Dünyanın Manyetik Alanı Tersine Dönecek mi?

 

Dünyanın-manyetik-alanı-tersine-dönecek-miDünya’nın manyetik alanı son zamanlarda hızla zayıflıyor ve gücünü yitiriyor. Peki manyetik kutuplar tersine dönecek mi? Pusulalar kuzey kutbu yerine, artık güneyi mi gösterecek? Bizi güneş rüzgarı ve kozmik ışınların yol açtığı ölümcül radyasyondan koruyan manyetik alan yok olursa soluduğumuz atmosfer de yok olacak mı? Yaşamın tehlikede olup olmadığını yeni bilimsel verilerle görelim.

Dünya’nın doğal kalkanı

Uzay Gemisi Dünya’nın tıpkı Yıldız Gemisi Atılgan gibi koruyucu kalkanı, gerçek bir güç alanı var ve buna Yer’in manyetik alanı diyoruz. Gezegenin erimiş demir-nikel dış çekirdeği ile katı demir-nikel iç çekirdeğinin birbirine sürtünmesi ve ısıyla etkileşmesiyle üretilen manyetik alan çizgileri kutuplardan uzaya yükseliyor.

Güney ve kuzey kutbundan dağınık saç telleri gibi çıkan manyetik alan çizgileri, yine kutuplarda birleşerek Yeryüzünü soğan kabuğu gibi saran çok katmanlı bir güç alanı oluşturuyor. Peki Yeryüzünü uzaydan kuşatan iki kutuplu dev bir mıknatıs gibi davranan manyetik alan, bizi uzaydan gelen ölümcül radyasyondan nasıl koruyor?

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

Dünya’nın manyetik alanını oluşturan güç çizgileri, güneş rüzgarı karşısında çok katmanlı soğan kabuğu gibi tek tek soyularak bizi zararlı radyasyondan koruyor.

 

Mıknatıslı Dünya

Yer’in manyetik alanı yüklü parçacıkları elektromanyetik kuvvetle etkiliyor. Elektronlar ve hidrojen çekirdekleri gibi enerjik parçacıkların yolunu büken güç çizgileri, bunları otobandaki bir araç gibi adeta kendi şeridinde gitmeye zorluyor. Böylece kozmik radyasyonun atmosfere çarparak zarar vermesini ve yeryüzüne ulaşarak insan DNA’sında kanserojen mutasyonlara yol açmasını önlüyor.

Bu da iyi bir şey; çünkü Güneş’ten ve uzayın derinliklerinden gelen yüksek hızlı parçacıklar Dünyamızı her saniye bombalıyor. Koruyucu manyetik alan bunların büyük kısmını saptırarak uzaklaştırıyor ve uzaya geri yansıtıyor; ancak Güneş Sistemi’ndeki diğer gezegenler o kadar şanslı değil:

Örneğin, Mars’ın soğuyarak katılaşmış olan küçük çekirdeği, son 4 milyar yıldır gezegenin atmosferini koruyacak manyetik alanı üretemiyor. Bu nedenle güneş rüzgarı Mars atmosferini radyasyonla parçalayarak çoktan uzaya savurmuş ve tüketmiş bulunuyor. Gerçi Dünya’nın yerçekimi Mars’tan güçlü ve dolayısıyla atmosfer tutma kabiliyeti daha yüksek.

Ancak, aynı zamanda Güneş’e Mars’tan ortalama 220 milyon km daha yakınız ve bu da daha yoğun radyasyona maruz kalmamıza neden oluyor. Öyle ki Yer’in manyetik alanı olmasaydı atmosfer 4 milyar yılda büyük ölçüde incelirdi. Bu da bildiğimiz anlamında yaşamın oluşması ve yayılmasını engellerdi. Üstelik bilimsel veriler manyetik alanın gittikçe zayıfladığını ve belki de ters dönmek üzere olduğunu gösteriyor. Manyetik alan ters dönerse bize ne olacak?

İlgili yazı: Gezegenler Güneş Çevresinde Nasıl Dönüyor?

Dünyanın-manyetik-alanı-tersine-dönecek-mi

Büyütmek için tıklayın.

 

Manyetik alan gittikçe güneye kayıyor

Dünya manyetik alanını kaybederse ne olur? Ölümcül kozmik ışınlar ve güneş rüzgarı yeryüzündeki yaşamın yok olmasına yol açar mı? Doğrusu bu sorunun kesin cevabını bulmak üzeriyiz. Yer’in manyetik alanı son zamanlarda hızla zayıflıyor ve bu da manyetik kutupların ters dönecek olmasına işaret ediyor olabilir. Bu ne demek derseniz; pusuluların günümüzde kuzeyi gösterdiğine dikkat edin.

Manyetik alan ters dönerse pusulalar güneyi gösterecek. Ancak, bu kuantum fiziğine tabi bir güç alanı olduğu için manyetik kuzey kutbu, İzmir’den İstanbul’a giden bir otomobil gibi yavaş yavaş yer değiştirmeyecek. Bunun yerine kuzey kutbundaki manyetik düğüm gittikçe zayıflayacak ve tıpkı bir elektronun spin yönünü değiştirmesi gibi aniden ters dönecek.

Fizikçiler manyetik kutupların ters dönmesine yermanyetik tersinme diyorlar ki bu süreçte Yer’in manyetik alanı kısa bir süre için ortadan kalkabilir. Kısa süre derken de Dünya’ya göre çok kısa süre… Yoksa bizler binlerce yıl boyunca radyasyona karşı korumasız kalacağız. Bu da sağlık sorunlarına yol açmadan evvel, yeryüzündeki bütün elektronik cihazları yakarak uygarlığın çökmesine neden olabilir. Manyetik alanı olmayan bir dünya için yepyeni teknolojiler geliştirmemiz gerekecek.

Peki manyetik alanın zayıfladığını nereden biliyoruz derseniz ölçtük de ondan! Zaten Dünya’nın coğrafi ve manyetik kutupları örtüşmüyor. Örneğin, manyetik kuzey kutbu şimdilik Kanada’nın altında kalıyor; ama yılda 60 km hızla güneybatıya kayarak Rusya’nın altına yaklaşıyor. Peki bu kaymanın manyetik alanın tersine döneceğini gösterdiğinden nasıl emin oluyoruz? Yine aynı cevabı vereceğim: Gördük de ondan.

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

Pusulular kuzeyi gösteriyor; çünkü halk arasında bilinen tabiriyle manyetik kuzey, coğrafi kuzey yönünde yer alıyor.

 

Yer’in manyetik alanı defalarca ters döndü

Yerkabuğundaki manyetik metalleri analiz eden yerbilimciler, manyetik alanın geçmişte defalarca ters döndüğünü ortaya çıkardılar. Nitekim Dünya’nın manyetik alanı son 84 milyon yılda 183 kez ters döndü. Bunun izlerini de yerkabuğundaki demir gibi ferromanyetik metaller katmanlarında bıraktı.

Ferromanyetik ve ferrimanyetik metaller, Dünya’nın manyetik kuzey-güney kutupları arasındaki güç çizgilerinin akış yönünde hizalanıyor. Böylece manyetik kutup kuzeyde iken oluşan maden yatakları kuzeyi ve güneyde iken oluşan yataklar da güneyi gösteriyor (buna mıknatıslanma diyoruz).

