Problemy z ziemskim magnetyzmem

* Numer odcinka: 24

* Data publikacji: 2023-04-06

* Długość: 0:43:01

* Podcast: Crazy Nauka. Prowadzą: Ola Stanisławska i Piotr Stanisławski

0:00:00 Wstęp Posłuchaj

Piotr: Czy samoloty i ptaki będą masowo spadać na ziemię?

Ola: Naukowcy ostrzegają przed nadchodzącą katastrofą.

Piotr: Globalny kataklizm.

Ola: Oraz inne dramatyczne ostrzeżenia związane z nadchodzącym, lub nie, przebiegunowaniem Ziemi. Sprawdźmy, czego faktycznie powinniśmy się obawiać. Cześć, tu Ola Stanisławska.

Piotr: I Piotrek Stanisławski, podcast Crazy Nauka. Najbardziej działają na nas wizje kataklizmów, które gwałtownie mają zmienić ten nasz dobrze znany od tak zwanego zawsze porządek świata. Czyli wiecie – upadki asteroid, wybuchy superwulkanów, oczywiście apokalipsa zombie i tak dalej. I jest jeden warunek: to się musi wydarzyć szybko. Im szybciej, tym lepiej, znaczy tym gorzej.

Ola: To tym bardziej medialnie. Bo takie nudy jak zmiana klimatu, które zachodzą w ciągu dziesięcioleci, a nie dni, to już mało kogo ruszają.

Piotr: Bo są takie katastrofy, które idealnie spełniają te warunki – przynajmniej tak się zapowiadają. Teraz posłuchajcie: nagle z nieba spadają ogłupiałe ptaki. Samochody na skrzyżowaniach zaczynają wpadać na siebie. Samoloty, nie mogąc wylądować, krążą, aż runą na ziemię bez paliwa. Ale to tylko początek koszmaru.

Ola: Czy ty opowiadasz film Pojotrze?

Piotr: Nie, tam zamarzało.

Ola: [? niepewne: Jeszcze kilkudziesięciu lat już?]

Piotr: Nie, ale ma tu gruby związek.

Ola: Globalna katastrofa?

Piotr: Ale to jest tylko część, bo ma też zaraz na ogromnych obszarach zabraknąć prądu. Urządzenia elektroniczne zaczną się nagle wyłączać i już nigdy nie dadzą się włączyć. Ludzie z rozrusznikami serca masowo umierają, a bez prądu, środków transportu, całej tej nowoczesnej elektroniki nasza cywilizacja zaczyna upadać, a ludzie walczą o zasoby.

Ola: Ale to nie jest koniec, bo po kilku latach ci, którzy przeżyli tę apokalipsę, zaczynają masowo umierać na nowotwory. Dzieci rodzą się chore i zniekształcone, podobnie jak młode osobniki niemal wszystkich gatunków.

Piotr: I generalnie życie na Ziemi już nigdy nie będzie takie jak kiedyś, a resztki ludzkości powoli odchodzą w niepamięć. Zanim wyjaśnimy, o co nam chodzi – przypomnienie, moi drodzy.

Ola: Subskrybujcie, prosimy, nasz podcast. To dobry sposób na to, żeby być na bieżąco.

Piotr: To jest łatwe, bo jesteśmy obecni praktycznie na wszystkich liczących się platformach podcastowych. To już drugi raz, jak nie powiedziałaś, że na nieliczących się też. Przypominam ci.

0:02:50 Skąd się biorą katastroficzne wizje przebiegunowania Posłuchaj

Ola: Jakoś się rozproszyłam. Bo ja cały czas jestem myślą przy tej apokalipsie, której wizję przez chwilę roztoczyliśmy. To trochę nie w naszym stylu, bo my nie należymy do tych osób, które podchwytują łatwo takie silnie nacechowane emocjonalnie – nazwijmy to delikatnie.

Piotr: Życie to boli. Od samego początku, jak dyskutowałaś nad tym podcastem, to próbowałaś od razu wszystko uzasadnić. Wydaje mi się, że ludziom trochę się podenerwować.

Ola: Wszystko brzmi jak zapowiedź powieści katastroficznej klasy B, albo nawet C. Ale właśnie taką wizję niestety wielokrotnie roztaczano w mediach, i to nawet tych mainstreamowych, jak się to ładnie mówi. Dodatkowo okraszano to zapewnieniami, że tak właśnie przewidują rozwój sytuacji naukowcy. Tymi naukowcami często się podpierają media w takich sytuacjach. Dobra, wystarczy tego trzymania w niepewności. Chodzi oczywiście o przebiegunowanie Ziemi, które już w zajawce się pojawiło, czyli o zamianę miejscami biegunów magnetycznych. I właśnie o tym będzie dziś mowa, bo jak to się zwykle okazuje, temat tylko na pierwszy rzut oka wydaje się prosty i jasny, a nawet katastroficzny. Jak się człowiek zagłębi w szczegóły, to się okazuje, że to jest niekiedy bardzo nieoczywiste, a czasami wręcz mogłoby się wydawać absurdalne.

Piotr: Tu jasne zapewnienie: uwaga, ta apokaliptyczna wizja, którą przed chwilą przedstawiliśmy, to jest nieprawda. To znaczy, żeby było ciekawiej, wszystkie te elementy tej wizji mają jakieś oparcie w nauce, albo raczej może w tym, co autorzy tych wizji z tej nauki zrozumieli. Dlatego też Ola tu przywołuje film Pojutrze, bo ja bardzo lubię ten film.

Ola: Ja też go lubię.

