Het magnetisch veld van de aarde omringt onze planeet als een onzichtbaar krachtveld en beschermt het leven tegen schadelijke zonnestraling door geladen deeltjes weg te leiden. Verre van constant te zijn, dit vakgebied verandert continu. Inderdaad, de geschiedenis van onze planeet omvat minstens enkele honderden wereldwijde magnetische omkeringen, waar magnetische noord- en zuidpolen van plaats wisselen. Dus wanneer is de volgende en hoe zal dit het leven op aarde beïnvloeden?

Tijdens een omkering zal het magnetische veld niet nul zijn, maar zal een zwakkere en complexere vorm aannemen. Het kan dalen tot 10% van de huidige sterkte en magnetische polen hebben op de evenaar of zelfs het gelijktijdige bestaan ​​van meerdere "noord" en "zuid" magnetische polen.

Geomagnetische omkeringen komen gemiddeld een paar keer per miljoen jaar voor. Echter, het interval tussen omkeringen is zeer onregelmatig en kan oplopen tot tientallen miljoenen jaren.

Er kunnen ook tijdelijke en onvolledige omkeringen zijn, bekend als evenementen en excursies, waarin de magnetische polen zich van de geografische polen verwijderen - misschien zelfs de evenaar oversteken - voordat ze terugkeren naar hun oorspronkelijke locatie. De laatste volledige omkering, de Brunhes-Matuyama, gebeurde rond 780, 000 jaar geleden. Een tijdelijke omkering, het Laschamp-evenement, gebeurde rond 41, 000 jaar geleden. Het duurde minder dan 1, 000 jaar, waarbij de feitelijke verandering van polariteit ongeveer 250 jaar duurt.

Stroomuitval of massa-extinctie?

De verandering in het magnetische veld tijdens een omkering zal het afschermende effect ervan verzwakken, waardoor verhoogde stralingsniveaus op en boven het aardoppervlak mogelijk zijn. Zou dit vandaag gebeuren, de toename van geladen deeltjes die de aarde bereiken, zou leiden tot verhoogde risico's voor satellieten, luchtvaart, en op de grond gebaseerde elektrische infrastructuur. Geomagnetische stormen, gedreven door de interactie van abnormaal grote uitbarstingen van zonne-energie met ons magnetisch veld, geef ons een voorproefje van wat we kunnen verwachten met een verzwakt magnetisch schild.

In 2003, de zogenaamde Halloween-storm veroorzaakte lokale stroomstoringen in Zweden, vereist de omleiding van vluchten om communicatie-uitval en stralingsrisico te voorkomen, en verstoorde satellieten en communicatiesystemen. Maar deze storm was klein in vergelijking met andere stormen uit het recente verleden, zoals het Carrington-evenement in 1859, die aurorae veroorzaakten zo ver naar het zuiden als het Caribisch gebied.

De impact van een grote storm op de hedendaagse elektronische infrastructuur is niet volledig bekend. Natuurlijk elke tijd doorgebracht zonder elektriciteit, verwarming, airconditioning, GPS of internet zou een grote impact hebben; wijdverbreide stroomstoringen kunnen leiden tot economische ontwrichting van tientallen miljarden dollars per dag.

In termen van leven op aarde en de directe impact van een omkering op onze soort kunnen we niet definitief voorspellen wat er zal gebeuren, aangezien de moderne mens niet bestond op het moment van de laatste volledige omkering. Verschillende onderzoeken hebben geprobeerd om eerdere omkeringen te koppelen aan massale uitstervingen - wat suggereert dat sommige omkeringen en afleveringen van langdurig vulkanisme door een gemeenschappelijke oorzaak kunnen worden veroorzaakt. Echter, er is geen bewijs van een naderend catastrofaal vulkanisme en dus zouden we waarschijnlijk alleen te maken krijgen met de elektromagnetische impact als het veld relatief snel omkeert.

We weten wel dat veel diersoorten een vorm van magnetoreceptie hebben die hen in staat stelt het magnetische veld van de aarde waar te nemen. Ze kunnen dit gebruiken om te helpen bij langeafstandsnavigatie tijdens de migratie. Maar het is onduidelijk welke impact een omkering kan hebben op dergelijke soorten. Wat wel duidelijk is, is dat vroege mensen de Laschamp-gebeurtenis hebben overleefd en dat het leven zelf de honderden volledige omkeringen heeft overleefd die in het geologische record worden aangetoond.

Kunnen we geomagnetische omkeringen voorspellen?

Het simpele feit dat we "te laat" zijn voor een volledige omkering en het feit dat het veld van de aarde momenteel met 5% per eeuw afneemt, heeft geleid tot suggesties dat het veld in de komende 2, 000 jaar. Maar een exacte datum vastpinnen - althans voorlopig - zal moeilijk zijn.

Het magnetisch veld van de aarde wordt gegenereerd in de vloeibare kern van onze planeet, door het langzaam karnen van gesmolten ijzer. Zoals de atmosfeer en de oceanen, de manier waarop het beweegt wordt bepaald door de wetten van de fysica. We zouden daarom het "weer van de kern" moeten kunnen voorspellen door deze beweging te volgen, net zoals we echt weer kunnen voorspellen door naar de atmosfeer en de oceaan te kijken. Een omkering kan dan worden vergeleken met een bepaald type storm in de kern, waar de dynamiek - en het magnetische veld - in de war raken (althans voor een korte tijd), voordat je weer gaat zitten.

De moeilijkheden om het weer na een paar dagen te voorspellen, zijn algemeen bekend, ondanks dat we binnenin leven en de atmosfeer direct observeren. Maar het voorspellen van de kern van de aarde is een veel moeilijker vooruitzicht, voornamelijk omdat het is begraven onder 3, 000 km rots, zodat onze waarnemingen karig en indirect zijn. Echter, we zijn niet helemaal blind:we kennen de belangrijkste samenstelling van het materiaal in de kern en dat het vloeibaar is. Een wereldwijd netwerk van observatoria op de grond en in een baan om de aarde draaiende satellieten meten ook hoe het magnetische veld verandert, wat ons inzicht geeft in hoe de vloeibare kern beweegt.

De recente ontdekking van een jetstream in de kern benadrukt onze evoluerende vindingrijkheid en ons toenemende vermogen om de dynamiek van de kern te meten en af ​​te leiden. In combinatie met numerieke simulaties en laboratoriumexperimenten om de vloeistofdynamica van het binnenste van de planeet te bestuderen, ons begrip ontwikkelt zich in een snel tempo. Het vooruitzicht om de kern van de aarde te kunnen voorspellen, is misschien niet te ver weg.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.