DÜNYA'NIN MANYETİK ALANI

Dış çekirdeğin sıvı hali, Dünya'nın manyetik alanın kaynağı görülüyor. Alttaki katmanlarda ise, sıcaklıklar, mıknatıslık özelliğinin ortadan kalktığı Curi sıcaklığı'nın üzerinde. Dolayısıyla, yerin manyetik alanını, atomların manyetik çift kutupluluğunun eşyönlüleşmesiyle açıklamak imkânsız. Geriye bir olasılık kalıyor. O da dış çekirdekteki sıvı akıntılarının yol açtığı, kendi kendisini ayakta tutan bir dinamo etkisi. Yerin, kendi ekseni etrafında dönmesi nedeniyle, dış çekirdeğin, alt ve üst yarısında oluşan, zıt yönler de spiral akıntılardaki sıvı demirin elektrik iletkenliğinin, zıt yönlü spiral akımlar oluşturduğu düşünülüyor.
5200 km'ye inildiğinde, sıcaklık 4300°C'yi aşarken, çekirdeğin iç kısmına girilmiş oluyor. 1200 km kalınlığındaki bu katman, hemen tümüyle demirdir. Sıcaklığın, dünyanın merkezinde, 5200°C' ye ulaşmasına rağmen, basınç 325 Gpa'lı aşmış olduğundan, iç çekirdek katı haldedir.

DÜNYA'NIN MANYETİK ALANI DEĞİŞİYOR: KUTUPLAR NEREYE KAYIYOR?
Pusulanın iğnesi bir gün, kuzey yerine güneyi gösterecek. Gezegenimizin manyetik kutupları, binlerce yıl süren dönemlerin ardından, yer değiştiriyor. Bize olağandışı gibi görünen bu durum, aslında milyarlarca yıldır tekrarlanıyor. Ne var ki, insanoğlu tarihi boyunca böyle bir değişimle hiç karşılaşmadı. Dünya'nın manyetik alanı, bizi kozmik ışınım gibi tehlikelerden koruyan bir kalkan. Manyetik kutupların yer değiştirmesi sırasında, manyetik alanın önemli ölçüde azaldığı düşünülüyor. Bu nedenle, değişim sürecinin özellikle gezegenimizdeki yaşam üzerinde birtakım etkilerinin olması kaçınılmaz. Bilim adamları, şimdi yeni bir değişim sürecinin başlamak üzere olduğunu vurguluyorlar. Hatta birçoğuna göre, bu süreç çoktan başladı bile.

PERİYODİK TERSİNME
Manyetik alandan yalnızca pusulayla yönümüzü bulurken yararlanmıyoruz. Aslında, yeryüzündeki yaşamın ona bağlı olduğunu söylemek yanlış olmaz. Çünkü manyetik alan, bizi uzaydaki zararlı ışınımdan korumakla kalmıyor, yeryüzünde ve denizlerde yaşayan birçok canlı, yönlerini bulabilmek için de manyetik alandan yararlanıyor. Peki, ya bu alan bir gün yok olursa, ya da tersinirse(yer değiştirirse) ne olur? Araştırmalar, gezegenimizin manyetik alanının düzenli olarak yer değiştirdiğini gösteriyor. Yer değiştirme süreci, 100 bin ila 1 milyon yılda bir gerçekleşiyor ve ortalama 5 bin yılda tamamlanıyor. Bu süreler bize uzun gibi görünebilir. Ancak yapılan son araştırmalar, yeni bir tersinmenin eşiğine gelmiş olabileceğimizin ipuçlarını veriyor.

Yer değiştirme(tersinme) sürecinde, manyetik alan ciddi bir kararsızlık yaşıyor. Hatta bu sırada, uzun bir süre iki kutuplu manyetik alanın şiddeti önemli ölçüde düşüyor. Çok kutuplu bir manyetik alan oluşuyor. Manyetik alanın şiddetinde son birkaç yüzyıl içinde gözlenen hızlı düşüş, bilim çevrelerinin dikkatini çekiyor. Geçmişle ilgili kayıtlara bakıldığında, böyle bir düşüşün bir kutup tersinmesi öncesi gerçekleşen tipik bir durum olduğu görülüyor.

OZON TABAKASININ BOZULMASI
Manyetik alanın şiddetinde ve biçiminde oluşacak değişiklikler, yüklü parçacıkların atmosfere giriş biçimini etkileyecek. Bu durum, kutup ışıklarına ilgi duyanları belki sevindirecek; ancak yeryüzüne ulaşan zararlı ışınımın önemli ölçüde artmasına neden olacaktır. Eğer bu durum atmosferdeki ozonun bozunmasına yol açarsa, morötesi ışınımın yeryüzüne daha fazla ulaşması kaçınılmaz olacaktır. Bu olayın elektronik alt yapıya vereceği zararın yanında; daha korkutucu olan, aşırı radyasyonun yol açacağı kanser ve genetik mutasyonlardır.