Piotr: Dlatego, że on przedstawia w sumie rozważany naukowo wątek takiej gwałtownej zmiany pogodowo-klimatycznej.

Ola: Wywołanej zatrzymaniem się cyrkulacji północnoatlantyckiej.

Piotr: Tak, tylko że wszystko to jest naciągnięte do granic możliwości, albo raczej poza nie. Wracając do tego tematu – tym razem spróbujemy krok po kroku wyjaśnić, jak to jest faktycznie z tym przebiegunowaniem oraz oczywiście jak z nim nie jest. Czyli skąd się te wszystkie katastroficzne wizje wzięły.

0:05:35 Ziemskie pole magnetyczne: jak powstaje i po co jest Posłuchaj

Ola: Zacznijmy od tego, że Ziemia jest gigantycznym magnesem. I całe szczęście, że takim magnesem jest, bo dzięki temu możemy między innymi nagrywać ten podcast. Bo po pierwsze w ogóle istniejemy. To jakby podstawa tego wszystkiego.

Piotr: Zasadnicza sprawa na nagrywanie podcastu.

Ola: Gdyby nie pole magnetyczne Ziemi, jej powierzchnia wyglądałaby mniej więcej tak jak powierzchnia Marsa. Czyli byłaby sucha i zimna, a w każdym razie mocno niestabilna termicznie, bo temperatury na Marsie wahają się od minus 140 do plus 20 stopni Celsjusza.

Piotr: Nie sprzyja za bardzo.

Ola: Ale dawno temu Mars był miłą, ciepłą i pełną wody planetą – tak przynajmniej wynika z badań, które są tam obecnie prowadzone.

Piotr: Że woda tu była, to już wiemy praktycznie na 100 procent.

Ola: Tak, przez sondy i łaziki marsjańskie. Mamy podstawy, żeby właśnie tak sobie tę planetę wyobrażać – podstawy naukowe. Może rozwijało się na niej życie, a może nie, tego jeszcze nie wiemy na pewno, ale wkrótce pewnie się dowiemy. W każdym razie ten sympatyczny klimat zapewniała Marsowi porządna, gruba atmosfera, prawdopodobnie zbliżona gęstością do ziemskiej. Czy składem też była zbliżona do ziemskiej, to już inna sprawa. Ale atmosfera to podstawa.

Piotr: Życie może się dostosować do różnego składu atmosfery, ale bez atmosfery życie oparte na znanych nam schematach raczej nie zadziała.

Ola: Chodzi o to, że Mars jest mniejszy od Ziemi – niemal o połowę, i to jeśli chodzi o średnicę. A to przekłada się na objętość – i tutaj objętość Marsa jest aż o 85% mniejsza od objętości Ziemi. Właśnie w tym najprawdopodobniej tkwi tajemnica dzisiejszego stanu obu planet, bo Mars wystygł znacznie szybciej niż Ziemia. Nic dziwnego – przy tak dużej różnicy objętości utrata ciepła przebiegała na czerwonej planecie w dużo, dużo większym tempie. Tak samo jak szybciej zmarznie ktoś, kto jest mniejszy, tak też szybciej wystygnie mały kawałek jedzenia – dokładnie na tej samej zasadzie.

Piotr: To jest dosyć intuicyjne, ale…

Ola: Jeżeli odkroimy kawałek czegoś i położymy z boku talerza, to coś szybciej wystygnie niż cała reszta, która jest w większej masie.

Piotr: To co się wydarzyło na Marsie, to tak naprawdę – nie chcę powiedzieć zamarznięcie, ale zestalenie się tej planety. I to nastąpiło jakieś 4 miliardy lat temu, bo po prostu jej wnętrze, przez to, że jest stosunkowo niewielka, szybko dość wystygło i zestaliło się. Mars, tak jak i Ziemia, ma jądro utworzone niemal wyłącznie z żelaza, z jakąś tam domieszką niklu. Tyle że na Ziemi, czy raczej w Ziemi, mamy to jądro stałe, być może o strukturze krystalicznej, wokół którego znajduje się warstwa płynnego metalu. I ta stała część, ten sam środek środka, obraca się w innym tempie niż ten płyn wokół. A może się nawet nie obraca, bo są też takie dość nowe badania, które sugerują, że to nie są obroty, tylko raczej taka oscylacja, nierównomierne ruchy.

Ola: W ogóle to jest mega ciekawy temat – badanie tego, co się dzieje wewnątrz Ziemi. Bo oczywiście nijak nie mamy szans tam zajrzeć, czy nawet zbliżyć się do tego obszaru. To ciekawe, że możemy badać inne planety, czy wręcz sięgać naszymi obserwacjami do innych gwiazd czy galaktyk, a tu wtem się okazuje, że własnej planety nie potrafimy zbadać, bo nie mamy do tego wystarczających narzędzi. Ale możemy polegać na badaniach sejsmicznych, czyli ogólnie rzecz ujmując, na tempie rozchodzenia się drgań wewnątrz planety.

Piotr: Tak, warto sobie zdać sprawę z tego, że te nasze badania tak naprawdę polegają na tym, że jesteśmy w stanie ocenić drobne opóźnienia, które następują na różnych warstwach, i na tej podstawie szacować, z czego ta warstwa jest zrobiona – czy jest gęstsza, czy mniej gęsta. Strasznie to jest pośredni sposób badania, ale efekty jakieś daje.

