Là tấm chắn bảo vệ trái đất, nhưng
là tấm lá chắn vô hình, nên không ai có thể nhìn thấy từ trường trái
đất. Song, chính cực quang lại tiết lộ cho chúng ta - những "người trần
mắt thịt" - biết nó ở đâu.
[You must be registered and logged in to see this image.]Mặt
trời không chỉ đem đến ánh sáng và hơi ấm mà còn là mối hiểm nguy của
con người. Lý do: mặt trời liên tục phóng ra các hạt giàu năng lượng -
gió mặt trời - vào vũ trụ và về hướng trái đất. Trước khi các hạt đó có
thể chạm vào hành tinh của chúng ta thì chúng đã bị một tấm chắn ngăn
lại, đó là từ trường của trái đất. Các nhà vật lý khẳng định rằng từ
trường ngày càng yếu đi và sẽ dẫn đến sự thay đổi cực.
Từ trường giảm đi sẽ là thảm họa?
Từ trường là tấm chắn bảo vệ cho trái đất. Từ
trường giảm đi thì ngày càng có nhiều tia cực tím đến bề mặt. Điều đó
nghĩa là gì thì các cơn bão mặt trời trong quá khứ đã chỉ ra: Tháng
giêng năm 1997 nó làm tê liệt một vệ tinh viễn thông trị giá 200 triệu
dollar. 8 năm trước đó, nó đã làm hỏng mạng lưới điện ở Canada.
Các nhà khoa học cho rằng còn phải tính đến sự
thay đổi thời tiết và khí hậu. Những cơn giông tố có lẽ sẽ xảy ra
thường xuyên hơn và mạnh hơn. Lốc xoáy, lũ lụt cùng các kỳ hạn hán sẽ
trở thành thông lệ.
Đối với một số loài động vật thì từ trường rất
quan trọng vì chúng sử dụng từ trường để định hướng. Kiến, chim di cư,
rùa và cá mập có lẽ sẽ lạc hướng nếu không có từ trường.
Sự thay đổi cực sẽ xảy ra muộn nhất là trong 1.000 năm
Thực sự là địa từ trường đã yếu đi rõ ràng - một
dẫn chứng cho việc cứ một triệu năm có một lần thay đổi cực. Các nhà
vật lý địa cầu đã tính toán rằng chậm nhất là 1.000 năm nữa thì điều đó
sẽ xảy ra.
Từ trường trái đất có từ đâu?
Từ trường xuất hiện trong lòng trái đất . Nơi đó
có nhân trái đất được cấu tạo chủ yếu là sắt. Nhân rắn bên trong được
bao bọc bởi cái vỏ bằng sắt dạng lỏng. Do sức nóng từ trong nhân, kim
loại sẽ chảy tràn lên bề mặt nhân, nguội đi và lại chìm xuống phía
dưới. Đồng thời nó chảy theo đường xoắn ốc do trái đất quay. Sự chuyển
động của sắt có khả năng dẫn điện sẽ làm xuất hiện một nguồn điện,
tương tự như một máy phát điện khổng lồ. Và khi có dòng điện chảy thì
sẽ xuất hiện từ trường.
Hình dạng của từ trường cũng giống như từ trường
của một thỏi nam châm. Từ trường đi ra từ bán cầu nam và đi vào phía
bán cầu bắc của trái đất. Hai nơi này được gọi là cực từ. Nó không
trùng với cực nam và cực bắc địa lý mà cách nhau vài trăm cây số.
[You must be registered and logged in to see this image.]Từ
trường vươn ra ngoài vũ trụ hơn 60.000 km. Nó tạo thành một cái vỏ bảo
vệ chung quanh trái đất. Sự bảo vệ này là cần thiết vì mặt trời không
ngừng phát ra các hạt tích điện, còn được gọi là gió mặt trời. Từ
trường cản gió mặt trời và dẫn nó đi vòng qua trái đất. Từ trường bị
biến dạng bởi gió mặt trời, hướng phía mặt trời bị nén lại, còn hướng
kia thì xuất hiện một cái đuôi dài, có thể vươn vào vũ trụ đến 250.000
km.
Tại sao từ trường trái đất lại giảm?
Nguyên nhân từ trường giảm nằm ở trong lòng trái
đất. Ở đó kim loại chảy lỏng xoay vòng quanh nhân ngoài. Bằng chuyển
động cắt ngang từ trường nó tạo ra một dòng điện, dòng điện đó cũng tạo
ra một từ trường nữa. Giả sử như hướng chuyển động đó giữ nguyên thì từ
trường trước đó vẫn nguyên vẹn. Nhưng do đường chuyển động của nó
thường xuyên thay đổi, từ trường được tạo ra cũng thay đổi và làm giảm
bớt đi từ trường có trước.
Kết quả là trái đất đổi cực?
Cứ khoảng 1 triệu năm thì cực từ của trái đất thay
đổi. Theo sự phỏng đoán của các nhà vật lý trái đất thì khi thay đổi
cực, từ trường của trái đất không ổn định và phân ra làm nhiều từ
trường nhỏ, bao bọc lấy trái đất khắp mọi hướng. Sau đó thì từ trường
sẽ ổn định trở lại nhưng theo hướng ngược lại. Điều đó có nghĩa là
đường đi của từ trường sẽ không phải là từ Nam đến Bắc mà từ Bắc đến
Nam.
Từ trường trái đất - nguyên nhân của các hiện tượng tự nhiên
Không chỉ có các nhà vật lý mới bận tâm đến từ
trường của trái đất. Thực tế thì từ trường cũng đóng một vai trò quan
trọng trong thế giới động vật. Không có nó thì các loài chim di cư sẽ
mất phương hướng. Nhà động vật học, giáo sư Wolfgang Wiltschko, người
nghiên cứu hơn 35 năm qua về giác quan cảm nhận từ trường của chim di
cư, đã chứng minh được điều đó bằng một thử nghiệm thông minh: trong
một cái phễu lớn không có khả năng định hướng, Wiltschko đã nhốt một
con chim hồng tước và để nó tìm hướng bay. Cũng như các loài chim di cư
khác thường thay đổi hướng bay theo mùa. Mùa thu chúng bay về vùng ấm
áp hơn ở phương Nam, trong tháng tư chúng lại bay trở về phương Bắc.
Trong cuộc thử nghiệm, con hồng tước vẫn định hướng được rõ ràng về
phương Bắc mà không có sự chỉ đường của thiên nhiên như vị trí mặt trời
hay các vùng núi. Nếu cực từ tiếp tục dịch chuyển với tốc độ nhanh, thì
điều này sẽ là một vấn đề nghiêm trọng đối với các loài chim di cư
trong tương lai.
Cực quang là gì?
Một hiện tượng vô hại khác nhưng rất ấn tượng: mặt
trời luôn phóng vào vũ trụ một khối lượng khổng lồ các hạt mang năng
lượng, kể cả hướng trái đất. Nhưng trái đất đã may mắn được từ trường
bảo vệ, ngoại trừ ở cực Bắc và cực Nam. Nơi đó thì tấm chắn bảo vệ có
thể bị xuyên qua được. Ở đây các hạt năng lượng cao của gió mặt trời có
thể xâm nhập vào vùng khí quyển trên cùng và làm nó phát sáng. Những
dải, vòng cung hoặc băng ánh sáng xuất hiện trên trời, đó là cực quang.
Thỉnh thoảng cực quang có thể được nhìn thấy ở
miền Bắc nước Đức. Thông thường hơn người ta có thể quan sát cực quang
ở vùng cao phía Bắc như Alaska, Canada hay Bắc Scandinavia