Kısacası bu metallerin kendi iç pusulası bulunuyor. Siz de bu hizalanmanın nasıl gerçekleştiğini görmek için bir kağıda demir tozu döküp mıknatıs tutabilir ve toz parçacıklarının görünmez manyetik alan çizgileri üzerinde nasıl dizildiğini bakabilirsiniz. Peki Yer’in manyetik alanı demiri ve diğer ferromanyetik metalleri nasıl mıknatıslıyor?

İlgili yazı: Evrenin En Büyük Yıldızı UY Scuti mi?

Dünyanın-manyetik-alanı-tersine-dönecek-mi

Dünya’nın manyetik alanını sıvı dış çekirdek üretiyor.

 

Yer’in manyetik alanı iki kutupludur

Öyle ki manyetik kuzey kutbundan yeraltına dalarak dış çekirdeğe ulaşan güç çizgileri, manyetik güney kutbundan yüzeye çıkarak tekrar kuzey kutbuna akıyor. Elektronları da bu akış yönünde taşıyor. Dünya’nın manyetik alanı ters döndüğünde enerji akışı da ters dönüyor.

Ancak, manyetik alanımızın iki kutuplu olmasının nedeni bizzat elektromanyetik kuvvetten etkilenen ve elektrik akımını oluşturan elektron parçacıklarının birer mikroskobik mıknatıs olmasıdır. Öyle ki elektronların da kendi çevresindeki dönme eksenine göre kuzey ve güney manyetik kutupları vardır.

Ben de solak evren yazısında evrenimizdeki bütün elektronların sol elli olduğunu, yani uzaydaki hareket yönüne göre (vektör) hep soldan sağa döndüklerini söylemiştim. İşte elektronların ve Dünya’nın manyetik kuzey kutbu da soldan sağa dönüşe göre kuzeyde kalan noktadır.

Bunu bildiğimize göre Dünya’nın kutuplarının nasıl ters döndüğünü anlamak da kolay. Dış çekirdeği oluşturan elektronların büyük kısmı baş aşağı olduğu zaman manyetik kutuplar da ters dönüyor; çünkü elektronlar hangi yöne bakarsa baksın hep soldan sağa dönmek istiyor!

İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?

Dünyanın-manyetik-alanı-tersine-dönecek-mi

Dünya’nın çekirdeğinden Yeryüzüne ve uzaya yükselen manyetik alan güç çizgileri.

 

Demir atomlarının mıknatıslanması

Madem ki bütün elektronlar iki kutuplu birer minyatür mıknatıstır; öyleyse bir demir çubuk alarak görünmez bir çizgiyle çubuğu ikiye böler ve bir tarafındaki elektronların normal olarak dönmesini, diğer taraftaki elektronların da baş aşağı dönmesini sağlarsınız o demir çubuğu iki kutuplu standart bir düz mıknatısa (doğrusal mıknatısa) dönüştürmüş olursunuz.

Sonuçta manyetik kuzey kutbu olan elektronların büyük kısmı çubuğun sağında ve manyetik kutbu ters yönde (güneyde) olan elektronların büyük kısmı da çubuğun solunda dizilirse bu iki grubun eşyönlü manyetik alanları üst üste binerek birbirini güçlendirir. Böylelikle de demiri kendine çeken iki kutuplu bildiğimiz mıknatıs oluşur (elektronların polarize olması, kutuplanması).

Dilerseniz bu iki paragrafı sindirerek tekrar okuyun. Az önce size mıknatısların nasıl üretildiğini anlattım. Özetle bir metaldeki atomların çevresinde dönen dış elektronların yaklaşık yarısının manyetik kuzeye ve diğer yarısının da manyetik güneye bakacak şekilde dönmesine mıknatıslanma veya manyetikleşme diyoruz ki isim hali manyetizmadır.

Ferromanyetik metalleri mıknatıslamanın ise iki yolu vardır: manyetik mıknatıslama ve elektriksel mıknatıslama. Sonuçta elektronlar elektromanyetik kuvvetten etkilenirler ve bu fizik kuvvetinin de elektrik yükü ile manyetik alandan oluşan iki temel özelliği vardır. Siz de elektronları elektrik alanı veya manyetik alanla dizebilirsiniz. Öyle ki dış çekirdeği oluşturan sıvı demir önce dinamo etkisiyle ürettiği elektrik alanı ile manyetize oluyor. Ardından demir yataklarını manyetize ediyor.

İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem

Dünyanın-manyetik-alanı-tersine-dönecek-mi

Bütün elektronlar iki manyetik kutbu olan doğal birer mikroskobik mıknatıstır.

 

Dünya’nın manyetik alan kaydı

Peki biz Dünya’nın manyetik alanının tersine döndüğü zamanları işaretleyen manyetik kaydı yerkabuğundaki demir yataklarından nasıl okuyoruz derseniz bunu yukarıdaki sürece benzer şekilde yapıyoruz. Nitekim iki tür mıknatıslama var ve bunlara geçici ile kalıcı mıknatıslama diyoruz ki adından da belli oluyor: Kalıcı mıknatıslama ferromanyetik metalleri mıknatıs haline getiriyor.

Özetle ferromanyetik metaller mıknatıslanabilen metallerdir; ama bütün elementlerin dış elektronları manyetize edilemez. Ancak, yerkabuğunun manyetik kaydını nasıl okuduğumuz görmek için bir detayı da bilmemiz gerekiyor. O da ferromanyetik ile ferrimanyetik arasındaki farktır:

Bazen yerkabuğundaki demir atomlarının elektronları iki manyetik kutup ve dolayısıyla doğal mıknatıs oluşturacak şekilde ayrışıp dizilmez. Bu atomlar iç içe geçmiş olarak farklı yönlerde dizilebilirler ve bu karışık diziliş de mıknatısa dönüşmelerini engeller. İyi ki de engeller! Yoksa yerkabuğu kendi manyetik alanını oluşturur ve yolda yürürken bile bütün kredi kartlarımızı silerdi. 🙂

Kısacası Dünya’daki metal yataklarının büyük kısmı ferrimanyetik haldedir; ancak bunların elektronları genel olarak ya manyetik kuzeye ya da güneye bakar. Biz de toprak altındaki ferrimanyetik metal katmanlarının manyetik güneye baktığı dönemleri tespit ederek o zamanlarda Dünya’nın manyetik alanının ters dönmüş olduğunu söyleriz.

Manyetik kayıt ve kıtaların kayması

Bu konudaki en büyük yardımcımız ise kıtaların kayması ve birbiriyle çarpışarak yüksek dağları oluşturmasıdır. Bu dağlar normalde ulaşamayacağımız derinlikteki metalleri yeryüzüne çıkarır. Nitekim Dünya’nın manyetik alanının 84 milyon yılda 183 kez ters döndüğünü de bu şekilde ortaya çıkardık kiher 500 bin yılda bir kez ters döndüğünü ve pusulaların güneyi gösterdiğini görüyoruz.

İlgili yazı: Neden Işıktan Hızlı Gidemeyiz?

Dünyanın-manyetik-alanı-tersine-dönecek-mi

Elektronlarını iki ayrı kutup halinde dizebildiğiniz bütün metallere ferromanyetik metaller denir. Büyütmek için tıklayın.