Ola: Na Ziemi mamy przynajmniej stały monitoring, czyli możemy obserwować to, co się dzieje podczas trzęsień Ziemi. Gorzej jest z badaniami Marsa, bo tam te trzęsienia gruntu marsjańskiego trudniej jest zbadać – to jednak nie jest planeta obstawiona urządzeniami pomiarowymi w takim stopniu jak Ziemia. Warto powiedzieć, że jednak pomyślano o tym, żeby te drgania badać, i misja InSight, która zakończyła się w grudniu 2022 roku, miała na pokładzie między innymi sejsmometr badający to, jak trzęsie się Mars. A trzęsie się nadal, mimo że znana z Ziemi aktywność geologiczna zakończyła się tam już dawno, dawno temu.

Piotr: Ale wracamy na Ziemię – i te nasze poruszające się tam w środku, względem siebie, metalowe warstwy planetarnego jądra wytwarzają pole magnetyczne. To pole magnetyczne znamy bardzo dobrze z kompasów, i to zarówno tych klasycznych, z igłą, jak i tych, o których nie pamiętamy zwykle – co zabawne, bo myślę, że spora część osób nie zdaje sobie sprawy z tego, że prawie każdy z nas ma przy sobie teraz kompas. Ten kompas jest umieszczony w smartfonie. To w ogóle bardzo ciekawy temat, bo w smartfonie nie ma kompasu z igłą. Ja nawet kiedyś myślałem, że tam są jakieś drobiny magnetyczne, które się gdzieś turlają w jedną albo drugą stronę, ale nie – tam jest coś, co się nazywa czujnik Halla, czyli urządzenie, które wykrywa zmiany pola magnetycznego bez wykorzystania ruchomych części. Są właściwie trzy takie czujniki, w trzech płaszczyznach działające. To w ogóle bardzo ciekawa historyjka, nie na ten podcast – jakbyście chcieli sobie poczytać, w opisie jest link, i w ogóle linki do badań, do tego, o czym mówimy, znajdziecie w opisie podcastu. Ale okej, pamiętajmy, że w tej chwili każdy ma praktycznie przy sobie ten kompas i chociażby dzięki niemu nasza nawigacja w telefonie jest w ogóle jakkolwiek w stanie się ogarnąć i odnaleźć.

Ola: I właśnie te linie pola magnetycznego naszej planety sprawiają, że wokół Ziemi istnieje swoiste – i tu duży cudzysłów – pole siłowe, tak jak sobie to wyobrażamy z filmów, i ono chroni nas przed wiatrem słonecznym i promieniowaniem kosmicznym. Jest to dosyć kluczowa sprawa, bo jest tutaj przed czym chronić. Słońce wysyła w kosmos ciągły strumień plazmy, składający się z wysokoenergetycznych cząstek, a do tego całe mnóstwo cząstek przylatuje do nas z najodleglejszych obszarów kosmosu, między innymi od innych gwiazd. Te cząstki mają kilka paskudnych właściwości, które odgrywają zasadniczą rolę dla życia na Ziemi. Po pierwsze, jeśli taka cząstka trafi w DNA znajdujące się w komórce, to może je uszkodzić, czyli wywołać mutacje. A to wiadomo – prosta droga do tego, żeby, uwaga, w wersji optymistycznej wywołać śmierć takiej komórki – tak, tutaj jest wersja optymistyczna – a w wersji pesymistycznej do powstania nowotworu.

Piotr: Czyli wywołać nieśmiertelność komórki, która jest jeszcze gorsza znacznie niż ta śmierć.

Ola: Tak, i będzie się dzieliła w nieskończoność, nowotworzyła i robiła rzeczy, które zdecydowanie są dla nas szkodliwe.

Piotr: Jest też jeszcze jeden drobiazg – elektronika. Bo to jest tak, że bardzo, bardzo, bardzo zminiaturyzowaliśmy w ostatnich dziesięcioleciach wszelkie nasze układy elektroniczne. A im bardziej ten układ zminiaturyzowany, tym bardziej podatny na uszkodzenia wywołane właśnie przez takie wysokoenergetyczne cząstki. Dodatkowo pod wpływem wyjątkowo silnego wiatru słonecznego mogą powstawać przepięcia w sieciach energetycznych na Ziemi. Dlatego właśnie podczas momentów wysokiej aktywności Słońca zdarzają się uszkodzenia satelitów – one są słabiej chronione niż to, co jest na powierzchni, przez ten ziemski magnetyzm. I zdarzają się też blackouty, spowodowane uszkodzeniami linii elektrycznych wywołanymi zmianami zachodzącymi w magnetosferze Ziemi pod wpływem tych uderzeń wiatru słonecznego.

Ola: Takie rzeczy się już zdarzały i były całkiem dotkliwe, ale o tym teraz nie będziemy mówić. Wróćmy do pola magnetycznego. Ono jest bardzo ważne, bo sprawia, że wiatr słoneczny w większości omija Ziemię – to znaczy odchylany jest już w sporej odległości od powierzchni naszej planety, i na schematach wygląda to tak, jakby ją opływał, jak taki płaszcz stworzony niczym cebula na zewnątrz.

Piotr: To trochę wygląda, jakby było w tunelu aerodynamicznym, albo jakby wsadzić coś do wody i tę wodę jakoś zabarwić – widać wtedy, jak ten wiatr słoneczny oblewa Ziemię. Bardzo malownicze.

