Южноатлантическата аномалия и слабото място в магнитното поле на Земята

Магнитното поле на Земята не е еднакво навсякъде. Над област от Африка до Южна Америка то е по-слабо и тази зона се нарича Южноатлантическа аномалия (ЕКА). Спътниците Swarm на ЕКА следят как тя расте (ЕКА), а НАСА писа през 2020 г., че областта с най-слабо поле вече се е разделила на два дяла (НАСА). Най-честият въпрос е дали това е началото на обръщане на магнитните полюси. Данните досега не го подкрепят.

Откъде идва полето и защо е неравномерно

Магнитното поле се създава най-вече от океан от свръхнагорещено течно желязо във външното ядро, на около 3000 км под краката ни. Движението му действа като динамо: създава електрически токове, а те пораждат полето (ЕКА). НАСА нарича това геодинамо и пише, че ядрото е разтопено, богато на желязо и в оживено движение (НАСА). Аномалията възниква от две неща: наклона на магнитната ос и течението на разтопените метали във външното ядро. ЕКА добавя, че диполът е наклонен на около 11° спрямо оста на въртене на Земята. Полето ни пази от космическото лъчение и от заредените частици на Слънцето. То не е постоянно: ЕКА напомня, че и положението на северния магнитен полюс се променя бързо. Спътниците Swarm са проектирани да различават отделните магнитни сигнали, от които се състои полето.

Какво показват измерванията

През последните 200 години полето е загубило около 9% от силата си, средно за целия свят (ЕКА). Публикация в PNAS от 2018 г. дава темп от около 5% на столетие, поне от 1840 г. (PNAS). В зоната между Африка и Южна Америка минималната сила е спаднала от около 24 000 на около 22 000 нанотесла между 1970 и 2020 г. Зоната е нараснала и се е изместила на запад с около 20 км годишно. През петте години преди 2020 г. югозападно от Африка се е появил втори център на минимален интензитет, затова аномалията може да се раздели на две клетки. Новият източен минимум се е появил през последното десетилетие и през последните години се развива енергично, казва Юрген Мацка от Германския изследователски център за геонауки. Тези числа са от публикация на ЕКА от 2020 г.

По-нова оценка ЕКА публикува през октомври 2025 г., по 11 години данни от Swarm. Между 2014 и 2025 г. аномалията се е разширила с площ, близка до половината от континентална Европа, а районът на Атлантика югозападно от Африка отслабва още по-бързо от 2020 г. насам (ЕКА). Водещият автор Крис Финли от Техническия университет на Дания свързва това с т.нар. обратни магнитни петна на границата между течното ядро и мантията. Там полето влиза обратно в ядрото, вместо да излиза от него, и едно такова петно се движи на запад над Африка. НАСА следи аномалията с учени по геомагнетизъм, геофизика и хелиофизика, защото промените в нея влияят на атмосферата и показват какво става с полето дълбоко в Земята (НАСА).

Опасно ли е

На повърхността аномалията не създава видими последствия за ежедневието (НАСА). ЕКА също пише, че няма причина за тревога (ЕКА). Проблемът е в орбита: слабото поле пропуска заредени частици до височините на спътниците, затова те по-често дават технически неизправности. НАСА добавя, че лъчението от частици в района може да изключи бордови компютри и да попречи на събирането на данни.

Дозите се различават рязко с височината. На МКС, на около 420 км, средната дневна доза в силиций през март и април 2021 г. е около 280 микрогрея, с пикове до няколкостотин микрогрея в минута близо до центъра на аномалията (Scientific Reports). Самолетите летят много по-ниско. Изследователите от Германския аерокосмически център измериха облъчването на височина 13 км при полет през района по време на слънчев минимум и не откриха увеличение.

Знак ли е за обръщане на полюсите

Магнитните полюси са се разменяли много пъти в историята на Земята. ЕКА дава средна честота около веднъж на 250 000 години и признава, че по тази средна стойност обръщането е отдавна закъсняло, но спадът в Южния Атлантик е в границите на нормалните колебания (ЕКА).

Екип от учени пресъздаде полето преди 30 до 50 хиляди години. Това им позволи да сравнят двете последни екскурзии, тоест кратки отклонения на полето без пълно обръщане: Лашамп преди около 41 000 години и Моно Лейк преди около 34 000 години. Нито една не се развива като днешната промяна (PNAS). Преди 49 и 46 хиляди години полето е имало структура на силата, подобна на днешната аномалия, но нито едно от тези състояния не е прераснало в екскурзия или обръщане. Структурата, подобна на аномалията, преди 46 хиляди години съвпада по време с публикувани увеличения на производството на берилий и хлор, нуклиди, чието образуване зависи от геомагнитното поле. Заключението на авторите е, че сегашното отслабено поле най-вероятно ще се възстанови без екстремно събитие.

Какво още не знаем

Произходът на аномалията не е разгадан (ЕКА). Простите диполни модели не могат да обяснят появата на втория минимум. ЕКА пише, че предизвикателството е да се разберат процесите в ядрото, които стоят зад тези промени. Авторите на статията в PNAS добавят, че връзката между полето и образуването на космогенни нуклиди е по-сложна, отколкото се мисли (PNAS). Затова аномалията е едновременно практически проблем за спътниците и прозорец към ядрото: според НАСА развитието ѝ дава на учените нови улики за динамиката, която задвижва геодинамото (НАСА). Новите наблюдения могат да променят числата, а картината на ядрото остава непълна.