 

En son 700 bin yıl önce ters döndü

Dünya’nın manyetik alanı son olarak 700 bin yıl önce ters döndü. Biz de son dönemlerde zayıflaması ve hızla Rusya’ya doğru kaymasından yola çıkarak manyetik alanın ters dönmesi yakındır diyebiliriz. Ne de olsa ortalama ters dönme süresini 200 bin yıl geçmişiz ama böyle dersek de yanılmış oluruz; çünkü manyetik alanın ters dönmesi periyodik değil, rastgele gelişen bir olaydır.

Öyle ki bugünkü ters dönme olasılığı ile 500 bin yıl önce ters dönme ihtimali istatistiksel olarak aynıdır. Öyleyse neden telaş ediyoruz? Bunun sebebi manyetik alanın hızla değişiyor olmasıdır. Dünyanın manyetik alanı son zamanlarda hızla Rusya’ya kayıyor ve bu da ters dönmek üzere olduğunu gösteriyor olabilir. Peki manyetik alanın ters dönme olasılığı nedir?

Bunu görmek için Dünya’nın manyetik alanının nasıl oluştuğuna bakmamız lazım. Yukarıda genel olarak mıknatısların nasıl oluştuğunu gördük; ama Dünya’nın manyetik alanı, yerkabuğundaki metallerin mıknatıslanmasından çok daha farklı bir şekilde oluşuyor.

Manyetik alanı gezegenin dış çekirdeği oluşturuyor; ancak buna geçmeden önce bir noktaya daha dikkat etmemiz gerekiyor: Metal sıcaklığına… Mıknatıslanma elektronların dizilişine bağlıdır dedik; ama demiri ısıtıp eritirseniz atomların dizilişini bozarak manyetizmayı sıfırlarsınız. Bu durumda Dünya’nın sıcak çekirdeği nasıl manyetik alan üretiyor?

Dinamo etkisi ile

Sıvı dış çekirdek yüzde 80 oranında erimiş demirden oluşuyor. Katı iç çekirdek de aynı oranda demir içeriyor; ama iç çekirdek dev bir mıknatıs değil. Bu sebeple büyük ölçüde manyetize olmuş da değil. Öyleyse Dünya’nın manyetik alanı nereden geliyor? Dünya’nın manyetik alanını katı iç çekirdeğin çevresinde dönen sıvı dış çekirdek dinamo etkisiyle üretiyor. Şimdi dinamo etkisini görelim:

İlgili yazı: Evren Bir Simülasyon mu?

 

Arzın merkezine seyahat

Dünya’nın çekirdeğine doğru uzun ve derin bir yolculuğa çıkmaya hazır mısınız? Merak etmeyin, yol uzun ve bunun için yerin 6000 km altına inmemiz gerekecek; ama anlatması çok daha kısa sürecek:

Dünya’nın iç içe geçmiş olan iki çekirdeği var ve sıvı dış çekirdek 2890 km derinde başlayarak 2400 km derine iniyor. Katı dış çekirdek ise 5290 km derinde başlayarak 1220 km derine, yani Yer’in merkezine ulaşıyor. Özetle dış çekirdek iç çekirdeği kalın ve yuvarlak bir kabuk gibi sarıyor.

5430 santigratla neredeyse 5505 derecelik Güneş yüzeyi kadar sıcak olan iç çekirdek, gezegenin yüzde 20’si ve uydumuz Ay’ın yüzde 70’i büyüklüğünde olup kütlesi de Dünya’nın 1/60’na eşittir. Yoğunluğu 13 gram/cm3 ve basıncı da deniz seviyesinin 3,3 ila 3,6 milyon katıdır. Dış çekirdeğin sıcaklığı ise iç kesimlerde 3730–7730 dereceye ulaşır.

Dış çekirdeğin iç çekirdek kadar sıcak olmadığı halde sıvılaşmasının sebebi ise düşük basınçtır. Elbette ki dış çekirdeğin basıncı bizi ezip parçalamaya yeter. Öte yandan, iç çekirdeğin maruz kaldığı basınç o kadar yüksek ki 2440 km çapındaki bu dev demir-nikel topunun erimesine engel oluyor. Peki bu neden Dünya’nın manyetik alanı için iyi bir şey derseniz:

İlgili yazı: Dünyanın Derinliklerinde Yeraltı Okyanusu Bulundu

Dünya gezegeni dev bir elektromıknatıstır ve dinamo etkisiyle manyetik alan üretir. Resimde normal çubuk mıknatıslar.

 

Manyetik alanı dengelediği için

Evet, sıvı dış çekirdek katı iç çekirdeğin çevresinde dönerek dinamo etkisi yaratıyor ve böylece Dünya’nın manyetik alanını üretiyor. Oysa çekirdek tümüyle erimiş olsaydı çok dengesiz ve girdaplı bir şekilde dönecekti. Bu da kutupları sürekli yer değiştiren çok kararsız bir manyetik alan üretecekti. Dolayısıyla yeryüzündeki canlıları kozmik ışınlardan korumakta yetersiz kalacaktı.

Nitekim son araştırmalar iç çekirdeğin son 600 milyon yılda katılaştığını, en azından bugünkü büyüklüğüne bu süre içinde eriştiğini gösteriyor. Bu durumda canlıları kozmik radyasyondan koruyan manyetik alanımız da son 600 milyon yılda yerine oturmuş olabilir.

Öyle ki Güneş’in zararlı morötesi ışınlarını kesen ozon tabakasının 2 milyar yıl önce oluşmasına ek olarak hayvanlar, bitkiler ve balıklar gibi karmaşık canlıların son 500 milyon yılda ortaya çıkmasının bir nedeni de manyetik alanın dengelenmesi olabilir. Peki manyetik alanı yaratan dinamo etkisi nedir?

Dünya bir dinamodur

Bir demir çubuğu alıp tıpkı rüzgar türbinlerinde olduğu gibi, silindir şekilli bobinlerin içinde döndürürseniz (yani demiri elektromıknatısların ürettiği sabit manyetik alan içinde döndürürseniz) elektrik üretirsiniz. Tabii bunun tersi de geçerlidir. Bir mıknatısı sabit elektrik alanı içinde çevirirseniz bu kez de manyetik alan üretirsiniz. Dünya’nın sıvı çekirdeği bu şekilde manyetik alan oluşturuyor.

İlgili yazı: Bilim İnsanları DNA Üzerine Veri Depoladı

Dünya’nın elektrik alanı yatay ve manyetik alanı dikeydir. İşte size manyetik alanın güç çizgileri ve kutupları.

 

Yer’in manyetik alanı ve dinamo etkisi

Oysa dış çekirdek standart bir türbinden çok daha karmaşık bir şekilde manyetik alan üretiyor. Sonuçta burada basit bir rüzgar gülünden değil, Dünya gezegeninden söz ediyoruz. Ben de manyetik alan oluşumunu daha iyi anlamamız için bunu bir otomobil motoruna benzeteceğim. Tıpkı motorun çalışma düzenini açıklar gibi manyetik alan üretimini de aşama aşama anlatacağım:

Öncelikle her motorun bir başlatma mekanizması vardır. Örneğin, benzinli motorlarda çalışma döngüsünü başlatmak için bujiyle elektrik vererek yakıtı ateşlersiniz. Tesla elektrikli otomobil motorları da pilden gelen enerjiyle çalışır. Peki dış çekirdek manyetik alanı üretmek için gereken enerjiyi nereden sağlıyor? Dünya’nın oluşumundan kalan zayıf manyetik alandan:

İlgili yazı: Çifte Sarmal DNA Neden Sağ Elli?

