Aparte de los peligros de navegación, las llamaradas solares, la capa de ozono y la red eléctrica, ¿qué sucederá cuando cambien los polos magnéticos? Aprendiendo y Estudiando para siempre

Respuesta corta, nada más para la mayoría de nosotros:

Las aves migratorias pueden confundirse ya que dependen de la dirección del campo magnético.
La intensidad del campo magnético se reduce a aproximadamente el 10% durante la transición y es mucho más compleja durante la transición, con múltiples polos magnéticos norte y sur.
Más auroras . Obtendría auroras en el ecuador durante la inversión misma.
Las tormentas solares tendrían más efecto, pero la Tierra todavía tendría un campo magnético, un poco más débil.
Los astronautas en órbita terrestre baja necesitarían más protección contra las tormentas solares
La capa de ozono está dañada, lo que provoca un aumento de la radiación UV, por lo que los humanos necesitarían más bloqueadores solares para evitar el cáncer de piel. Enfatizaría las poblaciones de fitoplancton en los océanos, pero todavía no hay evidencia que respalde la idea de que esto podría tener efectos de mayor alcance de mayor alcance. Esto es una cuestión de investigación en curso.
No se producen extinciones masivas como una inversión completa cada doscientos mil años aproximadamente y tenemos casi todas las mismas especies en la Tierra que teníamos hace cientos de miles de años.
Nuestra atmósfera aún nos protege, ya que es equivalente a diez metros de agua en masa. Sólo la atmósfera superior obtiene niveles aumentados de flujos de partículas. La radiación cósmica que detectas a nivel del suelo se debe a las partículas mucho más penetrantes que las más lentas en las tormentas solares.
Las tormentas solares tienen efectos electromagnéticos a gran escala, y tendríamos que endurecer los cables de transmisión de largo alcance, pero deberíamos hacerlo de todos modos, ya que las tormentas solares actuales pueden atravesar la protección del campo magnético de la Tierra cuando son lo suficientemente fuertes.
Las tormentas solares aumentan la erosión de la atmósfera superior, pero la inversión del campo magnético es tan rara que no tiene efectos a largo plazo, no puede despojar a la atmósfera ni siquiera en escalas de tiempo geológicas. Las tormentas solares pueden hacer eso en Marte porque no tuvo un campo magnético durante miles de millones de años

¿CON QUÉ FRECUENCIA OBTENEMOS UNA REVERSA MAGNÉTICA?

Primero, las inversiones magnéticas completas, donde el campo se voltea y se mantiene volteado, son raras, aproximadamente cada 200,000 años pero a veces con espacios mucho más largos entre ellos. El último fue la reversión de Brunhes-Matuyama hace 781,000 años.

Pero a veces el campo magnético se invierte temporalmente y luego vuelve a su estado original. Un ejemplo geológicamente reciente, el evento Laschamp hace 41,000 años. Esto sucedió sorprendentemente rápido, alrededor de un siglo para el cambio de polaridad, a diferencia de una reversión total que demora miles de años en revertirse.

Fue una inversión completa, no solo un cambio en la posición del polo. Si bien se invierte, la intensidad de campo era solo el 5% de nuestro campo magnético normal, pero se intercambiaban el Norte y el Sur. Duró 440 años. De ese período de tiempo, las dos reversiones tomaron 250 años.

Una inversión extremadamente breve del campo geomagnético, la variabilidad del clima y un súper volcán

Sin embargo, no es muy diferente si solo se voltea por un tiempo corto o por un tiempo largo.

En este diagrama, los puntos amarillos rastrean el movimiento del norte “polo geomagnético virtual”

Para un par de noticias científicas sobre esta investigación: una inversión extremadamente breve del campo geomagnético, la variabilidad del clima y un súper volcán, la inversión de la polaridad en la edad de hielo fue un evento global: una inversión extremadamente breve del campo geomagnético, la variabilidad del clima y el súper volcán

Permaneció invertido por un total de 450 años y las dos reversiones de polaridad tomaron 250 años de eso. Eso es muy rápido en escalas de tiempo geológicas.

Para el artículo científico detallado: Dinámica de la excursión geomagnética de Laschamp desde los sedimentos del Mar Negro. Este diagrama se discute en la página 65.

Entonces, parece que es algo que puede suceder. No sólo en unos pocos años. Pero a lo largo de un par de siglos.

Ha habido otras “excursiones” de campo magnético como se llaman. Inversión magnética de Gotemburgo hace 11.500 años y reversión magnética de Mono Lake hace 23.000 años.

