Từ trường Trái đất luôn là rào cản quan trọng bảo vệ chúng ta khỏi bức xạ vũ trụ, nhưng sự suy giảm mạnh gần đây về cường độ từ trường toàn cầu đã gây ra mối lo ngại - cường độ từ trường của Trái đất giảm tới 9%.
Nguyên nhân suy giảm cường độ từ trường toàn cầu
Từ trường Trái đất là hàng rào bảo vệ quan trọng giúp bảo vệ hành tinh khỏi bão Mặt trời và tia vũ trụ, tuy nhiên trong những thập kỷ gần đây, các nhà khoa học nhận thấy cường độ của từ trường toàn cầu ngày càng suy giảm. Hiện tượng này đã thu hút được sự quan tâm và nghiên cứu rộng rãi. Chính xác thì nguyên nhân nào khiến hiện tượng này xảy ra? Sau khi nghiên cứu chuyên sâu về những thay đổi trong chuyển động bên trong của lõi Trái đất, chúng ta có thể tìm ra một số câu trả lời.
Lõi Trái đất là phần sâu nhất bên trong Trái đất và được làm từ các kim loại nóng chảy như sắt và niken, hoạt động giống như một máy phát điện tự nhiên khổng lồ. Chuyển động bên trong lõi Trái đất là do sự đối lưu của lớp phủ do nhiệt độ cao và áp suất rất lớn gây ra. Sự đối lưu này gây ra dòng chất lỏng từ tính, từ đó tạo ra từ trường.
Sự chuyển động của lõi Trái đất là một quá trình vô cùng phức tạp, bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm sự quay của Trái đất, sự truyền nhiệt và những thay đổi vật lý, hóa học bên trong lõi Trái đất. (Ảnh: Zhihu)
Tốc độ quay của Trái đất thay đổi liên tục, điều này tác động trực tiếp đến chuyển động bên trong lõi Trái đất. Những thay đổi về tốc độ quay của Trái đất sẽ ảnh hưởng đến tốc độ và hướng dòng chảy của chất lỏng từ tính bên trong lõi Trái đất, từ đó làm thay đổi cường độ và hướng của từ trường toàn cầu. Ví dụ, khi Trái đất quay chậm lại thì dòng chảy bên trong lõi Trái đất cũng chậm lại khiến từ trường toàn cầu giảm cường độ. Hơn nữa, dòng chảy vật chất bên trong lõi Trái đất cũng sẽ gây ra những xáo trộn và thay đổi trong trường địa từ.
Những thay đổi vật lý và hóa học trong lõi Trái đất cũng ảnh hưởng đến từ trường toàn cầu. Có những hiện tượng truyền nhiệt phức tạp bên trong lõi Trái đất, chúng sẽ làm thay đổi sự phân bố nhiệt độ và mật độ của lõi Trái đất, từ đó thay đổi mô hình và cường độ dòng chảy bên trong lõi Trái đất. Đồng thời, các phản ứng hóa học trong lõi Trái đất cũng sẽ làm thay đổi tính chất và mô hình chuyển động của vật liệu lõi Trái đất, từ đó ảnh hưởng đến từ trường Trái đất.
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự xuất hiện của sự đảo ngược địa từ thường liên quan đến những thay đổi nhanh chóng của dòng chảy trong lõi Trái đất. (Ảnh: Theguardian).
Hiện tượng đảo ngược địa từ của Trái đất cũng sẽ có tác động quan trọng đến sự thay đổi cường độ từ trường toàn cầu. Đảo ngược địa từ là sự thay đổi đột ngột 180 độ theo hướng của trường địa từ, hiện tượng này đã xảy ra nhiều lần trong lịch sử Trái đất. Sự đảo ngược địa từ có liên quan chặt chẽ đến những thay đổi của dòng vật chất trong lõi Trái đất.
Nguyên nhân suy giảm cường độ từ trường toàn cầu có liên quan chặt chẽ đến những thay đổi trong chuyển động bên trong lõi Trái đất. Những thay đổi này bao gồm những thay đổi về tốc độ quay của Trái đất và tác động của những thay đổi vật lý và hóa học trong lõi Trái đất.