Ola: Takim drugim problemem, jaki sprawia wiatr słoneczny planecie, która jest niechroniona polem magnetycznym, jest dosłowne wywiewanie z niej atmosfery. I to właśnie zdarzyło się na Marsie. Po tym jak jego wnętrze się zestaliło, wystygło, ustały ruchy jądra, co prowadziło do wygaśnięcia pola magnetycznego. A to z kolei spowodowało, że wysokoenergetyczne cząstki docierające ze Słońca wybijały atomy gazów tworzących atmosferę i wysyłały je z dużą prędkością w przestrzeń kosmiczną. I tym sposobem Mars stopniowo tracił swoją atmosferę, a teraz zostało mu mniej niż 1/145 tego ciśnienia, jakie panuje na Ziemi. A wraz z atmosferą z powierzchni zniknęła między innymi woda.

0:17:03 Bieguny geograficzne, magnetyczne i geomagnetyczne Posłuchaj

Piotr: Ten nasz podcast zaczęliśmy od bardzo katastroficznych wizji. Już powiedzieliśmy, że są nieprawdziwe, ale jednak po coś tam o tym mówiliśmy – wróćmy do tego wątku. Wyjaśnijmy, skąd w ogóle brały się te pomysły i jaki mają związek z polem magnetycznym Ziemi. Bo jak pewnie już wszyscy wiedzą, Ziemia ma dwa bieguny, i to dwa różne ich rodzaje, można powiedzieć. Najprostsze to są te geograficzne – po prostu punkty, które się znajdują tam, gdzie oś obrotu planety przechodzi przez jej powierzchnię. Prosta sprawa: biegun północny, biegun południowy. Można sobie wziąć globus, zakręcić tym globusem – tam gdzie w globus wchodzą patyczki, tam są bieguny, krótko rzecz ujmując. Podobno na biegunie nie ma takich patyków, tak twierdzą ci, co tam byli.

Ola: Naprawdę?

Piotr: No właśnie nie wiem. Są też takie zdjęcia, które pokazują, że są.

Ola: A jak się bieguny mają do tego z kraju… świata, który przy płaskiej Ziemi polega na tym, że jest lodowym murem na Antarktyce.

Piotr: Nie, jest jeden biegun, ten pośrodku, wokół którego to kręci.

Ola: I tam jest ten patyczek.

Piotr: Tam jest koń na biegunach, tak. Przepraszamy was bardzo, już wracamy do tematu, już nam lepiej. I to jest drugi rodzaj – i to są, uwaga, bieguny magnetyczne i jeszcze geomagnetyczne, żeby nie było za łatwo.

Ola: Posłuchajcie, po kolei. Każdy magnes ma bieguny, umownie nazywane północnym i południowym. Dobrze pamiętacie ze szkoły, albo i nie. A lepiej to zapamiętaliście, jeśli robiliście u siebie te doświadczenia z opiłkami żelaza rozsypanymi na kartce nad magnesem – te opiłki wtedy tak ładnie układały się w łuki łączące jeden biegun z drugim. Albo jeśli nie mieliście szczęścia do takich pokazów, to możecie to znać z jakichkolwiek obrazków, z książek czy z internetu. Te linie pola magnetycznego – skąd wychodzą i dokąd wracają, te punkty to właśnie są bieguny magnetyczne. I bardzo przepraszam wszystkich fizyków za taką mocno uproszczoną definicję.

Piotr: Trzeba sobie pogrzebać w Wikipedii, tam jest mądrzej napisane. Dobra.

Ola: Jeszcze mądrzej.

Piotr: Jeszcze mądrzej, tak, dziękuję. Teraz bieguny magnetyczne Ziemi. Jak już wcześniej mówiliśmy, ten cały nasz ziemski magnetyzm bierze się z takich dość dziwnych i niecałkiem regularnych ruchów jądra Ziemi. Właściwie im więcej wiemy o tej najgłębszej ziemskiej geologii, tym bardziej wydaje się, że nawet nie chodzi o to wirowanie, bo to kiedyś było ładnie przedstawiane tak, jakby w elektrowni, że po prostu jakaś żelazna kula w żelaznym płynie wiruje. Wygląda na to, że raczej jest to kwestia ruchów konwekcyjnych, które się dzieją w tej płynnej części, bo tam jest ogromna temperatura, ogromne ciśnienie, i to się po prostu cały czas miesza. Chciałem powiedzieć, że bulgocze, ale nie bulgocze – kotłuje się, i prawdopodobnie to właśnie te ruchy wywołują pole magnetyczne. To, że one w ogóle mają jakąkolwiek regularność, zawdzięczamy ruchowi obrotowemu Ziemi, który w jakimś stopniu porządkuje to przewalanie się ciekłego żelaza, i dlatego w ogóle to ustawienie pola magnetycznego Ziemi jakkolwiek pokrywa się z jej osią obrotu.

Ola: Mamy więc dwa bieguny magnetyczne, czyli miejsca, w których linie pola magnetycznego Ziemi wchodzą w jej powierzchnię pod kątem prostym. I istnieniu tych biegunów zawdzięczamy pojawianie się zórz polarnych, bo widoczne są tam, gdzie linie pola magnetycznego wchodzą w atmosferę, zmierzając ku powierzchni Ziemi, i właśnie tam te wysokoenergetyczne cząstki, lecące wzdłuż tych linii, oddziałują z górnymi częściami naszej atmosfery, wzbudzając atomy gazów do świecenia. I tu przy tej okazji pozdrawiam Wiktora z [? niepewne: Nord Trip], który nie jest sponsorem tego odcinka, a który mocno nas w tę stronę ciągnie i inspiruje.

0:21:32 Jak wędrują bieguny magnetyczne: od Rossa po dziś Posłuchaj

Piotr: Ponieważ, jak już powiedzieliśmy, Ziemia to nie jest taki elegancko zorganizowany, kulisty magnes i tak dalej, to te bieguny magnetyczne wcale nie są takie stałe, a nawet można powiedzieć, że w ogóle nie są stałe, bo cały czas gdzieś wędrują.