Esta es una simulación de una inversión magnética en una supercomputadora de 2010, solo para dar una idea de cómo funciona, no son solo los polos magnéticos que se mueven, como girar, el campo magnético se volvería complejo en medio de la transición. Sería bastante difícil usar una brújula, me imagino, tendría que depender de mapas actualizados de la dirección del campo magnético en cualquier parte del mundo en el que navegaba.

Esto es lo que se siente en medio de una reversión:

Geodynamo

No estamos cerca de nada como eso en este momento.

SITUACIÓN ACTUAL, SIN SEÑAL DE UNA REVERSA

El polo sur se encuentra a una latitud de 64.28 grados sur, fuera de la Antártida, en el océano abierto, también fuera del círculo antártico.

Mientras que el polo magnético norte está mucho más cerca del polo, casi directamente en este momento:

Como se ve, el polo magnético N. continúa moviéndose más cerca del polo N. geométrico y el polo magnético S. continúa alejándose del polo S. geométrico.

En estos diagramas, el azul es el polo geomagnético: trata a la Tierra como si fuera un imán dipolo. Así que los polos geomagnéticos son diametralmente opuestos entre sí. Los puntos rojos son los polos de inmersión, el punto en la superficie donde la aguja de la brújula apuntaría directamente hacia abajo o hacia arriba.

Más sobre esto aquí: Polos magnéticos

También hay evidencia de que el campo magnético se está debilitando. Pero ha sido mucho más fuerte de lo normal por un tiempo y hasta ahora no es particularmente bajo, solo se está reduciendo a valores bastante ordinarios

Lo que hará a continuación es la conjetura de cualquiera. Si extrapola esa gráfica, llega a 0, por lo tanto, una reversión después de 1500 años. Pero no hay razón para suponer que está haciendo eso. Incluso si se vuelve muy débil, a menudo obtienes “excursiones” donde el campo se debilita, pero luego simplemente se restaura en la misma dirección que antes.

Por lo tanto, no hay razón para suponer que se revertirá en función de la intensidad del campo magnético hasta el momento. Los polos magnéticos se mueven continuamente de todos modos y en la actualidad están cerca de los polos y la intensidad del campo magnético es normal.

Ver inversiones magnéticas

Pero podría suceder. Y podemos tener una idea de los efectos, a partir de los estudios de la última vez que ocurrió.

EFECTOS DE LA ÚLTIMA VERSIÓN REVERSAL

Hubo un aumento en los niveles de radiación, con un aumento en los niveles de berilio 10 y carbono 14. Vea https://www.sciencedaily.com/rel…

(note, en caso de confusión: el documento no dice que la reversión causó la erupción del supervolcán, es solo que su investigación les permitió investigar ambos eventos ya que estaban muy cerca en el tiempo)

Seguimos protegidos por la atmósfera, que es aproximadamente equivalente en protección contra la radiación a diez metros de espesor de agua. Así que no debemos preocuparnos, todos moriremos, como los astronautas atrapados en una tormenta solar fuera del refugio del campo magnético de la Tierra. Eso no puede pasar.

Los seres humanos han manejado bien a través de muchos reveses anteriores. Los humanos anatómicamente modernos evolucionaron hace unos 200,000 años, los humanos arcaicos hace 500,000 años, y los primeros homínidos han existido por millones de años, vea la evolución humana

El campo magnético más débil durante una inversión no haría mucha diferencia para las partículas más rápidas en la radiación cósmica, ya que estas partículas rápidas atraviesan el campo magnético de la Tierra de todos modos. Y algunas partículas son incluso aceleradas por el campo magnético. La atmósfera de la Tierra nos protege de esto, una vez más, el blindaje equivale a diez metros de espesor de agua.

Teóricamente, el aumento de los niveles de radiación de las partículas más lentas podría aumentar los niveles de nubes (porque se supone que la radiación ayuda con la formación de nubes, de manera similar a la forma en que producen rastros en las cámaras de nubes) que podrían enfriar la Tierra. Sin embargo, los autores de ese artículo no pudieron encontrar una clara correlación entre el clima y el flujo de rayos cósmicos durante el evento de Laschamp (solo resumiendo en qué parte de su artículo).

Más generalmente, no hay un vínculo comprobado entre las reversiones magnéticas y las extinciones.

“Durante una transición, el campo magnético en la superficie de la Tierra disminuye hasta aproximadamente el 10% de su valor actual. Si el campo geomagnético es un escudo contra partículas energéticas de origen solar o cósmico, se pueden esperar efectos biosféricos. Revisamos las primeras especulaciones sobre el problema y discutimos con más detalle su estado actual. Llegamos a la conclusión de que no se puede dibujar una imagen clara de un enlace geomagnético, una relación causal entre las variaciones del campo magnético secular y la evolución de la vida en nuestro planeta “.