Bazı araştırmacılar, belli dönemlerde canlıların büyük bölümünün soyunun tükenmesini, manyetik kutupların değişim sürecine bağlıyorlar. Yeryüzüne ulaşan yüklü parçacıklar, ayrıca iletişim hatlarına ve yörüngede dolanan uydulara ciddi zararlar verebilirler.

PUSULANIN İBRELERİ DEĞİŞİR
Manyetik alanın kaybolması, manyetik kutupların yer değiştirme sürecinde orta noktaya karşılık geliyor. Yer değiştirme(tersinme) tamamlandığında, pusulaların ibreleri kuzey yerine güneye, Antarktika'ya yönelecek. Eski kayalar içine hapsedilmiş manyetik mineraller, son 100 milyon yıl içinde, yaklaşık 170 kere kutup yer değiştirmesi(tersinme) yaşandığını gösteriyor. Dünya'nın en son manyetik tersinmesi ise, 780 bin yıl önce yaşanmış. Dünya'nın eski zamanlarında, tersinim periyodunun her 100 ya da 1000 senede bir olduğu düşünülüyor.

JEOMANYETİZMA VE PALEOMANYETİZMA
Manyetik alanın tersinmesini ve zamanını araştıran bilim dalları vardır. Bu bilim dalları; Jeomanyetizma ve Paleomanyetizma'dır. Bu iki bilim dalı, Yer'in çekirdeğinden uzaya kadar Yer manyetik alanını, Yerküre yapısı, dinamiği ve gelişimini konu alan çalışmaları kapsar.

JEOMANYETİZMA
Jeomağnetizma uzmanları, günümüzde yerin magnetik alanını ölçerek, yermagnetik alanının kökenini araştırmaya çalışırlar.
Yer'in manyetik alanının özelliklerini kısaca açıklayalım: Havada yatay bir düzlem üzerinde, serbestçe hareket edebilen bir mıknatıs çubuğun veya aynı durumda olan pusula ibresinin, bir ucu sağa, sola hareket ettikten sonra; Yerküresi'nin coğrafik kuzey kutbuna yönelir. Ancak ibrenin hareketsiz duruma geldiği anda gösterdiği bu yön, tam olarak coğrafik kuzey kutup noktası değildir. Buna yakın yerin kuzey manyetik kutbudur ve bu iki nokta arasında 11,6 derecelik bir açı vardır.
Pusula ibrelerinin gösterdiği yön ile, coğrafik kutup noktası arasındaki açıya, sapma açısı veya deklinasyon açısı denir ve (D) harfi ile gösterilir. Bu açı, her yerde farklı değerler alır. Sapma açısının sıfır olduğu yerlerde, pusula ibresi, aynı zamanda coğrafik kuzey kutbunu gösterir.

PALEOMANYETİZMA
Kayaçlardaki doğal kalıcı manyetizmanın yönlerinin ölçülerek, Yer'in manyetik alanının, jeolojik, arkeolojik ve kozmik geçmişteki durumunun incelenmesi yöntemine, paleomanyetizma denir.
Paleomanyetik araştırma, arazi üzerinde, çok sayıda yönlü kayaç örneği almakla başlar. Volkanik kayaçlarda birçok lav akıntılarından, sediment kayaçlarda ise, en az on binlerce senelik serilerinden değişik örnekler toplamak gerekir.
Paleomanyetizma uzmanları, kıtalar ve okyanuslardan elde edilen kayaç ve sedimanlarda varolan fosil(kalıntı) mıknatıslanmayı yorumlarlar. Bu kayaç ve sedimanlar; okyanus tabanı yayılması, kıtaların kayması ve yer manyetik alanın, kutup yer değiştirmeleri gibi kayıtları üzerinde barındırırlar. Jeomanyetizma ve paleomanyetizma çalışmalarında bir diğer anahtar kavram; manyetik minarelerin fiziksel ve kimyasal yapısıdır. Ayrıca elektromanyetik dalgalarla yer içinde yapılan indüksiyon, Gezegenimiz içindeki derin yapılar hakkında bize bilgi verir.

MANYETİK KUTUPLARIN DEĞİŞİM İZLERİ KAYALARDA
Gezegenimizin geçmişinde gerçekleşmiş manyetik kutup değişimlerinin izlerini aramak için en uygun yer kayalar. Manyetit ve hematit gibi demir oksitleri mıknatıslanma özellikleri sayesinde geçmişin kayıtlarını tutarlar. Yanardağ patlamaları sırasında akan lavlar, mıknatıslanma özelliği olan demir bileşiklerini de yeryüzüne taşır. Sıcak lavlar sıvı halde olduğundan, içerdikleri demir bileşikleri Dünya'nın manyetik alanına göre yönlenirler. Lav katmanı yaklaşık 580°C'ye soğuduğunda katılaşır. Ve hareket edemeyen demir bileşikleri, lavın katılaştığı andaki manyetik alanın yönünü kaydetmiş olurlar. Bu kayaların tarihlendirmesi yapılarak ve içerdiği demir oksit minerallerinin yönüne bakılarak, manyetik alanın ne zaman ne biçimde olduğu anlaşılabilir. Hatta manyetik alan şiddeti bulunabilir. Manyetik alan tersinmelerinin kronolojisi belirlenirken, ilk olarak yeryüzündeki kayaların geleneksel tarihlendirme yöntemleri kullanılarak yaşları bulunuyor. Bu, araştırmacıların kayaların ne kadar süre önce oluştuğunu, dolayısıyla ne zaman mıknatıslandıklarını bulmalarını sağlıyor.

