldığına işaret ediyor.
Ekip, bu parçacıkların Dünya'nın Ozon tabakasının parçalanmasına neden olduğunu ve bunun da küresel iklim ve çevresel değişikliklerde hareket değişikliklerine yol açtığını tahmin ediyor.
Sonsöz
The Economist dergisinin kapakları, bence iyi bir tahminleme örneğidir. Ayrıca bazıları kurgulanıyor dahi olabilir. Spekülasyona açık olan bu konuda şunu diyebilirim ki; yaşanacak olayları, bilimsel gelişmeleri iyi yorumlayarak tahminliyorlar.
Aşağıdaki kapakta güneş patlamalarının olacağı ve Dünyanın zayıflayan manyetik alanından dolayı bundan son derece olumsuz etkileneceğini anlıyorum.
Yine aşağıdaki kapakta, boşta kalan elektrik prizleriyle zayıflayan manyetik alanın elektrik şebekelerine ciddi zarar vereceğini, radyasyon için takılan maskelerle iyonize olan havanın radyoaktif etkiyle insanlara zarar verebilecek boyutlara geleceğini, hayvanların dahi bu radyasyondan etkileneceğini örneğin kuşların bile yönlerini kaybedeceğini, hastalıkların (covid19, domuz gribi gibi) mutasyona uğrayıp daha zararlı hale geleceğini de anlayabiliriz.
Eriyik çekirdeğin hareketi ve bunun sonucu oluşan manyetik alanı, depremler ve volkan patlamalarıyla da ilişkinlendirebiliriz. Sonuç olarak, tüm bu bahsettiklerim birbirleriyle bağlantılıdır. Bu da Dünya' nın manyetik alanın zayıflamasının, sandığımızdan çok daha farklı gelişmelere sebebiyet verebileceğini gösteriyor.
Kaynaklar
https://khosann.com/dunyanin-manyetik-alani-tersine-donecek-mi/
https://www.bilim.org/dunyanin-manyetik-alani/
https://www.bbc.com/turkce/haberler-46909876
https://www.tgrthaber.com.tr/dunya/cember-cizerek-12-gun-donen-koyunlarin-gizemi-cozuluyor-2856797
Yorumlar
Yorum Gönder