Transiciones de polaridad magnética y efectos biosféricos (2010)

Más detalladamente: en la sección de conclusión resumida en la página 157 del artículo anterior: El Sol, transiciones de polaridad geomagnética y posibles efectos biosféricos: revisión e modelo ilustrativo (2009), concluyen que el efecto principal sería la generación de un agujero natural en La capa de ozono y esto harían hincapié en las poblaciones de fitoplancton en el mar, pero hasta ahora ninguno de los estudios recientes ha sido lo suficientemente concluyente como para decidir si esto tiene efectos cataclísmicos en el ecosistema de la Tierra.

“Un efecto atmosférico importante de las transiciones de polaridad es probablemente la generación de un agujero de ozono natural debido a una mayor actividad de SPE. Este orificio de ozono está asociado con un fuerte aumento del flujo de la superficie ponderada eritemáticamente de UV-B. .

“El aumento del flujo UV-B de superficie ponderada eritemalmente representa una clara tensión en los ecosistemas acuáticos, como las poblaciones de fitoplancton. El uso de un modelo simplificado de estrés UV-B mejorado en dicha población indica una respuesta compleja y no lineal de la población.

… “Llegamos a la conclusión de que muchos estudios adicionales sobre los detalles de la cadena de procesos sugeridos y los análisis reales de proxies geológicos son necesarios antes de que se pueda confirmar una posible conexión después de los procesos discutidos. Todos los estudios recientes todavía no permiten decidir si una transición de polaridad es un cataclismo para el sistema de la Tierra o no. ”

Este es un documento anterior de 1980 con la misma conclusión: relación entre las extinciones biológicas y las reversiones geomagnéticas.

Más citas en el artículo de wikipedia aquí: Inversión geomagnética

Storms solares

Una tormenta solar realmente importante se abrirá paso a través de nuestro campo magnético, así que eso no tiene nada que ver con la inversión del polo magnético.

No hay riesgo para los humanos. Pero existe un riesgo para la red de transmisión de electricidad y para los satélites principalmente. Las erupciones solares fuertes ordinarias no son realmente un problema, hay suficientes advertencias y las compañías eléctricas, entre otras, pueden tomar medidas para protegerse. Impactos de las llamaradas solares fuertes. Los recibimos de vez en cuando, cada década o así.

Pero entonces, existe la posibilidad de una llamarada solar realmente grande. Hubo una gran llamarada solar en la tormenta solar de 1859. Conocido como el “evento de Carrington” después de que un astrónomo inglés observara el sol, viera algunas enormes manchas solares y detectara un intenso destello blanco del grupo de manchas solares. Las auroras se volvieron de la noche a la mañana, la gente podía leer el periódico de las auroras. Los menores de oro en las Montañas Rocosas se despertaron y desayunaron a la 1 am, pensando que era el amanecer en un día nublado.

Los telégrafos dejaron de funcionar, y en los EE. UU., Algunos operadores desconectaron las baterías y descubrieron que podían enviar telegramas simplemente utilizando la electricidad inducida de la tormenta. Ver los eventos de clima espacial severo Los operadores de telégrafos también vieron chispas saltando de sus equipos, algunas lo suficientemente grandes como para causar incendios. ¿Qué pasaría si la tormenta solar más grande jamás registrada hoy?

Entonces, en ese momento era solo una curiosidad y casi no hacía ninguna diferencia para nadie, excepto para los operadores de telégrafos y las personas despertadas temprano por las brillantes auroras. Pero si tuviéramos una tormenta como esa ahora, los efectos podrían ser enormes. Nunca hemos tenido una bengala tan grande desde entonces.

Los principales efectos son:

Podría inutilizar muchos de nuestros satélites, incluido el GPS, al interferir con sus componentes electrónicos. Creo que el principal riesgo aquí es que se desconecten y tengan que reiniciarse, no con daños físicos. Impactos de las llamaradas solares fuertes.
El GPS se vuelve menos preciso durante una tormenta solar: recibe advertencias acerca de eso, sin embargo, de antemano los efectos del clima espacial en GPS y WAAS
Podría destruir los transformadores en nuestra red eléctrica para la transmisión de electricidad.

