Từ trường Trái Đất có thể sắp đảo cực và chúng ta vẫn chưa biết phải làm sao

Từ trường của Trái Đất là trường lực vô hình bao lấy hành tinh, bảo vệ chúng ta khỏi những bức xạ có hại từ Mặt Trời bằng cách phản xạ các hạt mang điện trở lại không gian. 

Từ trường này là liên tục thay đổi và trên thực tế, lịch sử Trái Đất đã có khoảng vài trăm lần 2 cực đổi chiều nhau, cực bắc đổi thành cực nam và ngược lại. Vậy điều đó sẽ ảnh hưởng gì tới chúng ta?

Trong quá trình đảo chiều thì từ trường vẫn không phải tuột về 0, chỉ là hơi yếu đi và hình thành nên những hiện tượng phức tạp. Các nhà khoa học ước tính khi đó, từ trường sẽ yếu đi khoảng 10% so với bình thường và các cực từ có thể xuất hiện tại xích đạo hoặc thậm chí là sẽ có sự tồn tại đồng thời của nhiều cực bắc và cực nam.

Trung bình quá trình đảo cực của từ trường Trái Đất diễn ra vào khoảng vài triệu năm mỗi lần. Tuy nhiên, khoảng thời gian đảo cực thì rất bất thường và có thể kéo dài trong suốt hàng chục triệu năm. Đồng thời còn có sự đảo cực tạm thời và không hoàn toàn. Khi đó các cực từ sẽ di chuyển ra khỏi điểm cực địa lý, sau đó có thể vượt qua cả xích đạo và cuối cùng trở lại vị trí ban đầu.

Khi đảo cực, từ trường sẽ yếu đi khoảng 10% so với bình thường.

Lần đảo cực hoàn toàn gần đây nhất là Brunhes-Matuyama, diễn ra cách đây 780.000 năm. Còn đợt đảo cực tạm thời, Laschamp, xảy ra vào khoảng 41.000 năm trước. Nó kéo dài khoảng 1000 năm với sự thay đổi thực tế của các cực kéo dài khoảng 250 năm.

Liệu có mất điện toàn cầu hay tuyệt chủng hàng loạt?

Đầu tiên, sự thay đổi từ trường Trái Đất sẽ làm giảm hiệu quả che chắn, từ đó tăng mức độ bức xạ xuống dưới bề mặt Trái Đất. Đồng thời, việc gia tăng các hạt mang điện đi tới Trái Đất có thể tăng nguy cơ đối với hoạt động của các vệ tinh, ngành hàng không và các cơ sở hạ tầng điện dưới mặt đất. Những cơn bão từ trường cũng là điều có thể xảy đến khi từ trường Trái Đất suy yếu.

Vào năm 2002, một cơn bão từ mang tên Halloween đã gây mất điện trên diện rộng tại Thụy Điển, khiến các chuyến bay phải đổi hướng để tránh nguy cơ mất liên lạc và tiếp xúc với bức xạ, đồng thời cơn bão còn phá hỏng hệ thống vệ tinh cùng nhiều hệ thống thông tin liên lạc khác. Tuy nhiên, ảnh hưởng của một cơn bão từ cỡ lớn đối với các cơ sở hạ tầng điện tử ngày nay vẫn còn chưa thể ước tính một cách chính xác.

Tuy nhiên, nếu như không có điện, không có điều hòa, không có lò sưởi, không có GPS, không có internet thì sẽ là một tác động cực lớn đối với cuộc sống con người. Nếu xảy ra trên diện rộng thì có thể dẫn tới thiệt hại kinh tế lên tới hàng chục tỷ đô hoặc hơn nữa.

Sự đảo cực và những đợt phun trào núi lửa kéo dài có thể cùng cùng một nguyên nhân.