OKYANUS TABANINDAKİ İZLER
Daha duyarlı ölçümler, okyanus tabanın tarihlendirilmesiyle yapılabiliyor. Okyanus tabanını oluşturan kabuk, çok düzenli ve sürekli bir biçimde oluşuyor. Okyanus ortası sırtlardan dışa doğru ilerleyen kabuktaki mıknatıslanma anormallikleri, gezegenimizin manyetik alanındaki değişimleri gösteriyor.
LAV AKINTILARININ YÖNÜ
Kutupların yer değiştirmesi süreçleriyle ilgili herkesin düşünce birliğinde olduğu bazı noktalar da var. Öncelikle, manyetik alanın şiddeti, tersinme sırasında, öncesine ve sonrasına göre düşük oluyor. Bu durum, Oregon'daki Steens Dağı'ndaki gibi lav akıntılarıyla oluşmuş katmanlardan elde edilen çok sayıda veriyle desteklenmiştir. Steens Dağı'ndan elde edilen veriler, o sırada meydana gelen tersinme sürecinin başka dönemlere ait başka kayıtlarda da olduğu gibi, toplam 5000 yılda tamamlandığını gösteriyor.

California Üniversitesinden Rob Coe ve ABD Jeolojik Araştırmalar Merkezince yürütülen çalışmada, kutupların değişme süreci başından sonuna izlenebiliyor. Coe ve Prevot, alan yönünün çok daha kısa sürede önemli ölçüde değiştiğini gösterdi. Bu ancak, manyetik alanın birkaç gün gibi çok kısa bir süre içinde, önemli ölçüde yön değiştirmesiyle açıklanabilir. Lav akıntısı bir yerde biriktiğinde, dışarıdan içeriye doğru, alttan ve üstten soğumaya başlar. En son, birikintinin ortası soğur. Soğuma uzun sürmediği için, genellikle bir katmanın her yerinden alınan örnekler aynı yönü gösterir. Ancak, Steens Dağı'ndaki bu iki katmanın altından ve üstünden alınan örnekler bir yönü gösterirken, katmanların ortasından alınan örnekler, bir başka yönü işaret ediyor. Bu katmanlardan biri, katmanın soğuma süreci boyunca manyetik alan yönünün 80° kadar değiştiğini gösteriyor. Böyle bir katmanın, yaklaşık 13 günde soğuyabileceğini tahmin eden araştırmacılar, değişimin de bu süre içinde gerçekleştiği sonucuna vardılar. Coe ve Prevot'un Steens Dağı'ndaki verilerle ilgili bu ilk yorumları, 1995 yılında Nature dergisinde yayımlandı.
Özellikle bir konuda, manyetik alanın tersinmesini tetikleyen mekanizmanın ne olduğu konusunda hala kimsenin net bir düşüncesi yok.

MANYETİK ALAN ŞİDDETİ AZALIYOR VE KALKAN ZAYIFLIYOR
ABD'deki Minnesota Üniversitesinden Stefanie Brachfeld ve Subir Banerjee'nin, geçtiğimiz aylarda yayınladıkları veriler, gezegenimizin toplam manyetik alan şiddetinin, 500 yıl önce azalmaya başladığını ve bunun dikkate değer bir azalma olduğunu göstermektedir.Manyetik alanın azalması, şimdiden bazı yerlerde kendini belli ediyor. Örneğin, günümüzde ölçülen en düşük manyetik alan şiddeti, Atlantik Okyanusu'nun güneyinde bir bölgede bulunuyor. Bu bölge,
yapay uydulara zarar verebilecek düzeyde, yüklü parçacıklar içeriyor.

Alçak yörünge de dolanan ve yörüngeleri bu bölgeden geçen uydularda bazı bozulmalar gözleniyor. NASA'nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi'nden Jim Heirtzler, gezegenimizin manyetik kutuplarındaki alan şiddetinin azaldığını söylüyor. Ve çok kutuplu hale gelmesi nedeniyle, birkaç yüzyıl içinde, belli bölgelerdeki manyetik alan şiddetinin, sıfıra kadar düşebileceğini ilave ediyor.

Normalde manyetosfer, bu parçacıklara karşı yeryüzünden yaklaşık 64.000 kilometre yüksekte, küresel bir kalkan oluşturur. Bu kalkanın zayıflaması, ya da manyetik alanın çok kutuplu hale gelerek parçalanması söz konusudur. Bunun sonucu olarak, Güneş rüzgarıyla gelen yüksek enerjili parçacıkların, atmosfere ulaşması, atmosferde ve yeryüzünde bazı yıkımlara yol açması bekleniyor.