Básicamente, las compañías de energía necesitan instalar protectores contra sobretensiones monstruosas. Tormentas solares: lo que necesita para preguntar a su compañía de energía

Y otro enfoque que involucra la adición de resistencias adicionales: esto representó un costo total del orden de $ 100 millones para un evento que podría costar billones (entre 0.6 y 2.4 billones de dólares para reemplazar los transformadores dañados después del evento de acuerdo con el informe de Lloyds) y significan cortes de electricidad por entre 6 días y años. Una solución económica para “Prevenir el Armagedón” Pero el Congreso no aprobó el proyecto de ley que se propuso gastar estos $ 100 millones en esta solución.

No estoy seguro de lo último sobre esto. Hay mucho sobre esto en línea, pero puede ser un poco difícil distinguir los sitios precisos de los que son un poco exagerados y sensacionalistas.

Ciertamente pueden ocurrir apagones, esto es algo que realmente sucedió en Quebec en 1989 Usted es más vulnerable en las latitudes más altas, por lo que el Norte de los Estados Unidos sería el que pierde el poder y los países de latitudes más altas en Europa. Al parecer, también es más vulnerable si las líneas eléctricas se ejecutan por encima de rocas ígneas.

“Los sistemas de energía en áreas de roca ígnea (gris) son los más vulnerables a los efectos de la actividad geomagnética intensa porque la alta resistencia de la roca ígnea estimula a las corrientes inducidas geomagnéticamente (GIC) a fluir en las líneas de transmisión de energía situadas sobre la roca”.
El día que el sol trajo la oscuridad.

Y, es algo sobre lo que puede hacer algo, las formas de proteger a los transformadores en las redes eléctricas parecen ser lo más importante en lo que se debe concentrarse. Hay una discusión reciente útil aquí en physicsstackexchange:
¿Una expulsión de masa coronal (CME) puede causar un apagón en la Tierra y por qué?
Donde una de las respuestas dice que la red eléctrica tiene varias protecciones no intencionadas incorporadas, principalmente que si un transformador se apaga, el resto de la red tiende a dispararse en lugar de apagarse también. Y que en un estudio que hicieron él y algunos colegas, encontraron que la red eléctrica podría ser menos vulnerable de lo que se había predicho anteriormente debido a estas razones, pero los satélites que orbitan en la órbita geoestacionaria, también los satélites GPS de órbita de nivel medio pueden ser más vulnerables que antes esperado, con muchos de ellos, si en el lado solar de la Tierra (entre su campo magnético y el sol) es probable que sea destruido.

“Así que la idea más reciente es que nuestros satélites son muy vulnerables, pero nuestras redes de energía pueden no ser tan vulnerables como pensábamos originalmente (sin embargo, todos estos problemas son increíblemente difíciles de modelar y predecir, así que tome mis comentarios con un grano de sal) . ”
– vea la conversación aquí: ¿Puede una expulsión de masa coronal (CME) causar un apagón en la Tierra y por qué?

¿Algún otro enlace sobre esto?

(Esta es una versión abreviada de la respuesta de Robert Walker a ¿Con qué frecuencia ocurren las tormentas solares? ¿Pueden golpear la tierra o causar daño al uso?)

NO HAY DIFERENCIA EN NÚMEROS DE PARTÍCULAS QUE SE BAJAN A NIVEL DE TIERRA

Las partículas de la tormenta solar son demasiado débiles para atravesar la atmósfera. “Rayos” cósmicos, en realidad partículas (el nombre es confuso, ya que no son fotones ni radiación y viajan a menos de la velocidad de la luz): pueden hacerlo, pero la atmósfera es equivalente a 10 metros de espesor de agua, por lo que solo los más energéticos pueden obtener todo. el camino a través

La pérdida de campo magnético no hará ninguna diferencia allí, ya que es nuestra atmósfera la que más nos protege (aunque sería una gran diferencia para los astronautas en la EEI). Aumenta el número de partículas que llegan a la atmósfera superior, por lo que puede influir en la capa de ozono y quizás en la formación de nubes. También hace diferencias de campo magnético a la superficie, que es la forma en que puede obtener los efectos en cables largos, como los cables de transmisión de electricidad. Pero no aumenta la cantidad de partículas que llegan al nivel del suelo en la atmósfera.

Auroras

Verías auroras hasta el ecuador.

Aquí hay un impresionante video de la Aurora Boreal de la EEI en 2012.

Y una recopilación de varios videos de la misma aquí.

Vea también Si estuviera vivo durante la inversión de los polos magnéticos de la Tierra, ¿notaría algo en la Tierra mientras ocurría, como un cambio repentino en el clima?

y Aurora Boreal: ¿Por qué el óvalo auroral antártico siempre está descentrado sobre el Polo Sur?

Esto es idéntico a mi respuesta a ¿Qué pasará si los polos magnéticos de la Tierra se invierten?