Ola: Chociaż z kompasu, który wskazuje właśnie biegun magnetyczny, ludzie korzystają co najmniej od 2000 lat, to właśnie północny biegun magnetyczny udało się zlokalizować dopiero w 1831 roku. Dotarł do niego brytyjski oficer-podróżnik James Clark Ross. I wtedy biegun znajdował się w południowo-zachodniej części półwyspu Boothia. Generalnie to jest ta arktyczna część Kanady, tam gdzie ląd wygląda trochę, jakby był porozrywany, chaotyczny.

Piotr: Ameryka Północna, idąc na północ, przestaje być takim porządnym lądem i zaczyna wyglądać, jakby ktoś ją poszarpał. To jest właśnie ta poszarpana część.

Ola: Właśnie na tym półwyspie Boothia był ten biegun w 1831 roku, a potem sobie poszedł stamtąd.

Piotr: Nie czekając na nikogo.

Ola: I myślę, że niezłym zaskoczeniem musiało być dla Roalda Amundsena dotarcie do tegoż bieguna w 1903 roku i stwierdzenie, że to już zupełnie inne miejsce.

Piotr: Właśnie tego nie znalazłem, bardzo jestem ciekaw, czy to było tak, że poszedł w to miejsce, gdzie miał być ten biegun, po czym się okazało, że go tam wcale nie ma, czy na przykład podążał za kompasem, stwierdził: o, tu jest biegun, po czym się rozejrzał, że to nie jest ten półwysep Boothia. Nie wiem, która z tych wersji była, ale obie są zabawne.

Ola: Amundsen to ten słynny norweski podróżnik, który później w wyścigu do bieguna południowego znalazł się tam jako pierwszy, przed Scottem, czyli Brytyjczykiem, który niestety nie dotarł do tego bieguna i zginął.

Piotr: Amundsen miał pomysł, jak to zrobić, i doświadczenie wynikające chociażby z miejsca, z którego pochodził, a Scott miał dużą pewność siebie, taką brytyjsko-imperialną, która zaprowadziła go tam, gdzie go zaprowadziła.

Ola: Wracając do bieguna magnetycznego północnego – biegun magnetyczny wówczas, czyli w okolicach 1903 roku, przesuwał się w stronę bieguna geograficznego w tempie około 15 kilometrów rocznie. To był czas, kiedy sunął, uwaga, całkiem nieśpiesznie, bo od lat 90. XX wieku, czyli już prawie 100 lat później, potężnie przyspieszył i obecnie porusza się z prędkością ponad 50 kilometrów rocznie, czyli może poruszać się w terenie zabudowanym również. Pędzi obecnie w stronę Syberii. Jak na biegun, to pędzi.

Piotr: To całkiem niezłe tempo. Jak tam masz ruchy płyt kontynentalnych 2 cm rocznie, to po prostu jest galop.

Ola: 50 kilometrów rocznie w terenie zabudowanym, coś mi tu nie wyszło z obliczeniem.

Piotr: Jest nadal bezpieczna prędkość.

Ola: Chciałam być dowcipna, wyszło jak zawsze. Od momentu, kiedy do bieguna magnetycznego dotarł Ross, ten biegun przewędrował już ponad 2200 kilometrów.

Piotr: Zresztą ciekawe, bo zanim go zlokalizowano, ten biegun kluczył, meandrował, wędrował właśnie po tej północnej Kanadzie przynajmniej od XVI wieku, mimo że wtedy jeszcze nikt do niego nie dotarł. Wiemy o tym oczywiście ze skał wulkanicznych. Część tych skał ma własności magnetyczne, są w nich minerały, które mają naturalny magnetyzm. Podczas erupcji wylewa się lawa z wulkanu, te magnetyczne skały działają jak kompas – są zawieszone w gęstym, no, gęstym, ale jednak płynie, więc ustawiają się w stronę bieguna. Potem to wszystko bardzo elegancko zastyga, ale ta orientacja i ten śladowy magnetyzm pozostaje. Teraz, jak uważnie to badamy, możemy określić, gdzie znajdował się biegun, porównując to z momentem tej erupcji – na podstawie różnych elementów możemy stwierdzić, kiedy była erupcja. Czyli wiemy, że erupcja była wtedy i wtedy, ustawione są te magnetyczne minerały w określony sposób, w związku z czym biegun był właśnie tam w tym momencie.

Ola: I oczywiście w opozycji do bieguna północnego mamy magnetyczny biegun południowy, który jest po przeciwnej stronie globu – prawie. Ten nie ma aż takiej, nazwijmy to, biegawki jak biegun północny, ale właściwie też stale zmienia swoje położenie. Robi to po prostu nieco spokojniej, bez takich przyspieszeń. Zwykle od XVIII wieku poruszał się w obrębie lądolodu Antarktydy, ale uwaga, w 1960 roku opuścił go i teraz znajduje się na Oceanie Południowym, po stronie Australii.

Piotr: Tu znowu możecie sobie zajrzeć do opisu – tam jest link do fajnej strony NOAA, czyli amerykańskiej agencji zajmującej się badaniem pogody, klimatu i tak dalej. Jest tam schemat, który pokazuje wędrówki biegunów – widać na nim kropeczki oznaczające poszczególne lata. O ile biegun południowy ma te kropeczki równo zagęszczone, bo po prostu sobie wędruje, o tyle ten północny, jak się rozpędził, to naprawdę coś go do tej Rosji gwałtownie ciągnie.

