Memanjang dari Bumi seperti spageti tak terlihat adalah medan magnet planet. Dibuat oleh churn dari inti bumi, bidang ini penting untuk kehidupan sehari-hari: Ini melindungi planet dari partikel matahari, ini memberikan dasar untuk navigasi dan mungkin memainkan peran penting dalam evolusi kehidupan di Bumi.
Tetapi apa yang akan terjadi jika medan magnet bumi menghilang besok? Sejumlah besar partikel solar yang bermuatan akan membombardir planet ini, menempatkan jaringan listrik dan satelit di fritz dan meningkatkan paparan manusia ke tingkat yang lebih tinggi dari radiasi ultraviolet yang menyebabkan kanker. Dengan kata lain, medan magnet yang hilang akan memiliki konsekuensi yang akan bermasalah tetapi tidak harus apokaliptik, setidaknya dalam jangka pendek.
Dan itu kabar baik, karena selama lebih dari satu abad, sudah melemah. Bahkan sekarang, ada titik-titik yang sangat tipis, seperti Anomali Atlantik Selatan di Belahan Selatan, yang menciptakan masalah teknis untuk satelit yang mengorbit rendah.
Hal pertama yang harus dipahami tentang medan magnet adalah bahwa, bahkan jika melemah, itu tidak akan hilang - setidaknya, tidak untuk miliaran tahun. Bumi berutang medan magnetnya ke inti luarnya yang meleleh, yang sebagian besar terbuat dari besi dan nikel. Inti luar yang berputar digerakkan oleh konveksi panas yang dilepaskan ketika inti dalam tumbuh dan mengeras, kata John Tarduno, ahli geofisika di University of Rochester. (Inti bagian dalam tumbuh sekitar satu milimeter per tahun.)
Mesin medan magnet ini, yang dikenal sebagai dinamo, telah berputar selama miliaran tahun. Para ilmuwan berpikir bahwa susunan inti saat ini mungkin telah terbentuk sekitar 1,5 miliar tahun yang lalu, menurut penelitian tahun 2015 yang menemukan lompatan dalam kekuatan medan magnet sekitar saat itu. Tapi Tarduno dan timnya telah menemukan bukti untuk medan magnet di Bumi dalam mineral tertua di planet ini, zirkon, yang berasal dari 4,2 miliar tahun, menunjukkan bahwa aktivitas dalam inti telah menciptakan magnet untuk waktu yang sangat lama.
Tidak jelas mengapa dinamo dimulai, kata Tarduno kepada Live Science, meskipun ada kemungkinan bahwa dampak besar planet yang menciptakan bulan mungkin menjadi pendorong utama. Dampak ini, yang terjadi mungkin 100 juta tahun setelah Bumi bersatu, bisa mengguncang stratifikasi, atau pelapisan, bahan-bahan di inti Bumi: Bayangkan mengocok sebotol minyak dan air dalam skala planet. Gangguan ini bisa mempromosikan konveksi yang masih menggerakkan dinamo Bumi saat ini.
Akhirnya, inti dalam mungkin akan tumbuh cukup besar sehingga konveksi pada inti luar tidak lagi efisien, dan medan magnet akan gagal. Tapi skenario itu begitu jauh sehingga tidak layak untuk kehilangan banyak tidur.
"Kita bicara miliaran tahun," kata Tarduno.
Melemahnya medan magnet
Jauh lebih relevan dengan kehidupan manusia adalah bahwa medan magnet melemah. Para ilmuwan telah mengukur pelemahan ini secara langsung dengan observatorium magnetik dan satelit selama 160 tahun terakhir. Apakah lapangan itu goyah sebelum itu sedikit suram, seperti apa yang akan dilakukan selanjutnya. Medan magnet saat ini sekitar 80% dipolar, kata Tarduno. Itu berarti sebagian besar bertindak seperti magnet batang. Jika Anda bisa meletakkan serbuk besi di sekitar planet ini (dan menghilangkan pengaruh matahari, yang memuntahkan aliran partikel bermuatan konstan yang disebut angin matahari ke bumi, meniup medan magnet seperti rambut panjang dalam angin), medan magnet yang dihasilkan garis akan menunjukkan Utara dan Selatan yang jelas. Tetapi 20% bidangnya adalah non-dipolar, artinya lebih rumit; ada variasi lokal.
Di masa lalu, medan magnet telah terbalik, menukar Utara dan Selatan. Pembalikan terakhir terjadi 780.000 tahun yang lalu, sekitar era Homo erectus. Melemahnya bidang biasanya mendahului flip ini, menimbulkan pertanyaan tentang apakah flip-flop lain sudah dekat. Tetapi lapangan juga kadang-kadang melemah dan kemudian menguat kembali tanpa membalik, sebuah fenomena yang disebut tamasya.