Dünyanın-manyetik-alanı-tersine-dönecek-mi

Dünya’nın manyetik alanı güneş rüzgarındaki zararlı parçacıkları kutuplara yönlendirir. Saptıramadığı parçacıklar kutuplardan gezegenin içine batar. Bunları Finlandiya gibi ülkelerde aurora (kutup ışıkları) olarak izleriz.

 

Manyetik motorun ana elemanları

Gezegenimiz cüce gezegenler, mini gezegenler, dev asteroitler ve hatta Theia adlı Mars büyüklüğündeki bir gezegenimsinin 4,48 milyar yıl önce eski Dünya’ya çarpmasıyla oluştu. Bütün bu şiddetli çarpışmalar gezegenin iç ısısını yükseltti. Ayrıca Dünyamız Güneş Sistemi’ni meydana getirecek gezegen öncesi diskte (dönerken tabak gibi düzleşmiş olan gaz ve toz bulutu) ortaya çıktı.

Bütün bunlar ne demek derseniz: Dinamo etkisi için hareketli parçalara ve başlangıç enerjisine ihtiyacımız var dedik. A) Hareketli parça dış çekirdektir ve dış çekirdeğin dönmesini gezegen öncesi diske borçluyuz. Bu disk saatin ters yönünde dönüyordu.

Dünyamız da öteden beri saatin ters yönünde dönüyor. Gerçi dış çekirdek Dünya’ya ters yönde, yani saat yönünde dönüyor (buna geri geleceğim); ama sonuç olarak dış çekirdek Dünya’nın kendi çevresinde dönmesi yüzünden dönüyor.  Bu da dinamonun hareketli parçasını üretiyor.

  1. B) Başlangıç enerjisi ısı enerjisidir. Sonuçta dünyamız gökcisimlerinin çarpışıp birleşmesiyle oluştu. Bütün bu süreçte yüksek ısı oluştu. Yerkabuğu kısa sürede soğuyup katılaştı; ama Dünya’nın iç kesimleri izole olduğu için fazla soğumadan bugüne kadar geldi. Özetle A ve B faktörleri Dünya’nın dinamosunu oluşturdu. Peki bu dinamo ile Yer’in manyetik alanını nasıl üretiriz?

İlgili yazı: Adımda Hayvanlar Ne Kadar Zeki?

Kutup ışıkları.

 

Yer’in manyetik alanı nasıl oluşuyor

Önce dinamonun nasıl çalıştığını özetleyelim. Sonra bir otomobilin motorunun çalışma aşamaları gibi parça parça anlatırız:

  • Dünya’nın gezegenin oluşumundan kalan zayıf bir manyetik alanı var.
  • Dış çekirdek iç çekirdek çevresinde dönerken güçlü bir elektrik alanı üretiyor (dinamo etkisi)
  • Bu elektrik alanı Dünya’nın orijinal zayıf manyetik alanı üzerinde dönerek daha güçlü bir manyetik alan oluşturuyor.
  • İki manyetik alanın birleşmesiyle ikisinin toplamından çok daha güçlü olan global manyetik alan ortaya çıkıyor. Peki orijinal manyetik alan nasıl oluştu?

Burada 3 faktör var:

  • Dünya gezegeni 4,54 milyar yıl önce oluşurken Güneş’in güçlü manyetik alanı gezegendeki ferromanyetik metalleri manyetize etti.
  • Dünya kendi çevresinde dönüp katılaşırken bu manyetik alan gezegeni sarıp kalıcı oldu.
  • 4,48 milyar yıldan daha önce Dünya’ya çarpan Mars büyüklüğündeki Theia gezegeni Yeryüzü’nü tekrar eritti, ısıttı ve kendi çevresinde daha hızlı dönmesine yol açtı. Böylece orijinal manyetik alanı pekiştirerek dönme etkisiyle bütün gezegeni eşit sarmasını ve günümüze kadar silinmeden kalmasını sağladı.

İlgili yazı: Fizikçiler Paralel Dünyalar Deneyi Yapacak

Pusuluları aslında yanlış adlandırıyoruz. Manyetik kuzey aslında manyetik güneydir!

 

Yer’in manyetik alanı ve dış çekirdek

Dış çekirdeğin dinamo etkisiyle dönmesini sağlayan temel neden, Dünya’nın iç kesimlerinin bugün de çok sıcak olmasıdır. Peki neden? Sonuçta Dünya çekirdeğinin 4,5 milyar yılda çoktan soğuyarak katılaşması gerekirdi. Bu faktörleri de sıralayalım:

  • Dünya cüce gezegenler, mini gezegenler, asteroitler ile kuyrukluyıldızların çarpışıp birleşmesiyle oluştu. Bu çarpışmalar da yüksek ısı ürettiği için Yeryüzü başından beri sıcaktı.
  • Theia çarpışması Dünya’nın kütlesini ve dolayısıyla enerjisini artırdı. Aynı zamanda gezegenin kendi çevresinde daha hızlı dönmesini sağladı. Bu da Dünya 2.0’ın daha sıcak olmasını sağladı.
  • Theia’nın çekirdeği Dünya çekirdeğiyle birleşerek daha büyük ve ağır bir çekirdek üretti. Bu süreçte gezegenimizdeki radyoaktif elementlerin miktarını artırdı. Radyoaktif elementler de bozunurken daha çok ısı üretti ve üretmeye devam ediyor.
  • Dünya’nın iri cüsseli bir gezegen olması soğumasını ayrıca geciktiriyor; çünkü büyük ve ağır cisimlerin iç kısımları çevreden daha kolay izole olur. Bu da iri cisimlerin iç sıcaklığını korumasını kolaylaştırır. 30 metre boy ile 50-150 tona erişen mavi balinalar işte bu kadar iri oldukları için derin deniz sularında üşümeden yüzerler.
  • Dinamo etkisi Dünya’nın orijinal manyetik alanını güçlendirdi; ama yeterince güçlü bir manyetik alan üretmesi için ek bir ısı kaynağı daha kullanıyor. O da dış çekirdek ve iç çekirdek sınırında görülen sürtünme etkisi ve türbülanstır. Dünya’nın manyetik alanının ters dönmesi açısından buna aşağıda geri geleceğim.

İlgili yazı: Neuralink İnsan Beyni ve Bilgisayarları Birleştirecek

Manyetik alan olmasaydı Dünya’da böyle güzel ve karmaşık hayat gelişmezdi.

 

Kısacası Dünya bir atom pilidir

Evet, Çernobil nükleer kazası, radyoaktif atıklar ve olası bir nükleer savaşta ortaya çıkacak radyasyon yüzünden nükleer enerjinin çevreyi kirlettiğini düşünebilirsiniz. Haklısınız; ama buna rağmen Dünyamız dev bir radyoizotop termoelektrik güç jeneratörü ve elektromıknatıstır.

Özetle Dünya’nın bugün Güneş’ten 22 milyar km uzakta olan Voyager 1 sondasını çalıştıran uzun ömürlü atom pillerinden (RTG) hiçbir farkı yoktur. Peki bu nasıl olabilir? Aslında basit: Radyoaktif elementler bozunurken ısı üretiyor. Bu da Dünya’nın orijinal ısısını artırarak dış çekirdeği eritiyor (radyoizotop termik güç santrali).

