השדה המגנטי של כדור הארץ

 
כדור הארץ שלנו הוא בין השאר גם מגנט עצום. הסיבה לכך היא ככל הנראה הגרעין הלוהט שלו והברזל המותך שמסתובב סביבו בליבה 
 
כמו כל המגנטים, גם לכדור הארץ יש שני קטבים: צפון ודרום. זו כמובן גם הסיבה שמחט הממוגנטת של מצפן מצביעה לכיוון הקוטב הצפוני וצדה השני לקוטב הדרומי. אבל לשדה המגנטי של כדור הארץ יש תפקיד חשוב יותר בחיינו, מעבר לשימוש במצפן. למעשה הוא שומר על החיים השבריריים כאן בכדור הארץ מפני הקרינה הקוסמית המסוכנת. 
 
 

כיצד מגן עלינו השדה המגנטי של כדור הארץ?

 

מה יקרה אם תפזרו אבקת ברזל על נייר המונח מעל מגנט? אם תנסו זאת בבית, תגלו שהחלקיקים מתארגנים בצורה מסוימת. ליתר דיוק, נוצרת צורה של שתי "אוזנים" גדולות משני צדי הקטבים של המגנט. כך מתארגן גם השדה המגנטי של כדור הארץ, בתלת ממד, ולוכד חלקיקים טעונים מרוח השמש, בשתי חגורות, פנימית וחיצונית, הנראות במבט צידי כ "אוזניים" ענקיות. חגורות אלה נקראות חגורות ואן-הלן, על שם מי שגילה אותן. ללא חגורות אלה עוצמה מסוכנת של קרינה קוסמית הייתה פוגעת בכדור הארץ כל הזמן.

 

חלקיקים בעלי מטען חשמלי מגיעים לכדה"א במהירות עצומה מהחלל ובעיקר מרוח השמש, כשהם נעים בתנועה מעגלית מהירה (ציקלטרון). למעשה מתנהגים החלקיקים כמגנטים זעירים ולכן קווי השדה המגנטי של כדור הארץ מנתבים אותם אל קטבי המגנט שלנו: הקוטב הצפוני והקוטב הדרומי. בקטבים יש להם סיכוי גדול יותר לחדור את שכבת ההגנה ולהגיע לאטמוספירה. החלקיקים האנרגטיים מהשמש מתנגשים באלה שבאטמוספרה מעל הקטבים ומעררים אותם, כלומר מעניקים להם אנרגיה עודפת. כשהאנרגיה העודפת משתחררת בצורת אור מתרחשת אחת מתופעות הטבע המרהיבות ביותר: זוהר הקוטב. זוהר הקוטב נראה היטב בעיקר כאשר התפרצויות מגנטיות בשמש שלנו שולחות לחלל חלקיקים טעונים במהירות רבה במיוחד.

 

לצערנו, ישראל רחוקה מהקוטב ולכן מי שירצה לצפות בתופעה היפהפייה הזו, יצטרך להגיע בעונת החורף, כשחשוך, לאחת מהמדינות הסמוכות לקוטב (איסלנד, אלסקה, נורווגיה, פינלנד…) כדי לצפות בזוהר הצפוני.

 
 
 
חלקיקי פלזמה וקרינה קוסמית המגיעים מהשמש ומוסטים על ידי השדה המגנטי של כדור הארץ | NASA Goddard Space Flight Center
 

איך נוצר השדה המגנטי?

 

כשכדור הארץ התגבש מחומר שהלך ונדחס לתוך עצמו, הכל היה כל כך חם עד שכוכב הלכת עצמו היה במצב מותך. עם הזמן היסודות הכבדים, ביניהם הברזל, שקעו למרכז ומאז רובם שם, בליבת כדור הארץ. חלפו מאז מיליארדי שנים ולמרות שפני השטח כבר הספיקו להתקרר, פנים כדור הארץ שלנו עדיין מאוד חם, עם טמפרטורה של אלפי מעלות- חם יותר מפני השמש. אבל הברזל בליבת כדור הארץ אינו רק מותך אלא גם זורם, בכיוון אנכי עקב הפרשי טמפרטורות ובכיוון אופקי בגלל סיבוב כדור הארץ סביב צירו. זרימת הברזל מתרגמת לזרם חשמלי, ובשל כך, הופך כדור הארץ למגנט עצום. בדיוק כפי שפועל דינמו.

 

כדור הארץ שלנו עתיד להתקרר בעוד מיליארדי שנים. אפשר להסתכל על הצד החיובי: היבשות יפסיקו לשוט על פני הסלע המותך תחתיהן (מגמה) וכך לא יהיו יותר רעידות אדמה ולא התפרצויות מגמה מהרי געש. מצד שני, אם יהיה כאן בכלל מישהו ליהנות מהצד החיובי הזה, כשכדור הארץ יתקרר סופית לא יהיה יותר שדה מגנטי שיגן עליו מפני הקרינה הקוסמית.

 
 
הזוהר הצפוני בפינלנד
 
 

אולי תאהבו גם