Tarduno dan timnya telah menemukan bahwa eddy aneh di inti di bawah Afrika Selatan mungkin berkontribusi terhadap beberapa kelemahan ini. Eddy ini tampaknya menyebabkan Anomali Atlantik Selatan, titik lemah yang dikenal di bidang yang membentang dari sekitar 190 mil (300 kilometer) timur Brasil di sebagian besar Amerika Selatan. Di daerah ini, partikel bermuatan dari angin matahari turun lebih dekat dari biasanya ke Bumi. Anomali Atlantik Selatan tidak terlalu terlihat di tanah. Tetapi satelit yang mengorbit Bumi berhadapan dengan partikel-partikel matahari yang lebih merusak di sana, dan para astronot yang telah melakukan perjalanan melalui kawasan di Stasiun Luar Angkasa Internasional telah melaporkan fenomena visual bintang jatuh yang diduga disebabkan oleh tingkat radiasi yang relatif tinggi pada tingkat orbit Bumi yang rendah di sana. .
Bumi tanpa bidang
Tarduno dan timnya menduga bahwa variasi mantel di Afrika Selatan mungkin menjadi titik pemicu untuk pembalikan medan magnet di masa lalu. Kabar baiknya adalah bahwa, bahkan jika bidangnya melemah, atau bersiap untuk membalik, itu tidak akan hilang; tidak ada bukti bahwa medan magnet pernah hilang sepenuhnya selama pembalikan.
Bahkan jika medan berbalik, "kita masih akan memiliki beberapa medan magnet; itu hanya akan menjadi medan magnet yang sangat lemah," kata Tarduno.
Seperti apa dunia ini dengan medan magnet minimal? Nah, kompas Anda tidak akan berfungsi, untuk satu hal. "Itu hanya akan menunjuk ke arah medan magnet tertinggi," kata Tarduno. "Itu bisa sangat dekat denganmu; itu bisa sangat jauh."
Cahaya utara dan selatan akan terlihat dari garis lintang yang lebih rendah, karena pertunjukan warna-warni ini adalah hasil dari interaksi antara partikel bermuatan yang dilemparkan dari matahari dalam angin matahari dan magnetosfer Bumi. Saat ini, aurora ini muncul di dekat kutub, mengikuti garis-garis medan magnet Utara-Selatan yang sebagian besar Bumi, tetapi medan yang lebih lemah akan memungkinkan partikel menembus atmosfer Bumi, menerangi langit lebih dekat ke garis khatulistiwa.
Kondisi di Anomali Atlantik Selatan untuk satelit mungkin menjadi hal biasa di seluruh dunia, yang akan menyebabkan gangguan teknis. Partikel surya dapat melakukan ping elektronik, mengganggu bit memori dalam apa yang disebut gangguan peristiwa tunggal, atau SEU. Ketika partikel matahari berinteraksi dengan lapisan atmosfer bumi yang disebut ionosfer, mereka juga mengetuk elektron bebas dari orbit molekulnya. Elektron bebas ini kemudian mengganggu transmisi gelombang radio frekuensi tinggi yang digunakan untuk komunikasi.
Interaksi antara angin matahari dan atmosfer Bumi juga dapat memecah lapisan ozon dari waktu ke waktu, kata Tarduno, yang akan meningkatkan paparan radiasi ultraviolet kolektif manusia dan meningkatkan risiko kanker kulit.
"Sementara itu mungkin tidak akan menjadi bencana seumur hidup, akan ada dosis radiasi yang jauh lebih tinggi di tanah tanpa medan magnet," kata Martin Archer, seorang ahli fisika plasma ruang angkasa di Queen Mary University of London.
Ada sedikit bukti bahwa variasi medan magnet di masa lalu telah memengaruhi kehidupan di Bumi. Namun, medan magnet itu tidak diragukan lagi telah membentuk permukaan Bumi, membantu menjaga atmosfer rapuh planet ini agar tidak tertiup ke luar angkasa oleh kekuatan angin matahari yang tiada henti, kata Archer kepada Live Science.
Medan magnet tidak penting untuk memiliki atmosfer - Venus tidak memiliki medan magnet dan memiliki atmosfer masif, jika tidak ramah, tetapi pasti bertindak sebagai lapisan pelindung tambahan. Mars, yang dulunya memiliki medan magnet tetapi kehilangannya sekitar 4 miliar tahun yang lalu, memiliki atmosfer yang hampir seluruhnya dilucuti. Dan jika ada cara untuk memberikan bulan atmosfer seperti Bumi, angin matahari tidak akan mengurangi apa pun dalam satu abad belaka, kata Archer.