Sıvı dış çekirdek hem yüksek ısı nedeniyle, hem Dünya’nın kendi çevresinde dönmesi nedeniyle iç çekirdek çevresinde dönüyor. Böylece önce güçlü bir elektrik alanı (termoelektrik motor/dinamo) sonra da daha güçlü bir manyetik alan üretiyor (elektromıknatıs).

İlgili yazı: Kozmik Tohumlama: Yaşam Uzaydan mı Geldi?

Ferrimanyetik metallerde elektronlar sıra sıra dikey diziler halinde bir kuzeyi, bir güneyi gösterir. bu metalin mıknatıslanmasını önler. Ancak, yeraltındaki demir yataklarının manyetik alanın ne zaman ters döndüğünü gösteren manyetik izler taşımasını sağlar.

 

Yer’in manyetik alanı ne kadar güçlü?

Manyetik alanımızın şiddeti yeryüzünde 25 ila 65 mikrotesladır (0,25−0,65 gauss). Oysa bu buzdağının görünen yüzü: Dış çekirdeğin üzerinde ise manyetik alan şiddeti 50 kat artarak 25 gauss’a erişiyor. Peki Dünya’nın manyetik alanı neden tersine dönüyor? Bunu anlamak için önce dış çekirdeğin neden ters yönde döndüğüne bakalım:

Dış çekirdeğin ürettiği elektrik alanı bir elektrik motoru gibi çalışarak iç çekirdeğin Dünya yönündeki dönüş hızını artırıyor. Böylece iç çekirdek Dünya ile aynı yönde ama biraz daha hızlı dönüyor. Öte yandan Newton’ın etki-tepki yasası gereği; aynı elektrik alanı, dinamo olarak çalışan dış çekirdeği ters yönde itiyor ve Dünya’nın ters yönünde dönmesine neden oluyor.

Ancak, Dünya’nın oluşumundan kalan dış çekirdek aslında Dünya ile aynı yönde dönmek istiyor. Özellikle de Dünya’nın dönme hızı Theia çarpışmasıyla artmış olduğu için (aradan geçen zamanda yavaşlamasına rağmen) dış çekirdek ters yönde dönmeye direniyor. Bu nedenle ve elektrik alanının zorlamasıyla Dünya’ya ters yönde, ama Dünya’dan daha yavaş dönüyor.

Sonuç olarak iç ve dış çekirdeğin ters yönlerde farklı hızda dönmesi sıvı dış çekirdekte türbülans yaratarak manyetik alanın dengesizleşmesine yol açıyor. Öyleyse manyetik alanın ortalama her 500 bin yılda ters dönmesinin nedeni bu alanın biraz kararsız olmasıdır. Ancak, dış çekirdeğin çalkantılı bir şekilde dönmesine yol açarak manyetik alanı kararsızlaştıran başka faktörler de var. Nedir bunlar?

İlgili yazı: 6 Adımda Osiris-Rex Sondası Bennu’da Ne Buldu?

Dünyanın-manyetik-alanı-tersine-dönecek-mi

Uzay istasyonundan bakınca kutup ışıkları.

 

Pütürlü ve türbülanslı çekirdekler

Öncelikle iç çekirdek sanıldığı kadar pürüzsüz dev bir demir-nikel topu değil, pütürlü ve cüruflu bir küredir. Pütürlü olmasının sebebi ise basitçe katı metalden değil, kristalize metalden oluşmasıdır.

Sonuçta iç çekirdek eriyecek kadar sıcak; ama Dünya’nın merkezindeki yüksek basınç nedeniyle eriyemiyor. Ayrıca dış çekirdeğin son 600 milyon yılda katılaşmasıyla ortaya çıkmış bulunuyor. Bu da kristalize olarak parça parça katılaşmasına yol açıyor.

İç çekirdeğin pütürlü ve engebeli yüzeyi, çevresinde dönen dış çekirdeğin de sürtünme etkisiyle çalkalanmasına yol açıyor. Sürtünme ek ısı üretiyor ve bu da çalkalanmayı artıyor. Dahası, dış çekirdeğin iç çekirdekle temas eden alt yüzünün bazı noktalarda daha sıcak olmasına neden oluyor.

Sonuçta dış çekirdeğin iç yüzündeki sıcaklık farkları türbülansı iyice artırıyor. Böylece sadece iç çekirdeğin parça parça katılaşarak pürüzlü olmasına sebep olmuyor. Aynı zamanda bazı yerlerinin kısmen eriyerek tekrar tekrar katılaşmasına yol açıyor. Bu da dış çekirdeğin girdaplar oluşturarak daha fazla çalkalanmasını sağlıyor. Bir pozitif geri besleme mekanizması oluşuyor ki bu da çok iyi bir şey:

İlgili yazı: Mars’ta Bulunan Metan Gazı Hayat İzi mi?

Dünyanın-manyetik-alanı-tersine-dönecek-mi

Dış çekirdekten mantoya yükselen sıvı demir hortumları Dünya’nın manyetik alanını güçlendiriyor. Kıtaların kayması ve volkanik hareketlerle birlikte gezegene hayat veren ısıyı taşıyor.

 

Yerin manyetik alanı ve demir hortumları

Yukarıda Dünya’nın iç çekirdeğinin son 600 milyon yılda katılaşmasının manyetik alanı stabilize ederek güçlendirdiğini ve böylece balıklar, sürüngenler, ağaçlar gibi kompleks canlıların ortaya çıkmasını kolaylaştırdığını söylemiştim.

İşte bu süreç bir yandan dış çekirdekte türbülansı artırarak Dünya’nın manyetik alanının dengesizleşmesine yol açarken, diğer yandan da manyetik alanın güçlenmesi için gerekli dengeyi sağlayan katı iç çekirdeğin oluşmasına yardım ediyor! 😮 Nasıl oluyor derseniz; bilgelik yolundaki insanların kumsalda üst üste dizdikleri taşlar gibi bir denge durumu söz konusu.

Bir yandan manyetik alanı dengeleyip güçlendirecek bir katı iç çekirdek isterseniz. Öte yandan, çekirdeğin tümüyle soğuyup katılaşarak manyetik alan üretimini durdurmasını istemezsiniz. Peki ikisini birden nasıl yapacaksınız? Denge ile:

  • Dış çekirdek çalkalanarak dönüyor. Bu nedenle parça parça katılaşıyor.
  • Pütürlü iç çekirdek çalkalanmayı artırıyor ve bu da çekirdeğin kısmen eriyerek tekrar katılaşmasına neden oluyor.
  • Sonuçta dış çekirdeğin soğuyarak katılaşması yavaşlıyor ve bu gecikme sayesinde, Dünya’mızı koruyan güçlü bir manyetik alan oluşturmaya devam edebiliyor.

İlgili yazı: Hall İyon Roketleriyle Mars’a 60 Günde Gidin

Mantodaki elektrokimyasal akışkan kaya topakları dev gibidir. Dahası kıta boyunda olan bu şekilsiz şeyler, yerkürenin çalkantılı manyetik alanındaki dengesizliklerin belirtisi olabilir. Aynı zamanda ısıyı dengesiz şekilde yüzeye taşıyarak volkanik faaliyetleri hızlandırıyor olabilir.

 

Yer’in manyetik alanı uzaya çıkıyor

Ancak, Dünya’nın güçlü manyetik alanının sadece bu şekilde ortaya çıktığını sanıyorsanız yanılıyorsunuz. Dış çekirdeğin iç çekirdeğe dengesiz bir şekilde sürtünmesi tabii ki manyetik alanımızı güçlendiriyor; ama aynı zamanda, dış çekirdekte oluşan manyetik alanın yeryüzüne ve uzaya çıkmasını da sağlıyor!

