Dünyanın manyetiği

Dünya’nın ve öteki gezegenlerin manyetik alanlarının nasıl oluştuğu henüz pek açığa kavuşmuş değil. Bu konuda çeşitli varsayımlar var. Bunlardan en yaygını, gezegenlerin dev birer dinamo gibi davranarak kendi manyetik alanlarını oluşturdukları yönünde.

Öteki gezegenlerdeki durum Dünya’dakiyle benzerlik gösterse de, biraz daha gizemli. Çünkü, eldeki veriler, onların yakınından geçen uzay araçlarının gönderdikleriyle sınırlı. Nasıl çalıştıkları tam olarak anlaşılmamış olsa da dev gezegenlerin manyetik alanları ve bu alanın gezegenlerarası maddeyle etkileşime girerek oluşturduğu manyetosferleriyle ilgili bilgiler bu uzay araçları sayesinde elde edildi. Dünya’nın manyetik alanının nasıl oluştuğu sorusunun yanıtı, onun derinliklerinde gizli. Dinamo kuramına göre her şey, gezegenin merkezindeki demir çekirdeğin hareketiyle oluyor.

Dinamonun gerçekten çalışıp çalışmadığı bir tartışma konusu. Ancak, bunu gözlemek de zor. Doğrudan gözlenemese de bilim adamları, bu “jeodinamo”yu sanal ortamda yaratmayı başardılar. Jeodinamonun ilk bilgisayar simulasyonunu, 1995’te Gary Glatzmaier yarattı. California Üniversitesi’nde yerbiliimci olan Glatzmaier ve çalışma arkadaşları, simulasyonu o günden bu yana geliştirerek, Dünya’nın içinde neler olup bittiğini anlamada epeyce ilerlediler. Glatzmeier, son gelişmeleri, ABD Bilim Geliştirme Derneği’nin (American Association for Advancement of Science) yıllık toplantısında sundu.

Dünya’nın çok büyük oranda demir içeren çekirdeği iki ana katmandan oluşur. İçteki çekirdek, Ay büyüklüğünde; sıcaklığıysa Güneş’in yüzey sıcaklığı (6000°C) kadar. Bu çekirdeği saran katmansa sıvı. Galtzmaier’in modeline göre, dinamoyu çalıştıran şey Dünya’nın giderek soğuması. Bu, sıvı katmanlarda çevrinti hareketine (konveksiyon) yol açıyor. Bu da, iletken katmanın elektrik akımı üretmesini sağlıyor. Elektrik akımı, manyetik alan oluşturmak için yeterli. Bu modelin bir amacı da Dünya’nın geçmişinde manyetik alanının yönünü neden sık sık değiştirdiğini açığa çıkarmak. Bilim adamları, Dünya’nın jeolojik tarihinde, manyetik alanın yönü ve şiddeti hakkındaki bilgiyi, kayaları tarihlendirerek bulabiliyorlar. Örneğin, bir milyon yıl önce katılaşmış bir kayanın içindeki manyetik özelliğe sahip minerallerin doğrultusu, bize o zamanki manyetik alanın yönünü söylüyor.

Model, ayrıca, Dünya’nın katı çekirdeğinin, gezegenin yüzeyinden daha hızlı döndüğünü de gösteriyor. Dönen sıvıların böyle bir özelliğinin olduğu zaten biliniyordu. Ancak bunun, simülasyon da olsa, Dünya’nın sıvı katmanı içinde geçerli olması, dinamo kuramını destekliyor. Kabuğun al-tında bu türden bir hareket olduğu, sismik incelemeler yapan yerbilimcilerce de doğrulanıyor. Beş yıldan uzunca bir sü redir bu model üzerinde çalışan araştırmacılar, yak laşık 300 000 yıllık deği şimleri gösteren simülasyonlar yaptılar. Elde edilen sonuç, Dünya’nın jeolojik geçmişiyle karşılaştırıldığında, gayet tutarlı görülüyor. Bu simülasyonun da gösterdiği gibi, yaklaşık 200 000 yıl süresince manyetik alanın yönü değişmiyor; sonra bunu izleyen 1000 yıl içerisinde yön değiştiriyor; sonra yine 200 000 yıl böyle kalıyor. Glatzmaier’e göre, manyetik alanın yön değiştirmesine, herhangi bir dış etken yol açmıyor. Yerin içindeki karmaşık yapı bunun tek nedeni. Araştırmacılar, bundan sonraki çalışmalarında, daha çok bu yön değiştirmenin mekanizmasını bulmaya çalışacaklar. Oluşturulan bu model, manyetik alanlarla ilgili varolan pek çok soru işaretinin tümünü ortadan kaldırmasa da, gerçeğe çok yakın bir senaryo yaratılmasında çok yardımcı oluyor. Glatzmaier, programın geliştirilmesiyle ve gelişen bilgisayar teknolojisinin de yardımıyla, yakın gelecekte jeodinamonun gizeminin ortadan kalkacağına inanıyor