Trong tương lai, các nhà khoa học vẫn cần tiếp tục nghiên cứu, khám phá cơ chế chuyển động bên trong lõi Trái đất để hiểu rõ hơn về hiện tượng biến đổi từ trường toàn cầu và đưa ra những dự đoán, đánh giá chính xác về những biến đổi trong tương lai của nó. (Ảnh: Zhihu).
Ảnh hưởng của việc suy giảm cường độ từ trường toàn cầu
Từ trường Trái đất là một phần thường bị bỏ qua nhưng lại quan trọng trong cuộc sống của chúng ta. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, các nhà khoa học đã quan sát thấy cường độ từ trường trên toàn cầu đang suy giảm. Vấn đề này đã thu hút sự chú ý rộng rãi vì sự suy yếu của từ trường có thể gây ra một loạt hiệu ứng, trong đó có sự gia tăng gió Mặt trời và tia vũ trụ.
Gió Mặt trời là dòng các hạt tích điện tốc độ cao từ Mặt trời đi qua quầng Mặt trời và bùng nổ hoạt động trong quầng nhật hoa rồi đi vào từ trường của Trái đất. Khi cường độ của từ trường toàn cầu giảm, khả năng tiếp cận gió Mặt trời sẽ tăng lên. Điều này dẫn đến có nhiều gió Mặt trời đi vào bầu khí quyển Trái đất hơn, có tác động rõ ràng hơn đến tầng điện ly và môi trường điện từ của Trái đất.
Tầng điện ly là một lớp khí bị ion hóa nằm ở lớp ngoài của bầu khí quyển Trái đất. Nó có thể phản xạ hoặc khúc xạ sóng vô tuyến và ảnh hưởng đến hệ thống liên lạc và định vị vô tuyến. Gió Mặt trời tăng lên có thể gây ra những thay đổi trong tầng điện ly, ảnh hưởng đến độ tin cậy của thông tin liên lạc và điều hướng vô tuyến. Năng lượng của các hạt tích điện trong gió Mặt trời cũng có thể gây hư hỏng cho vệ tinh và các thiết bị không gian khác, làm tăng nguy cơ xảy ra thời tiết không gian. (Ảnh: Universetoday).
Tia vũ trụ là các hạt năng lượng cao đến từ không gian sâu và bao gồm các proton, ion nặng và electron. Từ trường Trái đất có thể chống lại sự xâm nhập của tia vũ trụ và bảo vệ chúng ta khỏi bức xạ tia vũ trụ. Tuy nhiên, khi cường độ từ trường toàn cầu giảm đi, các tia vũ trụ tiếp cận dễ dàng hơn.
Tác động tiềm ẩn của tia vũ trụ tới con người và Trái đất là vấn đề rất được quan tâm. Các tia vũ trụ năng lượng cao có thể xuyên qua các sinh vật sống và gây ra tác động tàn phá lên các mô của con người, làm tăng nguy cơ mắc bệnh ung thư và các bệnh mãn tính khác. Các tia vũ trụ cũng có thể tác động đến bầu khí quyển Trái đất, gây ra các vấn đề về bức xạ ở độ cao lớn và tăng cường tia cực tím. Điều này cũng có thể có tác động tiêu cực đến đa dạng sinh học và cân bằng hệ sinh thái.
Sự gia tăng gió Mặt trời và tia vũ trụ do cường độ từ trường toàn cầu suy giảm có tác động quan trọng đến Trái đất và con người. Chúng không chỉ có thể cản trở hoạt động bình thường của hệ thống liên lạc và định vị vô tuyến mà còn có thể gây hư hỏng cho thiết bị không gian và vệ tinh. (Ảnh: Smithsonianmag).
Bức xạ từ tia vũ trụ tiềm ẩn những rủi ro đối với sức khỏe con người và môi trường. Các nhà khoa học và chính phủ nên đẩy mạnh nghiên cứu về sự thay đổi từ trường toàn cầu và thực hiện các biện pháp phòng ngừa thích hợp để giảm tác động của những rủi ro tiềm ẩn này và bảo vệ hành tinh cũng như sức khỏe con người của chúng ta.