Öyle ya, Dünya’nın manyetik alanı Dünya’nın içinde kalsaydı bizi zararlı kozmik ışınlar ve güneş rüzgarından nasıl koruyacaktı? Öyleyse dış çekirdeğin dinamo etkisiyle ürettiği manyetik alanın Dünya’ya nasıl yayıldığını ve soğan kabuğu gibi çok katmanlı bir güç alanı şeklinde gezegenimizi uzaydan nasıl sardığını görelim.

İlgili yazı: Panspermi: Dünya’ya Yaşam Uzaydan mı Geldi?

Dünyanın-manyetik-alanı-tersine-dönecek-mi

 

Yer’in manyetik alanı neden dikey?

Bu aslında düz mantık sorusu ve dikkatli düşününce siz de ne kadar kolay bir soru olduğunu göreceksiniz: Dünyamızın eksen eğikliği yaklaşık 23,5 derecedir. Kısacası Dünyamız, Güneş Sistemi’nin tutulum düzlemine neredeyse paralel olarak dönmektedir (Tutulum düzlemi, 4,54 milyar yıl önce Dünya’yı oluşturan gezegen öncesi gaz ve toz diskin orijinal dönüş açısıdır).

Öyleyse Dünya’nın manyetik alanının güç çizgilerinin de dış çekirdeğin çevresine, tıpkı çatala makarna sarar gibi; ama ekvatora paralel olarak sarılması gerekmez mi? Kısacası Dünya’nın manyetik alanının gezegenimize paralel olması gerekmez mi?

Sonuçta Dünya’nın oluşumundan kalan zayıf manyetik alanın güç çizgileri, tıpkı Jüpiter’in bulut kuşakları gibi gezegenimize paralel uzanıyor. Keza yerkabuğundaki ferromanyetik metaller ve mıknatıslar da gezegene paralel uzanıyor. Eh, dış çekirdek de Dünya ile aynı düzlemde dönüyor; yani Dünya soldan sağa dönerken dış çekirdeğin yukarıdan aşağı dönecek hali yok.

Öyleyse tekrar soruyorum

Neden sıvı dış çekirdeğin dinamo etkisiyle ürettiği manyetik alanın güç çizgileri, Dünya’nın enlemlerine değil de boylamlarına paralel uzanıyor? Neden manyetik alanımız yaklaşık olarak Dünya’nın coğrafi kutupları arasında gidip gelen dikey güç çizgileri oluşturuyor? Açıkçası pusulalar neden kuzeyi gösteriyor da örneğin Doğuyu göstermiyor? Şimdi bunu görelim:

İlgili yazı: Bilinç Maddenin Yeni Bir Hali mi?

Dünyanın-manyetik-alanı-tersine-dönecek-mi

Metallerde mıknatıslanma. Büyütmek için tıklayın.

 

Manyetik alanın donması

Dış çekirdek Dünya’ya paralel döndüğü için ürettiği manyetik alanın da paralel dönmesini bekleyebilirsiniz. Ancak, manyetik alan mekanik süreçlerle oluşsa da mekanik bir oluşum değildir. Manyetik alan elektromanyetik kuvvete tabidir. Bu bir.

İkincisi dış çekirdek önce elektrik alanı üretiyor ve bu da daha sonra manyetik alanı oluşturuyor dedik. Peki dış çekirdek manyetik alanı nasıl oluşturuyor? Kendi kendini mıknatıslayarak tabii! Yukarıda size mıknatısların nasıl oluştuğunu anlatmıştım. Bunlardan biri de metale elektrik vermekti.

Dış çekirdek de yüzde 80 oranında sıvı demirden oluşuyor ve kendi kendine elektrik veriyor. Şimdi, elektronların solak olması ve aynı zamanda mikro mıknatıslar olması yüzünden, ürettikleri elektrik alanı da her zaman manyetik alana dikey uzanır. Öyle ki elektrik alanı ve manyetik alan birbirine hep dik açı yapar. Peki ne yönde? Elektromanyetik alanın dalgalanma yönünde. Bakın burası çok önemli:

İlgili yazı: Bilinç Bilinçsiz Beynin Ürünü mü?

 

Yer’in manyetik alanı dikeydir

Dış çekirdek Dünya’ya dikey dönseydi dikey elektrik alanı ve yatay manyetik alan üretirdi. Oysa dış çekirdek Dünya’ya paralel döndüğü için yatay elektrik alanı üretiyor; yani elektrik alanı ekvatora paralel oluyor. Dolayısıyla manyetik alan da ekvatora dik oluyor ve Dünya’nın kutupları arasında gidip geliyor.

Böylece pusulaların neden Dünya’nın kutuplarını gösterdiğini anlamış oluyorsunuz. Şu anda pusulalar kuzeyi gösteriyor; çünkü güç çizgilerinden geçen elektronlar kuzeyden güneye ve güneyden kuzeye akıyor (yani güç çizgileri yukarıdan aşağı akıyor ki buna daha sonra geleceğim).

Ancak, Dünya’nın bizi uzaydan koruyacak bir manyetik alan üretmesi için dikey güç alanı oluşturmak tek başına yeterli değil. Bir de dış çekirdeğin çevresini dikey bobinler ve portakal kabuğu gibi saran bu manyetik alanı genişletip uzaya çıkarmak gerek. Evet, elektrik-elektronik bölümü öğrencilerimin bildiği dinamo etkisinden, amfi etkisinden; yani manyetik alanın genliğinin artmasından söz ediyorum.

İlgili yazı: Büyük Patlamadan Kalan İlk Ses Dalgaları

Aurora ve Samanyolu. Uzun pozlama.

 

Bu nasıl oluyor?

Dış çekirdek kendi ürettiği elektrikle manyetize olduğu zaman, demir atomu elektronlarının yönü dikey yönelimde sabitleniyor. Ancak, elektronların dış çekirdekten daha hızlı dönmesi veya yandaki atomlara sıçraması mümkün olmuyor.

Ayrıca elektrik alanının dış çekirdeği Dünya’nın tersi yönde itmesi yüzünden, elektronların dönüşü de Dünya’dan geri kalıyor. Bu sebeple elektronların güç çizgileri, tıpkı çok kıvrılan telefon kablosu gibi Dünya’ya dolanarak gittikçe gerilen enerji düğümleri meydana getiriyor. Nihayet, düğümlenen güç çizgileri lastik gibi koparak uzaya sıçrıyor

Ancak, bu çizgiler dev bir mıknatıs gibi davranan dış çekirdeğin güç alanının etkisinde kaldıkları için Dünya’ya doğru bükülerek geri geliyor. Özetle güç çizgileri güney kutbundan kopup kuzey kutbundan Dünya’ya geri dönerek dış çekirdeğe batıyor. Böylece Dünya’yı uzaydan saran koruyucu manyetik alan ortaya çıkıyor.

Biz de dikey manyetik alanın bilimsel açıklamasını yaptık; ama dikey manyetik alanı oluşturan mekanizmayı henüz açıklamadık. Bunun için de iç çekirdekten dış çekirdeğe doğru binlerce km yükselen ve tabanı onlarca km genişliğinde olan dev demir hortumlarını görelim.