Ola: Kogo ciągnie do Rosji?

Piotr: Bieguna magnetycznego. Są tacy, których ciągnie do Rosji, są niektórzy – na przykład francuscy aktorzy, albo biegun północny magnetyczny.

Ola: Cała trójka już?

Piotr: Aktorów czy biegunów? Dobrze, zostawmy ich w spokoju. Żeby nad tym wszystkim zapanować, nad tymi nierównomiernie wędrującymi biegunami, przyjęto jeszcze takie umowne bieguny geomagnetyczne. To jest właściwie efekt pewnego modelu, zakładającego, że zamiast tego mieszającego się płynnego żelaza wewnątrz Ziemi, mamy tam taki wielki, porządny, przewidywalny, stały magnes. To jest taka umowa, ułatwiająca ogarnianie tego całego magnetycznego, ziemskiego bałaganu, która przyjmuje, że bieguny geomagnetyczne znajdują się zawsze dokładnie na antypodach względem siebie, czyli na przeciwnych krańcach Ziemi. Zgodnie z tą przyjętą konwencją biegun północny leży na arktycznej wyspie Ellesmere'a, a południowy w okolicach rosyjskiej stacji badawczej Wostok na Antarktydzie. To nie jest geograficznie do końca prawda, ale po prostu ułatwia panowanie nad tym, choć na przykład przy nawigacji trzeba to wszystko razem uporządkować.

0:29:15 Dlaczego biegun północny to w istocie biegun południowy Posłuchaj

Ola: I teraz muszę niestety zrobić dygresję, która, mówiąc brzydko, zrobi nam niezły groch z kapustą w głowie.

Piotr: Tak, to jest ładny kawałek.

Ola: Otóż północny biegun magnetyczny Ziemi to w istocie biegun południowy. I teraz uwaga – tak, to ma sens, to nie pomyłka. Wszyscy, którzy nas słuchali, znają się na temacie i do tej pory oburzali się, że tak bardzo się mylimy, nadal mogą się oburzać, ale tutaj czynimy ukłon w ich stronę, bo trzeba to powiedzieć. Zobaczcie: jeśli weźmiecie kompas, to jego igła, oznaczona literą N, czyli oznaczająca północ, skieruje się na północ. Logiczne, bo to jest kompas. Każdy magnes, a kompas ma magnes, ma dwa bieguny magnetyczne, północny i południowy. I ten północny skieruje się właśnie na północ. Dlaczego? No dlatego, że przyciąga go biegun magnetyczny Ziemi. Ktoś już czuje, że coś tu jest nie tak? No właśnie – w magnesie przyciągają się przeciwne bieguny. Ten północny biegun magnesu jest więc przyciągany przez południowy biegun magnetyczny Ziemi – południowy w znaczeniu fizycznym. Na całe szczęście wszyscy się umówili, że nie będą robić większego bałaganu, i ten południowy biegun magnetyczny Ziemi, który jest w pobliżu północnego bieguna geograficznego, szczęśliwie będzie nazywany biegunem północnym, mimo że jest południowy. Wszystko się zgadza?

Piotr: Absolutnie. Jeżeli ktoś się zawiesił, to po pierwsze można przesłuchać ten kawałek jeszcze raz, a po drugie, znowu w opisie znajdziecie link do znakomitej serii robionej przez Wydział Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego, Zapytaj Fizyka, i tam jest to bardzo starannie rozpisane, jest wyjaśnione podwójnie – i fizycznie, i tak geologicznie, geomagnetycznie. To drugie wyjaśnienie jest rozległe i dość skomplikowane, ale jeżeli zatkacie uszy, nakryjecie się kocem na głowę i z latarką powoli to przeczytacie, to da się to zrozumieć i to ma sens. Ja przez dłuższy czas się zastanawiałem, po co tak mącić, ale to ma pewien sens, trochę wynika z tradycji – że niezręcznie byłoby teraz wszystkim tłumaczyć, że hej, ta igła magnesu to jest właściwie południowy biegun magnesu, ale wskazuje na północ, i w ogóle. Więc po prostu trochę to uporządkowano, trochę robiąc krzywdę logice, ale dla naszej wygody i spokoju – uwierzcie, że to naprawdę działa.

Ola: Warto pamiętać, że po prostu przyciągają się przeciwne bieguny i stąd ta subtelność wynika, ale na szczęście tym razem naukowcy odpuścili i podążyli za uproszczeniem.

0:32:19 Czym jest przebiegunowanie i jakie są jego realne skutki Posłuchaj

Piotr: Szczęśliwie, dziękujemy im bardzo. Dobra, to teraz czas na porządną katastrofę, bo bieguny magnetyczne nie tylko wędrują sobie po okolicy biegunów geograficznych mniej lub bardziej spiesznie – co gorsze, od czasu do czasu wykonują taki wielki przewrót i, uwaga, zamieniają się miejscami. To już wspominaliśmy, że będzie o przebiegunowaniu, i to jest właśnie ten moment, który ma powodować te zapowiadane we wstępie kataklizmy. Bo zamianie biegunów towarzyszy czasowe słabnięcie pola magnetycznego Ziemi i ogólnie jego rozproszenie. Bo w ogóle tak naprawdę Ziemia nie jest wcale taka jednorodna magnetycznie – pomiędzy tymi wyraźnymi, oczywistymi biegunami jest sporo miejsc, w których pole magnetyczne jest słabsze albo mocniejsze. Czasem może to wynikać z jakichś podziemnych struktur, które lokalnie zakłócają ten układ, czasem z takich wciąż nieznanych, nierozpoznanych fluktuacji gdzieś tam, na tych głębokościach, na poziomie ziemskiego jądra.