Hậu quả có thể xảy ra của sự suy giảm cường độ từ trường toàn cầu
Sự suy giảm cường độ từ trường toàn cầu sẽ dẫn đến nhiều hư hỏng hơn trong các thiết bị điện tử được sử dụng hàng ngày. Từ trường tạo thành lớp bảo vệ trên Trái đất có thể chịu được tác động trực tiếp của tia vũ trụ và gió Mặt trời lên Trái đất. Nó đóng vai trò quan trọng trong việc ngăn chặn các hạt năng lượng cao xâm nhập vào khí quyển và làm hỏng các linh kiện điện tử nhạy cảm.
Khi cường độ từ trường giảm, khả năng bảo vệ này cũng giảm đi, khiến các thiết bị điện tử dễ bị bức xạ hạt hơn. Điều này có thể dẫn đến nhiều thất bại lớn trong nghiên cứu khoa học và mất dữ liệu, dẫn đến tổn thất tài chính lớn cho các cá nhân và công ty. Đặc biệt đối với một số thiết bị quan trọng như thiết bị y tế và dụng cụ hàng không vũ trụ, nếu hỏng hóc sẽ gây ra hậu quả nghiêm trọng hơn.
Khi cường độ từ trường giảm, khả năng bảo vệ cũng giảm đi. (Ảnh minh họa: Zhihu).
Sự suy giảm cường độ từ trường toàn cầu cũng có thể dẫn đến sự gián đoạn nghiêm trọng trong liên lạc giữa các thiết bị điện tử. Truyền thông không dây là nền tảng quan trọng của xã hội hiện đại, từ điện thoại di động đến thông tin vệ tinh, truyền tải dữ liệu không dây đã trở thành một phần không thể thiếu của con người.
Từ trường yếu sẽ ảnh hưởng đến chất lượng truyền tín hiệu không dây, khiến tín hiệu bị yếu, mất hoặc sai lệch. Điều này sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến việc giao tiếp và trao đổi thông tin giữa con người với nhau. Các nhà cung cấp dịch vụ mạng và các công ty viễn thông sẽ phải đối mặt với những thách thức rất lớn, họ cần đầu tư nhiều nguồn lực hơn để duy trì chất lượng tín hiệu và sự ổn định nhằm đảm bảo tiến trình thông suốt của truyền thông không dây.
Từ trường yếu sẽ ảnh hưởng đến chất lượng truyền tín hiệu không dây. (Ảnh minh họa: Livescience).
Sự suy giảm cường độ từ trường toàn cầu cũng có thể có những ảnh hưởng khác đến hoạt động bình thường của thiết bị điện tử. Ví dụ, từ trường rất quan trọng đối với độ chính xác của la bàn và hệ thống định vị. Nhưng khi cường độ từ trường yếu đi, có thể xảy ra lỗi trong việc dẫn đường của la bàn và độ chính xác của thiết bị định vị cũng sẽ bị ảnh hưởng. Điều này sẽ cản trở nghiêm trọng đến khả năng định vị và định vị của con người, có thể gây ra thảm họa, đặc biệt đối với các hoạt động hàng hải, hàng không và quân sự.
Tác động của sự suy giảm cường độ từ trường toàn cầu đối với các thiết bị điện tử là rất nhiều mặt. Từ trục trặc thiết bị, gián đoạn liên lạc đến lỗi điều hướng, những tác động bất lợi này có thể gây thiệt hại rất lớn cho các cá nhân và xã hội. Các nhà khoa học đang rất chú ý đến vấn đề này và nỗ lực tìm giải pháp chống lại sự thay đổi toàn cầu này. Trong tương lai, chúng ta cần tăng cường bảo vệ thiết bị điện tử để giảm thiểu tổn thất do những tác động bất lợi này gây ra và cung cấp môi trường hoạt động đáng tin cậy hơn cho thiết bị điện tử của chúng ta.