Ανατροπή στο μαγνητικό πεδίο της Γης: Ο ηλεκτρικός παλμός ρέει αντίστροφα από τις προβλέψεις

Η αόρατη ασπίδα της Γης απέναντι στον Ήλιο

Η Γη περιβάλλεται από μια τεράστια μαγνητική «φούσκα», τη μαγνητόσφαιρα, η οποία λειτουργεί ως ασπίδα απέναντι στον ηλιακό άνεμο – το συνεχές ρεύμα φορτισμένων σωματιδίων που εκτοξεύεται από τον Ήλιο. Η σύγκρουση του ηλιακού ανέμου με το μαγνητικό πεδίο της Γης γεννά ισχυρά ηλεκτρικά ρεύματα και μαγνητικές δυνάμεις, που διαμορφώνουν τον λεγόμενο διαστημικό καιρό.

Το φαινόμενο αυτό είναι υπεύθυνο τόσο για τα εντυπωσιακά σέλας στους πόλους, όσο και για επικίνδυνες γεωμαγνητικές καταιγίδες, ικανές να διαταράξουν δορυφόρους, τηλεπικοινωνίες και δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας – απειλώντας άμεσα τον σύγχρονο τεχνολογικό πολιτισμό.

Τι πίστευε μέχρι σήμερα η επιστήμη

Για δεκαετίες η επιστημονική κοινότητα θεωρούσε ότι η μαγνητόσφαιρα της Γης λειτουργεί με μια σχετικά απλή ηλεκτρική διάταξη:

• Θετικό φορτίο στην πρωινή πλευρά (χαραυγή)

• Αρνητικό φορτίο στη βραδινή πλευρά (δύση)

Αυτό συμβάδιζε με τη βασική αρχή ότι τα ηλεκτρικά πεδία ωθούν τα φορτισμένα σωματίδια από θετικές προς αρνητικές περιοχές. Το μοντέλο αυτό είχε ενσωματωθεί στα περισσότερα υπολογιστικά συστήματα πρόγνωσης του διαστημικού καιρού.

Η μεγάλη επιστημονική ανατροπή

Νέα δεδομένα όμως αλλάζουν ριζικά αυτή την εικόνα.

Ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον Γιουσούκε Εμπιχάρα από το Research Institute for Sustainable Humanosphere του Πανεπιστημίου του Κιότο διαπίστωσε ότι:

• Η πρωινή πλευρά της μαγνητόσφαιρας φέρει τελικά αρνητικό φορτίο

• Η βραδινή πλευρά εμφανίζει θετικό φορτίο

Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν στο επιστημονικό περιοδικό Journal of Geophysical Research: Space Physics και ήδη προκαλούν έντονη συζήτηση στους κύκλους της διαστημικής φυσικής.

Πώς έγινε η ανακάλυψη – Ο ρόλος της NASA

Για να φτάσουν σε αυτά τα συμπεράσματα, οι επιστήμονες ανέλυσαν δεδομένα από την αποστολή Magnetospheric Multiscale (MMS) της NASA. Η αποστολή αυτή μελετά με πρωτοφανή ακρίβεια τη μεταφορά ηλιακής ενέργειας στο κοντινό Διάστημα και τη διαδικασία της μαγνητικής επανασύνδεσης.

Η μαγνητική επανασύνδεση είναι το φαινόμενο κατά το οποίο οι μαγνητικές γραμμές του Ήλιου και της Γης ενώνονται και αποσυνδέονται εκρηκτικά, απελευθερώνοντας τεράστια ποσά ενέργειας που τροφοδοτούν καταιγίδες και σέλας.

