Slabnutí magnetického pole Země: Hrozba pro bezpečnost ve vesmíru
V posledních více než deseti letech vzbuzuje rostoucí anomálie v zemském magnetickém poli obavy vědců. Tato slabost, nacházející se nad jižním Atlantikem, ohrožuje bezpečnost satelitů, astronautů a ztěžuje pochopení vnitřních dynamik naší planety.
Magnetické pole Země funguje jako neviditelný štít, odrážející sluneční částice, které neustále bombardují naši planetu. Bez něj by radiace představovala závažné nebezpečí pro elektronické systémy, satelity a zejména pro živé organismy. Tato slabost, nazývaná Anomálie jižního Atlantiku, se od roku 2014 rozšiřuje a zintenzivňuje, což čím dál více vystavuje satelity a astronauty kritickým dávkám radiace.
Díky datům z mise Swarm, kterou provozuje Evropská kosmická agentura (ESA), tým vedený Chrisem Finlayem, profesorem geomagnetismu na Technické univerzitě v Dánsku, publikoval v říjnu 2025 studii, která podrobně analyzuje tento znepokojivý jev spojený s hlubokými pohyby zemského jádra.
Rostoucí magnetická anomálie
Konstellace Swarm ESA zahrnuje tři satelity, které byly vypuštěny v roce 2013, aby měřily složky magnetického pole. Data z této mise umožnila s dříve nepoznanou rozlišovací schopností zmapovat oblast slabosti. Mezi lety 2014 a 2025 se anomálie rozšířila o přibližně 1 % zemského povrchu, což představuje přibližně 5 milionů kilometrů čtverečních, což je ekvivalentem poloviny rozlohy Evropy.
V této oblasti dosahuje intenzita magnetického pole hodnot výrazně nižších než globální průměr. Nejnižší zaznamenaná hodnota dosahuje 22 094 nanoteslů, zatímco průměr v jiných oblastech činí 40 000 až 60 000 nanoteslů. Pokles o 336 nanoteslů od roku 2014 naznačuje konstantní degradaci. Není to poprvé, co byla taková anomálie detekována; geologické studie dokazují, že tato oblast vykazuje nestabilní magnetickou aktivitu již přibližně 11 milionů let. Nicméně rozsah a rychlost současné změny jsou na lidské měřítko bezprecedentní.
Chris Finlay uvádí, že pozorované variace „není jednotné“. Slabost se vyvíjí rychleji ve východní části, jihozápadně od Afriky, než na západ směrem k Jižní Americe. To naznačuje složitější vnitřní dynamiku, než jednoduché lineární oslabení. Fenomén se zrychluje od roku 2020 a modely předpovídají, že by se mohl nadále rozšiřovat, pokud by vnitřní podmínky zemského jádra zůstaly stejné.
Konkrétní dopady na satelity a bezpečnost ve vesmíru
Hlavní důsledky Anomálie jižního Atlantiku spočívají v jejím dopadu na satelity a infrastrukturu na nízké oběžné dráze, která se pohybuje mezi 400 a 1000 kilometry nad Zemí. V této oslabené oblasti se ochranná magnetická bariéra ukazuje jako méně účinná proti energetickým slunečním částicím. Satelity procházející touto zónou tak čelí zvýšenému vystavení kosmickému záření, což může mít za následek elektronické poruchy, ztrátu dat a dokonce i nezvratné technické poruchy.
Senzory na palubě, zejména citlivé elektronické obvody, se stávají náchylnějšími k jevům nazývaným SED (Single Event Disruption), které způsobují energetické částice pronikající do komponent. K těmto anomáliím již několikrát došlo na komunikačních a zemědělských satelitech pravidelně nad touto oblastí. Finlay uvádí, že „satelity na nízké oběžné dráze jsou silněji vystaveny v SAA než v jakékoli jiné části světa“.
Problém se netýká pouze techniky. Astronauti pobývající na Mezinárodní vesmírné stanici, která také pravidelně prochází touto zónou, jsou rovněž postiženi. I když jejich pobyt na orbite je dočasný (několik měsíců), jejich opakované vystavení těmto radiacím může vést k poškození buněk nebo zvýšenému riziku rakoviny, jak ukázaly různé lékařské studie o účincích ionizujícího záření.
Aby se omezily účinky, musí výrobci satelitů a vesmírných zařízení „posílit“ své systémy, aby lépe odolávaly prostředím s vysokou radiací. Tato řešení však mají technologické a ekonomické náklady. Čím více se zóna rozšiřuje, tím více těchto požadavků se týká různých misí, což podtrhuje potřebu nepřetržitého monitorování a přizpůsobení letových plánů v závislosti na variacích anomálie.
Co anomálie odhaluje o hlubinách Země
Expanze Anomálie jižního Atlantiku především představuje povrchový projev hlubokých procesů probíhajících v zemském jádru. Magnetické pole je generováno pohyby tekutého železa v vnějším jádru, nacházejícím se zhruba 3000 km pod našima nohama. Tyto složité pohyby vytvářejí přírodní dynamo, vytvářející elektrické proudy a tím pádem i globální magnetické pole.
Ve zóně anomálie vědci identifikovali zvláštní jev, nazývaný zpětný tok. Jde o oblasti, kde magnetické pole již nevychází z jádra, ale vrací se do něj. Tato konfigurace narušuje obvyklou strukturu pole, místně způsobuje jeho oslabení. Díky datům v vysokém rozlišení ze Swarm mohou vědci sledovat tyto anomálie v pohybu. Podle Finlayho se „jeden z těchto patchů pomalu posouvá na západ pod jižní Afrikou a přispívá k prohloubení magnetického minima“.
Tato pozorování odpovídají širším geofyzikálním modelům naznačujícím nestabilitu v přechodu mezi tekutým jádrem a pevným pláštěm. Tyto skryté struktury silně ovlivňují chování magnetického pole na povrchu, avšak jejich dynamika není dosud dostatečně chápána kvůli nedostatku přímého přístupu.
Je třeba poznamenat, že i přes tuto regionální slabost nebyly detekovány žádné známky globální magnetické inverze. Inverze pólů – přírodní jev, kdy se severní a jižní magnetický pól vymění – se v historii Země odehrála stovkykrát. Aktuální data však nenaznačují, že by k takovému události mohlo dojít v blízké budoucnosti. Vědci hovoří o fluktuaci na měřítku několika dekád až století, což je inherentní k chaotickému chování zemského jádra.
Asymetrické a měnící se magnetické pole
Jak lze vidět, zemské magnetické pole nefunguje jako homogenní ani dokonale centrické pole. Na rozdíl od zjednodušeného obrazu přímého magnetu je struktura pole složitá a asymetrická, s oblastmi vysoké intenzity a jinými slabšími, rozdělenými nerovnoměrně po celém světě. Mise Swarm umožnila zmapovat tyto variace s bezprecedentní přesností.
Na jižní polokouli je identifikována jediná oblast silného magnetického pole, zatímco na severní polokouli soustředí síla do dvou hlavních regionů: některé nad Kanadou, druhé nad Sibiří. Obě tyto zóny se však nevyvíjejí stejným způsobem. Od roku 2014 osláblo pole nad Kanadou o 801 nanoteslů s poklesem o 0,65 % (téměř velikost Indie). Naopak pole se posílilo nad Sibiří, získávající 260 nanoteslů a plocha odpovídající Grónsku.
Tato vývojová dynamika vysvětluje částečně rychlou migraci magnetického severního pólu směrem na Sibiř, kterou pozorujeme od poloviny 19. století. Toto zrychlení od roku 2000 představuje technickou výzvu pro navigační systémy založené na magnetickém severu, zejména v letectví, vojenských aplikacích a GPS.
Tato transformace magnetického pole, popisovaná jako globální redistribuce oblastí intenzity, je indikátorem turbulentních pohybů zemského jádra. Podle nejnovějších modelů jsou tyto změny spojeny s modifikací konvekce uvnitř vnějšího jádra. ESA uvažuje o prodloužení mise Swarm až do roku 2030. Toto období se shoduje s minimem sluneční aktivity, což umožní lepší rozlišení mezi slunečními variacemi a interními signály.
