Giriş
Merhaba,
Bu yazımda; son yıllarda, biliminsanlarınca üzerine daha hassasiyet ile düşülmeye başlanan, değişim hızı son 100 yılda radikal şekilde artmaya devam eden Manyetik Kutup Terslenmesi ( Magnetic Reversal) olayı üzerinde duracağım.
Ancak bazı şeyleri anlatmaya başlamadan önce ön bilgi gerekir. Dünya'nın nasıl ve neden dev bir mıktnatıs gibi davrandığını ve dinamo etkisini anlatmak ile başlayalım...
Manyetik Alan Oluşumu
Dünya'mızı, içinde (11,5 derecelik bir açı ile duran) bir çubuk mıknatıs varmış gibi ve onun etrafında da manyetik alan oluşturan kuvvet çizgileri varmış gibi imgeleriz. Aşağıdaki resme bakınca daha iyi anlayacaksınız.
Dünya'mızın en dışında yaklaşık 35 km'lik ince bir kabuk var, onun altında büyük ve yoğun bir kütle olan manto vardır. 3000 km derinlerde de daha yoğun çekirdek var. Çekirdek de kendi içinde iç ve dış olarak ikiye ayrılır ve büyük oranda demir olmak üzere metallerden oluşur.
En önemli özelliklerinden biri de dış katmanın sıvı olmasıdır ve bu sıvı katmanın dönen bir disk gibi davranıyor olmasıdır. Dinamo'nun çalışması için gereken elektrik iletkenliği de çekirdeği oluşturan metaller sayesinde sağlanıyor. Maxwell denklemlerine göre bir yerde elektrik alan varsa orada manyetik alan gelişir.
Kendi kendini tetikleyen dinamo mekanizması sayesinde Dünya’nın çevresinde Faraday’ın tarif ettiği ilk dinamo teorisinde yer alan At Nalı gibi bir mıknatısa ihtiyaç olmadan, Dünya’nın içinde ve etrafında sürekli ama zaman içerisinde değişen bir manyetik alan oluşur.
Dünya’nın içinde kuvvet çizgilerini oluşturan çift kutuplu bir Dipol var olarak kabul ederiz. Bu yapının yer yüzeyindeki izdüşümlerine de Manyetik Kutuplar deriz
Coğrafi Kutup & Manyetik Kutup
Boğaziçi Üniversitesi Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü Jeofizik Anabilim Dalı Öğretim Üyesi Doç. Dr. Sabri Bülent Tank , bir röportajında bu konuyu aşağıdaki şekilde çok anlaşılır bir örnek ile açıklamış :
"Coğrafi kutup, Dünya’nın dönme ekseninin yer yüzeyindeki izleridir ve hemen hemen sabittir. Aslında onlar da senelik çok az da olsa bir kayma yaşıyorlar ve bu kayma da Dünya’nın dönerken kendi ekseninde yalpaladığının göstergesi. Bunu en ilkel manada şöyle düşünebilirsiniz, yumurtayı pişmiş halde döndürmeye çalışmanızla içinde sıvı olduğu halde döndürmeye çalışmanız arasında ciddi bir fark vardır. Dünya’yı da yumurta gibi düşünün, içi sıvı dolu ve bu sıvı sürekli yalpalıyor; dönüşün içerideki sıvıya etkisi olduğu gibi sıvının ürettiği manyetik alanın da manyetik kutuplara etkisi var. Coğrafi kutuplar ve manyetik kutuplar iki farklı düzenek, illa ki birbirleriyle ilgililer ama doğrudan bir ilişkileri yok. Coğrafi kutuplar manyetik kutuplara kıyasla olabildiğince sabit, çünkü manyetik kutuplar dış çekirdekteki sıvıların yer değiştirmesine bağlı olarak bazı değişimler yaşıyorlar. Bunun en ekstrem hali “Reversal” denilen terslenme dönemlerinde belirgin oluyor. Sıvı çekirdeğin ürettiği manyetik alanın da bir ekseni var ve yaklaşık olarak 11,5 derece ki bu da zaman içerisinde değişiyor."
