สนามแม่เหล็ก นั้นอาจเกิดขึ้นได้จากการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้า หรือในทางกลศาสตร์ควอนตัมนั้น การสปิน(การหมุนรอบตัวเอง) ของอนุภาคต่างๆ ก็ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กเช่นกัน ซึ่งสนามแม่เหล็กที่เกิดจากการ สปิน เป็นที่มาของสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวรต่างๆ สนามแม่เหล็กคือปริมาณที่บ่งรงกระทำบนประจุที่กำลังเคลื่อนที่ สนามแม่เหล็กเป็นสนามเวกเตอร์และทิศของสนามแม่เหล็ก ณ ตำแหน่งใดๆ คือทิศที่เข็มของเข็มทิศวางตัวอย่างสมดุล
สนามแม่เหล็กของโลกคือ
โลกมีสนามแม่เหล็ก ทำให้เราสามารถใช้เข็มทิศในการบอกทิศทางได้ สนามแม่เหล็กของโลกเกิดจากการไหลเวียนของเหล็กหลอมเหลวในแก่นโลกชั้นนอก เมื่อเหล็กหลอมเหลวเกิดการไหลเวียน ก็จะพาเอาประจุไฟฟ้าหมุนเวียนไปด้วย การไหลเวียนของประจุไฟฟ้าในแกนโลกเหนี่ยวนำนี่เอง ที่ทำให้เกิดสนามแม่เหล็ก
สนามแม่เหล็กของโลกเปลี่ยนแปลงได้ และก็มีการเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลา ในศตวรรษที่ผ่านมา ขั้วแม่เหล็กของโลกมีการเลื่อนตำแหน่งไปกว่า 1,500 กิโลเมตร และหากเราศึกษาชั้นหินที่ทับถมกันภายใต้มหาสมุทร เราพบว่าอนุภาคแม่เหล็กที่อยู่ภายใน มีการสลับตำแหน่งคล้ายเข็มทิศที่ถูกบันทึกเอาไว้ในชั้นหิน ทำให้เราทราบว่าสนามแม่เหล็กของโลกมีการกลับขั้วได้ โดยในเวลา 83 ล้านปีที่ผ่านมานั้นได้เกิดการสลับกันของขั้วแม่เหล็กโลกไม่ต่ำกว่า 183 ครั้ง และครั้งสุดท้ายเกิดขึ้นเมื่อกว่า 780,000 ปีที่แล้ว อย่างไรก็ตาม การสลับขั้วของแม่เหล็กโลกนั้นเกิดขึ้นโดยสุ่ม และไม่ได้มีรูปแบบแผนหรือคาบที่แน่นอน จึงเป็นการยากที่จะทำนายถึงการสลับขั้วครั้งถัดไป
สนามแม่เหล็กโลกมีประโยชน์ คือ สนามแม่เหล็กของโลกมีส่วนสำคัญที่ช่วยปกป้องโลกจากรังสีและอนุภาคประจุอันตรายมากมายที่มาจากดวงอาทิตย์ สนามแม่เหล็กของโลกเป็นต้นเหตุสำคัญที่ทำให้เราเห็นปรากฏการณ์ออโรรา โดยอนุภาคที่มีประจุจากดวงอาทิตย์จะถูกเบี่ยงเบนให้วิ่งไปตามสนามแม่เหล็ก และชนเข้ากับชั้นบรรยากาศในบริเวณใกล้กับขั้วแม่เหล็กของโลก นอกจากนี้ยานสำรวจอวกาศยังช่วยให้เราได้ทราบว่าดาวเคราะห์อื่นที่มีสนามแม่เหล็ก เช่น ดาวเสาร์ และดาวพฤหัส ก็มีออโรร่าอยู่บริเวณขั้วสนามแม่เหล็กเช่นเดียวกัน.
ถ้าเราไม่มีสนามแม่เหล็กโลก จะมีอันตรายอย่างไร อธิบายได้ดังนี้ ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะไม่ได้มีสนามแม่เหล็กทุกดวง นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่าดาวอังคารสูญเสียสนามแม่เหล็กไปเมื่อประมาณ 3.5 ถึง 4 พันล้านปีที่แล้ว และเมื่อก่อนเคยมีชั้นบรรยากาศที่หนา มีมหาสมุทรอยู่บนพื้นผิว และอาจจะมีสภาพที่เอื้อต่อสิ่งมีชีวิตมากกว่านี้ นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าการสูญเสียของสนามแม่เหล็กดาวอังคารในอดีตทำให้ดาวอังคารสูญเสียชั้นบรรยากาศส่วนมากไปโดยลมสุริยะที่กระหน่ำเข้ามา ทำให้ดาวอังคารกลายมาเป็นดาวเคราะห์ที่แห้งแล้ง หนาวเหน็บ เช่นทุกวันนี้สนามแม่เหล็กโลกกำลังอ่อนตัวลงหรือไม่ และจะส่งผลอะไรต่อโลกอย่างไร กล่าวคือ ในทุกวันนี้ เรามีหลักฐานว่าสนามแม่เหล็กบริเวณทางตอนใต้ของมหาสมุทรแอตแลนติกตั้งแต่ตอนใต้ของทวีปอาฟริกาไปจนถึงทวีปอเมริกาใต้นั้นกำลังอ่อนตัวลง เราเรียกบริเวณแปลกประหลาดของสนามแม่เหล็กนี้ว่า ‘South Atlantic Anomaly’ อย่างไรก็ตาม เรารู้อะไรน้อยมากเกี่ยวกับปรากฏการณ์นี้ และสาเหตุของมันก็ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด ในปัจจุบันเรามีความเข้าใจไม่มากพอว่าบริเวณดังกล่าวเกี่ยวข้องกับการกลับขั้วของสนามแม่เหล็กโลกหรือไม่อย่างไร
อย่างไรก็ตาม มีการพยายามหาความเชื่อมโยงระหว่างการสลับขั้วของสนามแม่เหล็กโลกในอดีต และผลกระทบต่อการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ของสิ่งมีชีวิต แต่การเชื่อมโยงความสัมพันธ์ดังกล่าวเป็นเรื่องที่ทำได้ยากสืบเนื่องจากจำนวนอันจำกัดของทั้งการกลับขั้วแม่เหล็กของโลก และฟอสซิลดึกดำบรรพ์ของสิ่งมีชีวิตในอดีต เราจึงยังไม่มีหลักฐานที่บ่งชี้ว่าการสลับขั้วแม่เหล็กของโลก หากกำลังจะเกิดขึ้นจริง จะส่งผลต่อสิ่งมีชีวิตบนโลกหรือไม่อย่างไร
ขอบคุณเนื้อหาเพิ่มเติม
ข้อมูล : ดร. มติพล ตั้งมติธรรม - ผู้เชี่ยวชาญดาราศาสตร์ สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติhttps://www.facebook.com/NARITpage/posts/3251851688211756/
|