Die magneetveld van die aarde en die magnetosfeer
Hoe die magneetveld van die aarde die son se dodelike 'wind' van ons planeet af wegkeer... en die aarde 'n veilige plek maak vir sy ontelbare lewende wesens...
Namate ons kennis verbreed van die son en die aarde se wisselwerking, word al hoe meer geheimenisse van die wonderlike skepping ontbloot, wat ons stom-verwonderd laat oor die uniekheid van ons eie wêreld tussen al die wentelende sfere...
IE buitenste ruimte is vir baie mense 'n donker, stil en leë uitgestrektheid -- 'n deursigtige niks waardeur 'n mens kan tuur en slegs verafgeleë sterre kan sien flonker. Maar ontdekkings wat sedert die begin van ons verkenning van die ruimte gedoen is, onthul dat die onmiddellike omgewing rondom die aarde allesbehalwe leeg is.
Trouens, hier wemel dit behoorlik van magnetiese en elektriese aktiwiteit, van materie en energie wat wel nie met die blote oog gesien kan word nie. Maar die groot gewoel kan kennelik met sensitiewe wetenskaplike apparate opgespoor word.
Dit was in die jare vyftig van die twintigste eeu dat die menseras op die aarde die eerste satelliete in wentelbane om ons planeet geplaas het. Een van die eerste dinge wat die satelliete ontdek het, was dat daar 'n gebied in die ruimte hoog bokant die atmosfeer is wat deur die aarde se magneetveld beïnvloed word. Hierdie streek word die magnetosfeer genoem.
Eers moet ons egter mooi verstaan wat 'n magneetveld is. Elke magneet het 'n noordpool en 'n suidpool en rondom die magneet is daar onsigbare kraglyne wat na buitentoe uitstraal. Een manier om jou 'n magneetveld voor te stel, is deur ystervysels te strooi oor 'n stuk papier wat reg bo-op 'n staafmagneet lê. Die ysterdeeltjies rangskik hulself in 'n patroon wat ooreenstem met die sogenaamde magneetveldlyne van die magneet.
Nou is dit so dat 'n gewone ysterstaaf hom ook soos 'n magneet sal gedra wanneer 'n elektriese stroom daardeur gestuur word en dat 'n onsigbare magneetveld eweneens om só 'n staaf sal ontstaan.
En dit is 'n merkwaardige feit dat die aarde se magneetveld ooreenstem met die magneetveld rondom só 'n elektro-magneet. In die kern van die aarde is daar immers volgens alle aanduidings 'n soliede bal van yster-nikkel en rondom die bal beweeg gesmelte gesteentes in strome om die magneetveld op te wek. Dit werk in der waarheid soos 'n enorme dinamo.
Gevolglik het die aarde ook 'n magnetiese noodpool en suidpool -- wat egter nie presies oorstem met die geografiese pole nie. Die magnetiese pole is ook nie staties nie, maar kan verskuif. Die magnetiese noordpool is tans naby Barhurst-eiland in Noord-Kanada, sowat 1600 km ver van die geografiese Noordpool. Die magnetiese suidpool is geleë naby die kus van Wilkesland, 'n deel van Antarktika, ongeveer 2750 km van die geografiese Suidpool.
Alle magnete op die aardoppervlak wat toegelaat word om vry te beweeg, sal hulle ooreenkomstig die aarde se magneetveld skik. Dit is hoe 'n kompas werk.
OU is dit so dat die aarde se magnetosfeer 'n kardinale rol speel om lewe op ons planeet moontlik te maak. Die magnetosfeer reageer naamlik met dodelike gelaaide deeltjies wat van die son af op ons afstroom. Hierdie gelaaide deeltjies staan bekend as die sonwind, maar word deur die magnetosfeer van ons planeet af weggekeer.
Die gelaaide deeltjies wat van die uiters warm atmosfeer van die son af weggewerp word, beweeg na ons toe met snelhede van 450 km per sekonde of hoër. Terwyl lig sowat agt minute neem om van die son na die aarde te beweeg, bereik die sonwind ons ná twee of drie dae en versprei dit dan verder deur die sonnestelsel.