Manyetik Kutup Sapmasındaki Artış
Manyetik Kutupların ortalama sapması 1900'lü yıllara kadar yılda 10km idi ancak bu tarihten sonra büyük değişimler gözlenmeye başladı ve yılda 55km 'ye kadar yükseldi ve artmaya devam ediyor.
2017 yılında Manyetik Kutup uluslararası gün çizgisi de denilen Başlangıç Meridyeni'nin 180 derece doğu/batı meridyen dairesini geçip Kanada buzullarından Sibirya'ya doğru yaklaştı.
Özellikle son 20 senedir manyetik kutup sapması, model olarak tuhaf davranmaya başladı. Bunun bazı endüstrilere doğrudan etkisi var.
Verileri uydudan alan GPS bazlı cihazlar/uygulamalar etkilenmiyor olsa da, yolunu manyetik kuzeye dayanarak bulan uçak ve gemiler, paraşütle atlayış yapanlar bu durumdan etkileniyor. Ordular da çoğu uygulamada manyetik kuzey bilgisini kullanıyor. Bunun önemini 80'lerde 90'larda daha sık duyduğumuz Bermuda Şeytan Üçgeni olaylarından hatırlarsınız.
(Yeni öğrendiğim bir bilgi olarak da :)
Havalimanlarındaki pist isimleri manyetik kuzeye göre belirleniyormuş. Detay isteyenler için : Pusuladan elde edilen 3 haneli sayı yuvarlanıp 2 haneye indirgenir ve bu sayının sonuna uçağın iniş yada kalkış yönüne göre LEFT , RIGHT (L,R) eklenirmiş.
Örnek : 1L-19R olan bir pist manyetik kuzeyin değişmesi sonrasında 2L-20R ismini alır.
ABD Ulusal Okyanus ve Atmosfer İdaresi ile İngiltere her 5 yılda bir manyetik kuzeyin yeni konumunu açıklıyor ancak bu yılki güncellemeyi erken duyurmuşlar çünkü beklenenden daha hızlı bir şekilde yer değiştirmiş.
Sebep
Manyetik Sapma yada Terslenme (Reversal) Dünya’ya özgü bir olay değildir . Manyeto-Hidro-Dinamik denilen bir alt çalışma alanıdır. Manyeto-hidro-dinamik sıvı ya da gazların manyetik alan üretme yeteneği ile ilgilenir yüksek keskinlikte matematik bilgisi gerektirir.
Formüller ve algoritmalar ile simülasyonlar yürütülerek manyetik alanın nasıl bir var olduğu matematiksel olarak modellenir. Formüller ve parametre sayısı çok fazla olduğu için ve simülasyonu çalıştırma süresi çok uzun olacağından, çok yüksek işlem kapasitesine sahip süper bilgisayarlar kullanmak gerekiyor.
Dünya 4 milyar yıldır manyetik alana sahip. Tamamının taranıp gerçekçi bir şekilde simüle edilmesi gerekli. Elimizdeki 150-200 senenin verilerine göre bir model geliştirilmiş aslında.
Simülasyonlar oldukça gerçeğe yakın şekilde çalışmayı başarmış ki terslenmeler bile tespit edilebilmiş. Geliştirilen modelde belli dönemlerde kutupların kaydığını görülmüş, daha sonra terslenme dönemlerinde, ki bu süreç yaklaşık olarak 10 - 15 bin sene sürüyor ve çok kutuplu bir karmaşa dönemi yaşanıyor. Ardından kutuplar terslendikten sonra yeniden sabit duruma geçiliyor.
Bir diğer neden olarak da (şahsen doğrudan ilgisi olmadığını düşünüyorum) bazı biliminsanları, Dünya'nın doğal olarak gelişmeyen insan çıkışlı iklim değişikliklerinin buna etkisi olduğunu düşünmekte.