İlgili yazı: Beyin Simülasyonu ve Elektrikle Beyin Kontrolü

Bırakın kıtaların kayması ve manyetik alanı, dış çekirdek aynı zamanda yaşamın kaynağıdır; çünkü çekirdek ısısı olmasaydı Dünya’nın ortalama sıcaklığı 0 derecenin üstüne çıkmazdı. Gezegenimiz alttan ısıtmalı bir yaşam stadyumudur.

 

Yer’in manyetik alanı ve demir hortumları

Doğrusu Kansas’ta fırtına mevsiminde göreceğiniz hortumlar, Dünya’nın çekirdeğinden yükselen erimiş demir hortumlarının yanında hiç kalır. 🙂

Bu hortumların oluşmasının sebebi ise 1) katı iç çekirdeğin pürüzlü kristalize yüzeyi üzerinde çalkalanarak dönen sıvı dış çekirdek, 2) Dünya’nın kendi çevresinde dönmesinin yarattığı merkezkaç etkisine bağlı savrulma (Coriolis etkisi) ve 3) dış çekirdeği Dünya’nın ters yönünde iterek sıvı demirin iyice kıvrılmasına yol açan güçlü elektrik alanıdır.

Dünya’nın merkezindeki dev demir hortumları, maruz kaldıkları muazzam basınca rağmen aşırı sıcak ve enerjik oldukları için (4000 derece) yılda 10 km hızla yukarı yükseliyor. Dış çekirdeğin dış yüzeyine ulaşınca ise soğuyarak yerçekiminin etkisiyle iç çekirdeğe geri çöküyor. Aynı zamanda mantonun dış çekirdekle temas ettiği alt yüzeyindeki kayaları da ısıtarak buharlaştırıyor.

Kısacası sıvı dış çekirdek dev bir demir-çelik fırını gibi davranıyor: Katı mantonun sıvı dış çekirdekle buluştuğu yerdeki boşluktan kaynaklanan ani basınç düşüşü ve dış çekirdeğin yüksek ısısı nedeniyle, mantonun içindeki metaller eriyip ayrışıyor. Eriyen metaller cüruftan ayrışarak dış çekirdeğe batıyor. Çekirdeğin elektrik alanı ve homojen sıcaklığı metali bir arada tutuyor.

İç çekirdek neden pütürlü?

Öte yandan, yüksek sıcaklıktan homojen olarak etkilenmeyen ve üstelik yalıtkan olduğu için elektrik alanından da pek etkilenmeyen cüruf taneleri, dış çekirdeğin üzerinde yer alan manto tabakasının alt yüzeyine tersten kar gibi yağarak dibe batıyor. Cürufun ayrışması iç çekirdeğin kristalize olarak pütürlü bir şekilde parça parça katılaşmasında önemli rol oynuyor. Dahası pürüzlü yüzeyin erimiş demir hortumları oluşturmasını da kolaylaştırıyor. Peki ama neden hortumlara bu kadar odaklanıyorum?

İlgili yazı: Gerçek Atlantis Batık Kıta Hindistan mı?

 

Yer’in elektrik alanını hortumlar üretiyor

Yazının başından beri Yer’in manyetik alanını dış çekirdeğin ürettiği elektrik alanı oluşturuyor dedik. Oysa bu elektrik alanının nasıl oluştuğunu söylemedik. Sonuçta sıvı dış çekirdek hiç çalkalanmadan dönseydi bu kadar güçlü bir elektrik alanı da üretemezdi; çünkü elektrik alanı çalkantılı dış çekirdeğin içinde oluşan statik elektrik akımlarından meydana geliyor.

Statik elektrik de sürtünmeyle üretilir ve dış çekirdek katı iç çekirdeğe sürtünerek statik elektrik üretiyor. Elektrik akımlarını genişleten, güçlendiren ve bütün dış çekirdeğe yayarak nihayet global manyetik alanı oluşturmasını sağlayan asıl faktör ise dev sıvı demir hortumlarıdır.

Oysa katı iç çekirdek fazlasıyla pütürlü olmasaydı hortumlar da o kadar büyük ve güçlü olmazdı. İç çekirdeğin bu kadar pütürlü olmasını ise sadece dış çekirdeğin iç yüzeyindeki ısı farkları ve mantoya aşağıdan yukarıya kar gibi yağan cüruf topaklarıyla açıklayamayız. Pürüzlenmeyi artıran başka bir sebep olmalı. Şansımıza o sebebin ne olduğunu biliyoruz: Theia.

İlgili yazı: Hint Okyanusu’nda 200 Milyon Yıllık Kayıp Kıta Bulundu

Dünyanın-manyetik-alanı-tersine-dönecek-mi

Dünya’nın iç çekirdeği elmastan sert demir kristallerinden oluşuyor.

 

Yer’in manyetik alanı ve iç çekirdek

Dünya’nın biraz şekilsiz, eğri büğrü, çirkin, pürüzlü ve kusurlu bir iç çekirdek oluşturmasını, gezegenimize 20 milyon yaşında iken çarpan Theia adlı Mars büyüklüğündeki gezegene borçluyuz. Öyle ki çarpışmanın sonucunda Theia’nın içerdiği oksijen ve sülfür gezegenin çekirdeğine battı.

İç çekirdek oluşmadan önce ortaya çıkan ve sıvı dış çekirdeğin akışkanlığı yüzünden daha zayıf olan demir hortumları Dünya’daki volkanik faaliyetler ile kıtaların kaymasını tetikledi. Böylece oksijen yeryüzüne çıktı ve yanardağ püskürmeleriyle havaya karıştı. Ancak dikkat edin: Bu bitkilerin daha sonra üreteceği oksijen değil, Dünya’nın oluşumu sırasında biriktirdiği orijinal oksijendir.

Her durumda, çekirdek tümüyle sıvı iken oluşan demir hortumlarının sağladığı ısı enerjisi ve bunun ürettiği termal taşınım hareketleri (yeraltındaki sıcak kaya katmanlarının kıtaların kaymasıyla birlikte yüzeye ulaşması) oksijen atomlarını çekirdekten temizleyerek yüzeye çıkardı.

Zaten demir hortumlarının ürettiği termal taşınım bunu yapmasaydı oksijen atomları dış çekirdeği adeta zehirler ve manyetik alan üretmesine engel olurdu. Öte yandan, Theia’nın içerdiği ek sülfür gezegene battı ve işte bu sülfür stoku iç çekirdeğin oluşmasında büyük rol oynadı:

İlgili yazı: Dünyanın Sekizinci Kıtası Zelandiya İle Tanışın

Uzay İstasyonu’ndan kutup ışıkları.

 

Kristalize olarak katılaşan iç çekirdek

Öyle ki dış çekirdek ve onun alt kısımlarının katılaşmasıyla oluşan iç çekirdek, yüzde 10 oranında nikel ve yüzde 80 oranında demirden oluşuyor. Buna ek olarak Dünya’nın sülfür kaynağının yüzde 90’ı çekirdekte yer alıyor ve bu oran Ay kütlesinin yüzde 10’una karşılık geliyor.

İşte bu yüzden dış çekirdek dağınık bir şekilde ve yavaş yavaş katılaşıyor! Yine bu yüzden kristalize olarak katılaşan ve pürüzlü bir yüzeye sahip olan iç çekirdek, sıvı dış çekirdeğin daha çok çalkalanmasına neden oluyor. Böylece sürtünme yoluyla daha güçlü bir elektrik alanı ve manyetik alan üretmesini sağlıyor.