Về tác động của việc đảo cực đối với sự sống tự nhiên trên Trái Đất, bao gồm cả động vật và con người thì hiện nay, chúng ta không thể dự đoán bất cứ điều gì về nó. Nguyên nhân là do lần đảo cực gần đây nhất thì con người hiện đại vẫn chưa xuất hiện. Một số nghiên cứu trước đây đã liên kết các đợt đảo cực khi xưa với sự tuyệt chủng hàng loạt.

Kết quả cho thấy rằng sự đảo cực và những đợt phun trào núi lửa kéo dài có thể cùng cùng một nguyên nhân. Tuy nhiên hiện chưa có bất kỳ bằng chứng nào cho thấy sắp có những đợt phun trào kéo dài nên có thể con người sẽ đối diện với sự đảo cực nếu nó nó xảy ra sớm hơn.

Những gì chúng ta có thể biết tính tới hiện tại là một số loài động vật có khả năng cảm nhận được từ trường Trái Đất. Chúng có thể sử dụng khả năng này để hỗ trợ cho các hành trình di cư dài. Nhưng vẫn chư rõ là tác động của sự đảo cực lên các loài này như thế nào. Dù vậy, loài người đã vượt qua được lần đảo cực tạm thời Laschamp và sự sống trên Trái Đất vẫn tồn tại qua hàng trăm lần đảo cực trong lịch sử.

Chúng ta có thể dự đoán đảo cực hay không?

Có một thực tế đơn giản rằng chúng ta quá chậm chạp trong việc chuẩn bị trước một sự đảo cực hoàn toàn và từ trường Trái Đất thì đã giảm 5% trong 100 năm qua. Từ đó người ta cho rằng từ trường sẽ đảo trong vòng 2000 năm tới. Tuy nhiên, sự kiện đó sẽ diễn ra chính xác vào thời điểm nào thì trình độ hiện tại vẫn chưa dự đoán được.

Còn gần 2000 năm để chuẩn bị cho việc từ trường đảo cực.

Từ trường Trái Đất được tạo ra từ phần lõi sắt nóng chảy và khuấy đảo chậm ở bên trong Trái Đất. Giống như khí quyển và đại dương, phần lõi này cũng chuyển động tuân theo các quy luật vật lý. Do đó, chúng ta có thể dự đoán được hành vi của phần lõi bằng cách theo dõi chuyển động của nó, tương tự như cách quan sát khí quyển và đại dương để dự báo thời tiết.

Một đợt đảo cực từ trường có thể so sánh như một cơn bão đang diễn ra trong lõi Trái Đất và từ trường vốn luôn biến động sẽ hơi rối rắm một chút trước khi trở lại bình thường. Cái khó ở đây là thời tiết thì có thể dễ dàng dự đoán trước vài ngày do chúng ta sống ngay trong khí quyền và trực tiếp quan sát nó, còn phần lõi thì không được như thế. Kỳ thực việc dự đoán hành vi của phần lõi Trái Đất nằm sâu 3000 km bên dưới hàng tá lớp đất đá là điều rất khó khăn và chỉ có thể tiến hành gián tiếp.

Tuy nhiên, chúng ta không phải là hoàn toàn mù: chúng ta đã biết được các thành phần chính của vật liệu bên trong lõi và biết thêm rằng nó ở dạng lỏng. Một mạng lưới các đài quan sát toàn cầu cùng hệ thống vệ tinh quay quanh Trái Đất có thể đo lường mức độ thay đổi của từ trường, từ đó cho phép chúng ta có thể hiểu được phần nào chuyển động của phần lõi.

Cùng với sự phát triển nhanh chóng của các mô hình dự đoán và những thí nghiệm nghiên cứu động lực học chất lỏng bên trong hành tinh, chúng ta có niềm tin rằng việc theo dõi hoạt động của phần lõi Trái Đất, từ đó dự đoán thời điểm đảo cực sẽ là điều có thể thực hiện được, từ đó có thể đưa ra biện pháp ứng phó thích hợp. Dù sao đi nữa, còn tới 2000 năm nữa cho chúng ta phát triển mà.