Ola: Ale gdy już nadchodzi to wielkie przebiegunowanie Ziemi, przez jakiś czas nie ma dwóch porządnych, łatwych do wyznaczenia biegunów. Jest za to wiele pomniejszych miejsc, w których pole magnetyczne wpada prostopadle do środka planety. Cała ta struktura ziemskiego magnesu przypomina wtedy taką drobno posiekaną sałatkę, można powiedzieć. Stopniowo sytuacja się stabilizuje i po jakimś czasie bieguny znów się wyłaniają, tylko w odwrotnych miejscach – nasze kompasy pokazywałyby dokładnie odwrotne kierunki niż obecnie.

Piotr: Północny pokazywałby południe, ale tak naprawdę północ, bo wszystko jest zamienione – ale mieliśmy już nie mącić. Jak pamiętacie, mówiliśmy o tej ochronie Ziemi przed promieniowaniem kosmicznym, wiatrem słonecznym, i o tym, co się stało na Marsie. Podejrzewano, że w czasie tego przebiegunowania Ziemia może właśnie stracić tę swoją magnetyczną osłonę i stać się podatna na nadlatujące z kosmosu wysokoenergetyczne cząstki. Nietrudno sobie wyobrazić, że byłaby to naprawdę potężna katastrofa. Stąd wzięła się ta wizja umierających na nowotwory zwierząt i ludzi, tych psujących się urządzeń elektronicznych.

Ola: To nie koniec problemów, bo nie wiemy, jak zareagowałyby na takie przebiegunowanie zwierzęta, które mają zmysł magnetyczny. Niestety można założyć, że miałyby wielki problem z wyznaczeniem kierunku, na przykład migracji, i masowo by ginęły – a przynajmniej tak by się działo, gdyby to przebiegunowanie nastąpiło bardzo szybko.

Piotr: No właśnie, gdyby. I tu jest to najważniejsze – ludzkość nigdy nie doświadczyła takiego zjawiska. Ostatnie przebiegunowanie, a oczywiście wiemy o tym ze skał wulkanicznych, miało miejsce mniej więcej 780 tysięcy lat temu. Wiemy jednak, że to przebiegunowanie zachodzi stopniowo i trwa od około 1000 do 10 tysięcy lat – to zależy, w jakim momencie, czasem jest szybsze, czasem wolniejsze. Był raz prawdopodobnie moment, kiedy zachodziło dość szybko, i pewnie to była kwestia może kilkudziesięciu lat, ale to są bardzo niepewne dane, tylko raz coś takiego zaobserwowano. To jest bardzo dobra wiadomość, jeśli chodzi o czas na dostosowywanie się do tych zmian.

Ola: To byłaby fatalna wiadomość, gdyby Ziemia traciła swoją ochronę magnetyczną, bo w tym czasie promieniowanie kosmiczne i wiatr słoneczny po prostu wybiłyby, wytłukłyby sporą część życia na naszej planecie. Tylko że tu coś się nie zgadza, bo żadne z przebiegunowań – a było ich kilkadziesiąt, które zostały odnotowane i są znane z historii geologicznej Ziemi – nie pokrywa się z wielkimi wymieraniami, ani nawet z tymi niewielkimi. Pomimo intensywnych badań nie stwierdzono, by przebiegunowanie Ziemi spowodowało jakieś konkretnie zauważalne problemy dla ziemskiego życia, choć powinny pozostać po tym jakieś ślady, gdyby coś takiego miało miejsce. Obecnie modele komputerowe wskazują, że najprawdopodobniej podczas zamiany miejscami biegunów i osłabienia jednolitego pola magnetycznego Ziemi w atmosferze powstają na tyle silne zjawiska magnetyczne, że wystarczająco chronią one powierzchnię planety przed usmażeniem z kosmosu.

0:37:26 Skąd biorą się sensacyjne doniesienia o rychłej katastrofie Posłuchaj

Piotr: Dobra, ale w ogóle skąd zainteresowanie tym zjawiskiem? Skąd sensacyjne opowieści w prasie, w internecie, na YouTube, jakieś dramatyczne filmy?

Ola: Powody są dwa. Jeden – tutaj uwaga, ukłon w stronę [? niepewne: Janiny Bong], która prowadzi bloga, jest statystyczką. Pierwszym problemem jest niezrozumienie statystyki, bo statystycznie rzecz biorąc, kiedy idziemy z psem na spacer, mamy po trzy nogi.

Piotr: Uważaj, bo cię piorun strzeli.

Ola: Tak naprawdę koniec tego zdania powinien brzmieć: statystycznie rzecz biorąc, przebiegunowanie zdarza się średnio co jakieś 250 tysięcy lat, a skoro ostatnio zdarzyło się jakieś 780 tysięcy lat temu, no to właśnie teraz powinno nastąpić, prawda?

Piotr: Nieprawda. Właśnie to średnio co 250 tysięcy lat, ale wszystko wskazuje na to, że te zdarzenia następują losowo, a pomiędzy nimi odstępy mogą wynosić od 10 tysięcy lat do na przykład 50 milionów lat.

Ola: Czyli wyliczanie średniej jest trochę bez sensu.

Piotr: Dokładnie, to liczenie średniej nic nam nie mówi. Znaczy – my zawsze możemy sobie policzyć taką średnią, tylko czasem średnia do czegoś służy, a czasem nie służy do niczego, i tu nic nam nie mówi o tym, kiedy może się pojawić kolejne przebiegunowanie.