(Ancak takdir edersiniz ki İnsanoğlu hala Kabuk'da yaşıyor ve yerin altına doğru çok derinlere müdahale edebilecek gücü yok. Yoksa var mı? Varsa bu dinamo etkisini hızlandırır mı? Atmosferik değişimlerin ise bu döngüdeki rolü çok az. )
Sonuç
Şu ana kadar bilinen tarihte - en azından sapienler döneminde - bu süreçten (Magnetic Reversal) geçmedik ama . Son 5 milyon yılda onlarca defa manyetik alan terslenmesi yaşanmıştır. Bunu kayaçların manyetizmasının farklı döneme ait farklı katmanlarda değişiklik göstermesinden ve kayaç yaşı ile ölçebiliyoruz.
Manyetik alan aynı zamanda Dünya'mızın kalkanıdır. Güneş patlamaları sırasında uzaya büyük miktarda madde saçılır. Dünya'nın kendi manyetik alanı bir savunma mekanizması gibi davranarak o maddeleri iter. Bunlar Dünya'ya girişini sadece kutuplardan yapabilir çünkü kutu manyetik alanın en zayıf olduğu yerler kutuplardır. (Yazının başındaki resme bakarsanız daha iyi şekillenir) . Kuzey ve Güney ışıkları dediğimiz Aurora'lar da yüklü parçacıkların atmosferdeki kimyasallarla reaksiyona girmesi sonucu titreşim olarak bize gözüken doğa olaylardır.
Manyetik alanın kısa süre için bile kaybolması / azalması - ki bu terslenme olayının başlamasından bitmesine kadar olan geçiş süresini biliminsanları ortalama 1000-15000 yıl olarak hesaplıyor, canlı yaşamı açısından ne kadar tehdit edici olduğunu siz düşünün.
Hatta şahsen benim de hemfikir olduğum ve bitirme tezimde de özellikle bahsettiğim bir teoriye göre Dinozor neslinin tükenmesi olayını da Manyetik Terslenme'ye bağlayan biliminsanları mevcut. Dünya'nın Manyetik Alan koruyucuları olan Van Allen Kuşakları bu geçiş sırasında azalacağı için UV gibi insan cildine zararlı ışınlar, Dünya'mıza azalmadan, doğrudan ve yüksek şiddette tesir edecek ve bunun etkilerinin nasıl olacağını bilmiyoruz.
Yürütülen simülasyonların birinde (2015) yakın gelecek için bir model öngörülmüştü (2020) ancak yapılan diğer bir çalışmada (2019) bu öngörünün yanlış olduğu saptandı. Sonuç itibari ile çok keskin matematik işlemleri, yüksek bilgi işleme gücü olan makinelerde, sadece insan girdileri (öngördüğümüz parametreler) ile hesaplama yapılabildiği için %100 bir tarih vermek ne kadar doğru tartışılır ancak son 100 yılda sapmanın giderek artması da yakın zamanda gerçekleşebileceğine bir delil olarak gösterilebilir. En azından bu sürecin başlamış olabileceği tahmini doğuruyor.
Bakalım, teoride kolayca "Katastrofik" olarak tabir edebileceğimiz ve yaşanacağı matematiksel ve istatistiksel olarak %100 kesin olan, daha önce tanık olmadığımız bu doğa olayı ile - sapienler ailesi olarak - ne zaman karşılaşacağız ?
Sevgiler
Alper
Kaynak vermek ile uğraşmayı sevmem. Manyetik Terslenmeler bitirme tezimin büyük bir parçası idi, Jeofizik Müh. olarak uzmanlık alanım sismik, kayaçlar gibi daha çok yer altını ilgilendiren konuların aksine daha çok Elektrik ve elekromanyetik konusu olan (yer) manyetik alanı idi. Manyetik Terslenmeye ait bilimsel çalışmaları takip etmeyi bırakmadım. Aktif olarak konu ile hep ilgilenmeye devam ediyorum.