Παράλληλα, χρησιμοποιήθηκαν προηγμένες υπολογιστικές προσομοιώσεις, οι οποίες επιβεβαίωσαν ότι:

• Οι πολικές περιοχές συμπεριφέρονται όπως αναμενόταν

• Οι ισημερινές περιοχές παρουσιάζουν εκτεταμένη αντιστροφή φορτίου

Γιατί ανατρέπεται η παλιά θεωρία

Σύμφωνα με τη συμβατική θεώρηση, οι πολικές και οι ισημερινές περιοχές θα έπρεπε να εμφανίζουν την ίδια πολικότητα φορτίου. Όμως τα νέα δεδομένα έδειξαν το ακριβώς αντίθετο.

Ο Εμπιχάρα θέτει το κρίσιμο ερώτημα:
«Γιατί παρατηρούμε αντίθετες πολικότητες ανάμεσα στον ισημερινό και τις πολικές περιοχές;»

Η απάντηση, σύμφωνα με τους ερευνητές, δεν βρίσκεται σε στατική συσσώρευση ηλεκτρισμού, αλλά στη δυναμική κίνηση του πλάσματος γύρω από τη Γη.

Ο ρόλος του πλάσματος και των μαγνητικών γραμμών

Όταν η ηλιακή ενέργεια προσκρούει στο μαγνητικό πεδίο της Γης:

• Το πλάσμα (ιονισμένο αέριο) αρχίζει να περιστρέφεται γύρω από τον πλανήτη

• Στη βραδινή πλευρά, το πλάσμα ρέει δεξιόστροφα και κατευθύνεται προς τους πόλους

• Οι μαγνητικές γραμμές κινούνται από το Νότιο προς το Βόρειο Ημισφαίριο

Η αντίθετη κατεύθυνση μεταξύ της ροής του πλάσματος και των μαγνητικών γραμμών μεταβάλλει την κατανομή του ηλεκτρικού φορτίου, δημιουργώντας την παρατηρούμενη αναστροφή.

Όπως τονίζουν χαρακτηριστικά οι επιστήμονες:
«Η ηλεκτρική δύναμη και η κατανομή φορτίου δεν είναι η αιτία, αλλά το αποτέλεσμα της κίνησης του πλάσματος».

Τι σημαίνει αυτό για τη Γη και την τεχνολογία

Η νέα κατανόηση της μαγνητόσφαιρας:

• Βελτιώνει την ακρίβεια πρόγνωσης του διαστημικού καιρού

• Μπορεί να ενισχύσει την προστασία δορυφόρων, τηλεπικοινωνιών και δικτύων ενέργειας

• Θωρακίζει κρίσιμες υποδομές απέναντι σε ηλιακές καταιγίδες

Σε μια εποχή απόλυτης τεχνολογικής εξάρτησης, τέτοιες γνώσεις αποκτούν εθνική και γεωπολιτική σημασία.

Τι αποκαλύπτει για τον Δία και τον Κρόνο

Τα ευρήματα ανοίγουν επίσης νέους δρόμους κατανόησης για τα μαγνητικά περιβάλλοντα άλλων πλανητών, όπως ο Δίας και ο Κρόνος, των οποίων οι τεράστιες μαγνητόσφαιρες αλληλεπιδρούν με τον ηλιακό άνεμο με παρόμοιους μηχανισμούς.

Η μελέτη της Γης, για ακόμη μία φορά, λειτουργεί ως «κλειδί» για την κατανόηση ολόκληρου του Ηλιακού Συστήματος.

Η ανακάλυψη της αντιστροφής του ηλεκτρικού φορτίου στη μαγνητόσφαιρα της Γης δεν αποτελεί απλώς μια τεχνική λεπτομέρεια της διαστημικής φυσικής. Είναι μια βαθιά υπενθύμιση ότι ακόμη και οι πιο «σίγουρες» επιστημονικές βεβαιότητες μπορούν να ανατραπούν, όταν η παρατήρηση προηγείται της θεωρίας. Και η Γη, αιώνιος φρουρός του ελληνικού ουρανού και της ανθρώπινης ζωής, συνεχίζει να αποκαλύπτει τα μυστικά της.