Ola: Drugi powód do dramatyzowania w tej sprawie to obserwacje, które mówią nam o tym, że pole magnetyczne Ziemi słabnie teraz, a przynajmniej osłabło w ciągu ostatnich dziesięcioleci. W dodatku jest jeszcze coś takiego jak anomalia południowoatlantycka, czyli obszar osłabionego pola magnetycznego z centrum u wybrzeży Brazylii.

Piotr: To taki całkiem spory placek tam.

Ola: I na tej podstawie właśnie zakładano, że wielkimi krokami zbliża się katastrofa, apokalipsa, że biegun północny pędzi ku Rosji – to najgorsze. Pole magnetyczne słabnie, anomalia niepokoi, a statystyka wzywa.

Piotr: Tyle tylko, że według najbardziej aktualnej wiedzy to wszystko jest właściwie normalne – nawet to pędzenie ku Rosji. Pole magnetyczne słabnie i wzmacnia się, bieguny sobie biegają, a ta anomalia wokół Brazylii wywołana jest nie zbliżającym się końcem świata, tylko prawdopodobnie istnieniem bardzo głębokiej, leżącej już nad samym jądrem Ziemi struktury złożonej z super gęstych skał. I tak naprawdę wygląda na to, że wszystkie te zjawiska są normalne, że dzieje się to zawsze, że takie fluktuacje po prostu wynikają z tego, że nie jesteśmy porządnym, dobrze zorganizowanym i schludnym magnesem, tylko raczej takim magnetycznym bałaganikiem, który może powodować takie czy inne wahnięcia.

Ola: Widzicie, ta początkowa wizja katastrofy ma tylko nieco sensu, bo odwołuje się do faktycznych zjawisk, które mogłyby zajść – tak, mogłyby, ale najprawdopodobniej nie zajdą, bo inne jest tempo i inne skutki zachodzących zmian. To tempo to nie są dni, tylko tysiące lat. Więc jeżeli mamy się czymś martwić – a powinniśmy – to raczej zmianą klimatu, która zachodzi, bo ona rzeczywiście w ciągu najbliższych kilkunastu, a nawet kilkudziesięciu lat zmieni nasze życie bardzo mocno, a nie kreowanie sobie w głowie wizji jakiejś katastrofy związanej z przebiegunowaniem, i tym, że nie wiadomo, co się wtedy stanie, i że nasza cywilizacja nagle stanie w płomieniach.

Piotr: Więc tak – to potwierdzanie, że naukowcy i tak dalej… rzeczywiście naukowcy mówią o tym, tylko warto słuchać tego, co naukowcy mówią, a nie tego, co niektórzy interpretują, wymyślając sobie jakieś swoje opowieści po to, żeby nabić wystarczająco dużo wyświetleń czy czegoś takiego. Okej, słuchajcie, na koniec prośba standardowa: powiedzcie ludziom o naszym podcaście, bo to jest dla nas istotne. Jeżeli wam się podoba, żebyśmy po prostu byli słuchani przez wielu ludzi, bo to zawsze miłe.

Ola: Polecamy wam koszulki Crazy Nauki. Link do sklepu znajdziecie w opisie odcinka. Koszulki są bardzo fajne, mają różne wzory, które są przez nas wymyślone i wykreowane przez grafików z nami współpracujących. Jak macie jakieś uwagi do podcastu, pozytywne albo negatywne, jakiekolwiek, to piszcie na adres podcasty@crazynauka.pl. I subskrybujcie nasz podcast na platformach tych znaczących i tych również mało znaczących, bo to jest najskuteczniejszy sposób, by otrzymywać powiadomienia o nowych odcinkach, które nagrywamy.

Piotr: A postaramy się je nagrywać teraz bardziej regularnie, dlatego że w naszym domu już prawie zakończył się upiorny remont, który wytrącał nas kompletnie z równowagi i rytmu pracy.

Ola: I pochłaniał 150% naszej uwagi. Wiem, że to jest niemożliwe, ale on to jednak czynił.

Piotr: A jednak to robił. Dzięki, cześć i do następnego razu.

Źródła

* https://svs.gsfc.nasa.gov/4188

* https://edu-arctic.pl/artykuly/biegunowy-zawrot-glowy-czyli-o-biegunach-znanych-i-nieznanych

* https://www.ncei.noaa.gov/maps/historical-declination/

* https://wyborcza.pl/7,75400,22989531,nadciaga-zamiana-biegunow-magnetycznych-ziemi-czym-to-grozi.html

* http://www.foton.if.uj.edu.pl/documents/12579485/58b5f71d-921b-4b31-b436-a77cd2b283d3

* https://pl.wikipedia.org/wiki/Jądro_Ziemi

* https://en.wikipedia.org/wiki/Geomagnetic_pole

* https://naukatolubie.pl/dokad-wedruja-bieguny/

* https://naukaoklimacie.pl/fakty-i-mity/mit-nadchodzace-przebiegunowanie-jest-przyczyna-zmiany-klimatu/

* https://en.wikipedia.org/wiki/Geomagnetic_reversal

* https://www.usgs.gov/faqs/are-we-about-have-magnetic-reversal

* https://zapytajfizyka.fuw.edu.pl/pytania/jak-okreslic-bieguny-magnesu/

* https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9285465/

* https://eos.org/research-spotlights/how-marss-magnetic-field-let-its-atmosphere-slip-away

* https://www.seeker.com/space/planets/how-mars-went-from-warm-and-wet-to-cold-and-dry