Vajon mennyire függünk a minket körülvevő láthatatlan természetes földi mágneses tértől? Csak az iránytűből következtetünk rá, hogy létezik. És pár évtizede már azt is tudjuk, hogy a napszél hozta töltött részecskéket (proton, elektron) a mágneses mező erővonalai (a magnetoszféra) a pólusok felé vezetik, ahol időlegesen gerjesztik a légkör oxigén és nitrogén molekuláit és sejtelmesen táncolni kezd a sarki fény. Elsőre azonban nehéz megmondani, mennyire függünk a mágneses mezőtől, de megszoktuk.
Mindenesetre a HUN-REN Földfizikai és Űrtudományi Kutatóintézet és a Wigner Fizikai Kutatóközpont Sopron mellett felépítette a Mágneses Nulltér Laboratóriumot, egy olyan speciálisan megtervezett és kivitelezett kutatóteret, ahol a Föld természetes mágneses terét szinte teljesen megszüntették.
A cél olyan kísérleteknek helyet adni, amelyeket csak a világűrhöz hasonló feltételek között lehetne elvégezni. A Földön kívüli térben ugyanis nemcsak súlytalan minden, hanem a mágneses tér is minimális. Nagy pontosságú, finom mágneses méréseket igénylő kutatásokhoz, mágnesességre érzékeny folyamatok vizsgálatához elengedhetetlenek a zéró mágneses körülmények. Például az agyi aktivitás vagy a magzati szívműködés nagyon jól követhetőek lennének az általuk keltett piciny mágneses terek segítségével, de ezeket a tereket elfedi a sokkal erősebb földi mágneses tér.
Egyedülálló módon zárták ki a mágneses mezőt: hatalmas tekercsekkel ellenirányú mágneses teret generálnak, így kompenzálják, semlegesítik a geomágnesességet. A maradékot pedig hatékony árnyékolással tüntetik el a laboratóriumból.
Egyre csak gyengül
Na de mi történne, ha holnaptól az egész bolygón megszűnne a mágneses tér? A kérdés azért sem költői, mert több mint egy évszázada mindenütt gyengül a földi magnetoszféra, Brazília, Argentína és a Dél-Atlanti óceán felett pedig különösen gyenge a delej (Dél-Atlanti Anomália). A bolygó belsejéből induló és a világűrbe nyúló láthatatlan mágneses erővonalrendszert a Föld olvadt, kavargó, külső vas-nikkel magja generálja, mint valami örökmozgó dinamó. Ez a mágnesező motor pedig már évmilliárdok óta működik.
Nem világos, miért indult be egykor a dinamó, kutatók szerint
lehetséges, hogy a Holdat létrehozó hatalmas bolygóbecsapódás lehetett az oka. Úgy gondolják, hogy 100 millió évvel a Föld összeállta után történt a kataklizma.
Képzeljünk el egy üvegben olajat és vizet, amik szépen elválnak egymástól. De ha felrázzuk, akkor elindul a víz-és olajcseppek konvenciója, valahogy így lehet elképzelni a gomolygó vas-nikkel magot is.
Az óriásdinamó gerjesztette mágneses teret kiegészíti egy jóval kisebb léptékű, de dinamikusan változó komponens, a Föld ionizált felső légkörében folyó áramok mágneses tere. A végeredmény olyan mint egy dipólusos rúdmágnes, amelynek két végébe futnak be az erővonalak. A Földön ezek az északi és a déli mágneses pólusok, amelyek nem esnek egybe a forgástengely északi és déli sarkaival. Nemcsak hogy nem esnek egybe, de vándorolnak is, sőt, a mágneses sarkok időnként fel is cserélődnek.
Utoljára 780 ezer évvel ezelőtt történt pólusváltás, a Homo erectus kora körül.
Jellemzően megelőzte a pólusváltásokat a mágneses mező gyengülése, ami felveti a kérdést, vajon küszöbön áll-e egy újabb mágneses átfordulás? Kutatók lehűtik a kedélyeket és nem számítanak ilyesmire, a mező időnként gyengül, majd ismét erősödik átfordulás nélkül is, ezt a jelenséget pedig „kitérőnek” nevezik.
Napszél borzolná idegeinket
Hogyan nézne ki egy mágneses mező nélküli világ ? Nos, például az iránytű nem működne. De nem csak az emberek használják ki a Föld mágneses mezőjét tájékozódáshoz. Sok madárnak, tengeri teknősnek, homárnak, méhnek, lazacnak, de még gyümölcslegyeknek is van biológiai iránytűjük – magnetoreceptoraik – a testükben. A madarak ezt a képességüket arra használják, hogy a téli hónapokban melegebb éghajlatot keressenek, míg a tengeri teknősök a nyílt óceánon navigálnak, és partokat keresnek petéik lerakásához. Ha a Föld mágneses mezeje eltűnne, ezek az állatok komoly bajba kerülhetnének – eltévednének és akár ki is halhatnának.
De ez még nem minden. Mágneses védőernyő híján a napszél töltött részecskéi behatolnak a Föld légkörébe, és az egész bolygón felragyogna az égbolt. Misztikus aurórák tűnnének fel nem csak pólusokhoz, de az Egyenlítőhöz közel is – bizonyára erős tudatformáló kulturális hatást kiváltva. Akadna más probléma is:
a Földet bombázó napszél idővel lebontaná az ultraibolya sugárzást megszűrő ózonréteget is, aminek beláthatatlan következményei lennének.
A bőrrák például népbetegséggé válna. Ugyanakkor nem lenne teljesen végzetes az életre nézve, csak mágneses mező nélkül sokkal nagyobb lenne a sugárzási dózis. Tudósok eddig nem találtak arra bizonyítékot, hogy a múltbeli mágneses térváltozások jelentős hatással lettek volna a földi életre. A mágneses mező azonban kétségtelenül formálta a Föld felszínét, és segített megakadályozni, hogy a bolygó törékeny légkörét a napszél könyörtelen ereje az űrbe fújja.
A mágneses mező nem elengedhetetlen a légkör meglétéhez – a Földhöz hasonló méretű Vénusznak például nincs mágneses mezeje, és hatalmas, bár nem túl barátságos (jórészt szén-dioxidból álló) légköre van –, de a magnetoszféra mindenképpen egy védőrétegként működik. A Földhöz képest feleakkora Marsnak korábban volt mágneses mezeje, de körülbelül 4 milliárd évvel ezelőtt elvesztette azt (pontosabban a belsejében leállt a dinamó),
és légkörét lassanként elfújta a napszél.
Ha lenne mód rá, hogy a Földhöz képest negyed akkora Holdnak Föld-szerű légkört adjunk, a napszél egy évszázad alatt kiseperné azt a világűrbe, annyira gyenge a gravitációja.