Maar terwyl die aarde se magnetosfeer gewoonlik die meeste van hierdie deeltjies van die aarde af laat wegskram, werp die son partykeer besonder baie van dié deeltjies uit. Dit reageer dan met die aarde se atmosfeer naby die pole en veroorsaak veelkleurige gloede aan die hemel wat die aurora's of poolligte genoem word.
Die skouspelagtig poolligte is boë en strepe lig wat ná sononder in die poolstreke in die lug verskyn -- maar dit kan ook pragvorms soos dié van gordyne en waaiers aanneem. Hulle is gewoonlik witterig met 'n sagte groenerige of violetterige tint, of dan weer vaalgeel. Waar die poolligte meer intens is, is hulle groen of rooi.
Die suidelike aurora word die aurora australis genoem en die noordelike ligte die aurora borealis. Party van die deeltjies word in die magnetosfeer vasgevang en vorm die sogenaamde Van Allen-stralingsgordels.
Ruimtetuie het aangetoon dat daar twee sones van hoë-energiedeeltjies etlike duisende kilometers bo die aardoppervlak is. Hulle word die Van Allen-gordels genoem, na die Amerikaanse wetenskaplike James A. van Allen wat hulle ontdek het. Die Van Allen-gordels is 'n uiters gevaarlike plek vir ruimtereisigers as hulle nie beskerming teen die bestraling het nie.
'n Geiger-teller, 'n soort opspoorder van gelaaide deeltjies, is aangebring in die eerste Amerikaanse satelliet, Explorer 1, wat op 31 Januarie 1958 gelanseer is. Dit het die eerste getuienis gebied dat die aarde omring word deur gebiede van gelaaide deeltjies met 'n hoë energie.
Die volgende Explorer-satelliet kon nie in 'n wentelbaan geplaas word nie, maar Explorer 3, met verbeterde opspoorders, het die aanwesigheid van groot hoeveelhede gelaaide deeltjies in twee gordels bevestig. Hierdie gordels is toe die Van Allen-stralingsgordels genoem, na die Van Allen van die Universiteit of Iowa, wat die span wetenskaplikes gelei het wat met die eksperimente gemoeid was.
Die aarde is nie die enigste planeet in ons sonnestelsel met 'n magneetveld nie. Ander planete met só 'n veld wat ook in 'n magnetosfeer gehul is, is Mercurius, Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus.
Die sterkte van die aarde se magneetveld is nie regoor die aardoppervlak dieselfde nie. Variasies in die veld word deur die verskillende soorte gesteentes in die aardkors veroorsaak. Riwwe en diepseetrôe in die see kan ook die magneetveld beïnvloed.
Die gelaaide deeltjies in die sonwind en magnetosfeer wek massiewe elektriese strome op wat wel ook hul weg na onder op die aarde kan vind. Wanneer sulke strome naby die aarde ontlaai, kan elektriese toerusting op die grond verwoes word. In Maart 1989 het 'n magnetiese storm byvoorbeeld 'n kragopwekkingstelsel in Kanada die gees laat gee en feitlik die hele provinsie van Quebec in duisternis gehul.
Met behulp van satelliete kan die son se aktiwiteit sowel as reaksies van die magnetosfeer en atmosfeer oor lang tydperke gemonitor word. 'n Bestudering van ons eie magnetosfeer kan ons meer laat verstaan van die fisieke prossese wat dalk ook in ander dele van die sonnestelsel, sterre en sterrestelsels kan voorkom.
En namate ons kennis verbreed van die son en die aarde se wisselwerking deur middel van die aarde se magnetosfeer, word al hoe meer geheimenisse van die wonderlike skepping ontbloot, wat ons eweneens stom-verwonderd laat oor die uniekheid van ons eie wêreld tussen al die wentelende sfere.