Bu süreç aynı zamanda daha hızlı dönen, daha büyük ve güçlü sıvı demir hortumları oluşturuyor. Bu hortumlar da dış çekirdeğin ürettiği manyetik alan çizgilerinin düğümlenerek kopmasını ve uzaya sıçrayarak koruyucu güç alanı meydana getirmesini kolaylaştırıyor.

Oysa Theia Dünya’ya çarpamasa ve yazının başında saydığım etmenlere ek olarak yeryüzünün sülfür (yani arıtlması gereken cüruf) içeriğini artırmasıydı, çekirdek çok daha hızlı ve düzgün katılaşacaktı. Böylece gezegeni koruyan güçlü manyetik alan hiç oluşmayacak ve kompleks hayat belirmeyecekti.

İlgili yazı: 1 Milyar Yıllık Kayıp Kıtalar Bulundu

Dünyanın-manyetik-alanı-tersine-dönecek-mi

Yer’in ters dönmeden önce Arap saçına dönmüş olan karmaşık manyetik alan güç çizgilerinin bilgisayar simülasyonu.

 

Felaketin eşiğinden döndük

Nitekim Dünya’nın katı çekirdeği 600 milyon önce oluşmadan evvel, dış çekirdeğin ürettiği manyetik alanın aşırı zayıflayarak ortadan kalkmak üzere olduğunu saptamış bulunuyoruz. Bu felaketi önleyen tek şey ise yaklaşık 2400 km çapındaki katı iç çekirdeğin oluşmasıdır ve onun katılaşmasını 600 milyon yıl öncesine dek geciktiren şey de Theia çarpışmasıdır (iç çekirdek daha önce oluşsaydı dış çekirdek bugüne dek çoktan katılaşır ve manyetik alan üretimini durdururdu).

Oysa Theia çarpışması Dünya’yı aşırı ısıtarak kısmen buharlaştırdı. Böylece çekirdeği yeterince sarsarak ısıttı ve tam da gerektiği kadar cürufla kirletti. Özetle Dünya’nın güçlü manyetik alanını üreten iç çekirdeğin kök sebebi Theia’dır. Öyleyse iyi ki çarptın Theia!

Biz de buraya dek manyetik alanın nasıl üretildiğini, şeklini nasıl aldığını ve ne kadar güçlü olduğunu anlattık. Manyetik kutupların hızla kaymakta olduğunu ve bu nedenle manyetik alanın ters dönebileceğini de belirttik. Peki manyetik kuzey bugün nerede Yeryüzünde nerede bulunuyor?

Doğrusu hızla kayarak yer değiştiriyor: Pusulaların iğnesi 2001 yılında Kuzey Kanada’daki Ellesmere adasını gösteriyordu. O zamandan beri manyetik kuzey kutbu Kanada’nın kutup bölgelerinden Rusya’ya doğru yılda 55 ila 60 km hızla kayıyor. 2019 yılında manyetik kuzeyin konumu 86,448° Kuzey ve 175,346° Doğudur.

İlgili yazı: Dünyada 12 Metrelik Eksen Kayması Oluştu

Hayatı var eden manyetik alan.

 

Dünyanın manyetik alanı zaten ters

Bu yazıda manyetik alanın dış çekirdekteki çalkalanmalar yüzünden gittikçe zayıfladığını ve belki de ters dönmek üzere olduğunu gördük. Ancak, manyetik alan zaten terstir ve biz ters dönecek derken aslında düz dönecektir. Bu nasıl oluyor derseniz mıknatıslarla anlatalım:

Elektromanyetizma yasalarına göre manyetik alan güç çizgilerinin çıktığı kutba manyetik kuzey ve bu çizgilerin mıknatısın diğer ucuyla birleştiği noktaya da manyetik güney denir. Dünya’nın manyetik alan çizgileri ise coğrafi güney kutbundan uzaya çıkarak coğrafi kuzeyden yeraltına batıyor.

Dolayısıyla evet, düzgün imal edilen bütün pusulalar güney yarımkürede bile coğrafi kuzeyi gösterir. Ancak, kuzeydeki manyetik kutup aslında manyetik güney kutbudur.

Peki biz neden kafa karıştırıcı şekilde manyetik kutupları ters gösteriyoruz derseniz, bunun sebebi pusulaların elektromanyetizma teorisinden önce keşfedilmiş olmasıdır. İnsanlar kuzey yarımkürede ortaya çıktı. Bu yüzden de buluşlarını coğrafi kuzeye göre adlandırıldı. O zaman toparlayacak olursak:

İlgili yazı:  Büyük Ölüm: Dünyanın En Büyük Felaketi

Dünyanın-manyetik-alanı-tersine-dönecek-mi 

Yer’in manyetik alanı yaşam kaynağı

Böylece Dünya’nın sıvı dış çekirdeğinin ürettiği manyetik alanın gezegenimizin atmosferini ve bizi güneş rüzgarıyla kozmik ışınlardan nasıl koruduğunu gördük. Hatta soluduğumuz havanın bir kısmının da iç ve dış çekirdeğin tetiklediği volkanik faaliyetlerle yeraltından yüzeye çıktığını anladık.

Çekirdek olmasaydı kıtaların kaymasının görülmeyeceğini, bunun da Dünya’da yeni canlıların ortaya çıkmasını önleyeceğini fark ettik. Yeryüzünde karmaşık hayatın ancak Dünya’nın manyetik alanı sayesinde var olduğunu iyice belledik.

Ancak, Dünya’nın manyetik alanı eski zamanlarda defalarca zayıfladı ve tersine döndü ki çoğu zaman da neredeyse tersine döner gibi oldu fakat coğrafi kuzeyi göstermeye devam etti. Son araştırmalar ise manyetik alan ters dönecekse bile bunun gerçekleşmesine en az 22 bin yıl olduğunu gösteriyor. Bunun Dünya’nın buzul çağlarına yol açan yalpalamasıyla ilgili olabileceği de düşünülüyor; ama bu teori henüz kanıtlanmadı.

Her halükarda manyetik alanın ters dönmesi, bugüne dek gezegendeki hayata pek zarar vermedi. Bu yüzden yakın gelecekte zarar vermesi de beklenmiyor. Öte yandan, manyetik alan Dünya’daki elektrikli ve elektronik cihazları güneş fırtınalarından koruyor. Bu sebeple bir sürpriz yapar da tersine dönerse daha korunaklı cihazlar üretmemiz gerekiyor.

Peki Dünya’da neden deprem oluyor? Onu da şimdi okuyabilir, ama çok daha ilginç bir bilgiye Einstein’ın görelilik teorisi sayesinde erişebilirsiniz; çünkü Dünya’nın katı iç çekirdeği Dünya’dan 4 milyar gençtir! Bu nasıl olur derseniz sizi ilgili yazıya alalım. Eylül serinliğinin başladığı hafta sonu günleriniz neşeli geçsin.

Dünyanın merkezine yolculuk


1Multidecadally resolved polarity oscillations during a geomagnetic excursion
2Young inner core inferred from Ediacaran ultra-low geomagnetic field intensity (pdF)
3Magnetic Pole Reversal Happens All The (Geologic) Time
4Generation of the Earth’s magnetic field – In depth

One Comment

Add a Comment

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir