Điều gì xảy ra khi trái đất đảo cực?

Liệu các cực từ của Trái đất sẽ đảo ngược? Và hậu quả sau khi đảo ngược là như thế nào?

Chúng ta đều biết rằng Trái đất có tồn tại từ trường. La bàn, một trong bốn phát minh vĩ đại của Trung Quốc, chính là sử dụng từ trường của Trái đất để xác định phương hướng.

Các nhà khoa học cho rằng từ trường của Trái đất đã có 3.45 tỷ năm lịch sử. Về việc nó ra đời như thế nào, đã có rất nhiều ý kiến ​​khác nhau trong 100 năm qua. Hiện tại, điều mà người ta đều có thể công nhận là Thuyết dynamo. Lý thuyết này cho rằng khi lõi Trái đất phát ra nhiệt, nó sẽ dẫn đến chuyển động đối lưu của sắt lỏng ở bên ngoài lõi Trái đất, tạo ra dòng điện, từ đó sinh ra từ trường. Tuy nhiên, lõi của Trái đất ở dạng gì thì chưa ai nhìn thấy. Vì vậy, lý thuyết này hiện tại vẫn chỉ dừng lại ở giai đoạn giả thuyết.

Đối với con người chúng ta, từ trường của Trái đất không chỉ giúp xác định phương hướng mà còn có vai trò to lớn hơn. Nó có thể chặn gió Mặt trời và các hạt tia vũ trụ tích điện, đồng thời bảo vệ tầng ozon hấp thụ tia cực tím, từ đó bảo vệ chúng ta khỏi các tia vũ trụ có hại.

Từ trường của Trái đất đã có 3.45 tỷ năm lịch sử.

Tuy nhiên, “nhân viên bảo vệ” này đã không tận tâm với nhiệm vụ của mình và thường xuyên phạm lỗi. Ví dụ, các cực từ thường bị trôi đi. Hiện nay, Cực Bắc từ đã không nằm ở cực Bắc của Trái đất, mà ở đảo Ellesmere, một hòn đảo nhỏ ở phía bắc của Canada, cách cực Bắc gần 500 km. Trên thực tế, kể từ khi được định vị vào năm 1831, Cực Bắc từ đã trôi dạt về phía Tây Bắc với tốc độ 10 km mỗi năm. Trong những năm gần đây, tốc độ của nó thậm chí còn bắt đầu tăng lên, có năm đạt gần 40 km. Nếu xu hướng này tiếp tục, trong một vài thập kỷ nữa, Cực Bắc từ có thể sẽ trôi qua đại dương đến tận Siberia.

Không chỉ vậy, cường độ của từ trường Trái đất đã giảm gần 10%, hơn nữa trong vài năm gần đây còn có xu hướng gia tốc. Việc này nói lên điều gì? Các nhà khoa học cho rằng nếu độ lệch cực từ và cường độ của trường địa từ đều suy giảm, thì đó là tiền đề của sự đảo ngược từ trường của Trái đất. Nghĩa là, Cực Bắc sẽ trở thành Cực Nam, và Cực Nam sẽ trở thành Cực Bắc.

Dữ liệu địa lý cho thấy Trái đất đã trải qua hàng trăm lần đổi cực trong suốt lịch sử của nó. Quá trình này diễn ra khi các đám nguyên tử sắt ở lớp lõi ngoài ở dạng lỏng sắp hàng theo hướng ngược lại. Khi đến điểm tới hạn, cực từ Trái đất sẽ đảo ngược. Lần đảo cực gần đây nhất là vào 780.000 năm trước, vào thời đại đồ đá, và hiện đã có chứng cứ cho thấy hành tinh chúng ta có thể đang trong giai đoạn khởi động của quá trình này. Tuy nhiên, liệu con người có nên lo sợ trước viễn cảnh trên hay không? Chuyện gì sẽ xảy ra nếu mũi tên phía bắc của la bàn giật ngược về Nam cực? Liệu các lục địa có bị xé toạc, hoặc chuyện kinh khủng khác sẽ xảy ra?

“Sự thay đổi đáng kể nhất khi các cực từ đảo là mật độ của toàn bộ từ trường giảm đi trên diện rộng”, Our Amazing Planet dẫn lời Jean-Pierre Valet, người nghiên cứu hiện tượng này tại Viện Vật lý Trái đất Paris. Từ trường Trái đất mất từ 1.000 đến 10.000 năm mới hoàn tất quá trình trên. Do vậy, đừng suy diễn rằng mọi chuyện sẽ đột ngột diễn ra trong ngày một ngày hai. “Đó không phải là một vụ đảo cực tức thời, mà là một quá trình chậm chạp và trong suốt tiến trình này, sức mạnh của từ trường trở nên yếu đi. Nhiều khả năng từ trường sẽ trở nên phức tạp hơn và có thể xuất hiện nhiều hơn 2 cực từ trong một thời điểm, kế đến nó lại phục hồi sức mạnh và sau đó chính thức đảo cực”, Monika Korte, Giám đốc khoa học của Đài quan sát địa từ Niemegk thuộc GFZ Potsdam (Đức), nhận xét.

Những sinh vật dựa vào từ trường để di trú như rùa, có thể bị mất phương hướng khi Trái đất đảo cực

Các chuyên gia dự đoán rằng giai đoạn yếu đi của từ trường sẽ gây khó khăn nhiều nhất cho cư dân Trái đất. Theo John Tarduno, giáo sư địa vật lý ở Đại học Rochester, một từ trường mạnh mới đủ sức bảo vệ địa cầu trước những cơn bão bức xạ xuất phát từ mặt trời. “Những sự phun trào vật chất vành nhật hoa (CME) thỉnh thoảng xuất hiện, và đôi khi quất thẳng đến Trái đất”, Tarduno nói. Một số dạng hạt điện tích nguy hiểm liên quan đến CME có thể bị từ trường Trái đất cản lại. Do vậy, tác động bảo vệ này sẽ kém hiệu quả nếu từ trường yếu đi. Những hạt điện tích xuất phát từ bão mặt trời tấn công Trái đất có thể tạo nên những lỗ thủng trên bầu khí quyển và điều này có thể gây hại đến con người, giống như trường hợp tầng ozone bị thủng trên bầu trời Nam cực. Dù không tồn tại vĩnh viễn, những lỗ hổng này có thể xuất hiện từ 1 đến 10 năm, đủ làm tăng đột biến tỷ lệ ung thư da trong thời gian này.

Chuyên gia Valet của Viện Vật lý Trái đất Paris đồng ý với giả thuyết rằng từ trường yếu có thể dẫn đến sự hình thành những “vết đạn” trên tầng ozone. Trong một báo cáo hồi năm ngoái, ông đưa ra khả năng có sự liên hệ trực tiếp giữa sự tuyệt chủng của người Neanderthal với sự sụt giảm đáng kể của mật độ từ trường của Trái đất, vốn xảy ra trong cùng thời điểm. Lúc đó tiến trình đảo cực bị ngưng lại, có nghĩa là từ trường yếu đi. Tuy nhiên, các chuyên gia khác không bị thuyết phục với giả thuyết rằng đảo cực từ có thể dẫn đến sự diệt chủng trên diện rộng của các loài. Điều đáng lưu ý là toàn bộ các loài dựa vào các cực địa từ để di trú, trong đó có ong, cá hồi, rùa, cá voi, có thể bị mất phương hướng trong khi quá trình trên diễn ra. Còn về viễn cảnh thiên tai do các thềm lục địa và đại dương rúng động, kết quả ghi nhận địa chất không hề phản ánh bất cứ sự thay đổi nào về cấu trúc vỏ Trái đất với tình trạng đảo cực từ.

Trường địa từ đang yếu đi, sau khi các chuyên gia ghi nhận được diễn biến bất lợi trong phần lõi chất lỏng bên dưới Brazil và nam Đại Tây Dương. Theo ông Tarduno, độ mạnh của từ trường đang giảm đi với tốc độ kỷ lục trong ít nhất 160 năm qua, khiến giới khoa học đặt nghi vấn rằng Trái đất đang chuẩn bị bước vào giai đoạn đảo cực. Khả năng này có thể xảy ra, hoặc có thể quá trình đang bị ngưng lại. Trái đất là một hệ thống vô cùng phức tạp và giới khoa học chưa dự đoán được sự tình sẽ diễn ra theo hướng nào. Dù sao đi nữa, tiến trình này sẽ còn kéo dài thêm vài ngàn năm nữa, cho phép con người có đủ thời gian để điều chỉnh với các thay đổi.