Pergeseran kutub magnet bumi menjadi salah satu topik menarik bagi dunia sains akhir-akhir ini. Para ilmuwan yang telah melacak pergerakan kutub magnet bumi mengklaim bahwa medan magnet planet kita mungkin berpindah antara kutub magnet utara dan selatan. Hal ini berkaitan dengan bahwa selama berabad-abad, geometri global medan magnet bumi telah mengalami pergeseran bertahap, yang pada akhirnya mengarah pada pembalikan kutub.
Memahami konsep dasar medan magnet bumi selain membantu kita memahami pergerakan kutub magnet juga memberikan informasi tentang penyebab terjadinya pergeseran kutub magnet bumi serta dampaknya pada kehidupan di bumi.
Namun sebelum mengetahui faktor penyebab terjadinya perubahan kutub magnet bumi dan dampaknya, yuk kita ketahui dulu tentang apa itu kutub magnet bumi.
Mengenal Kutub Magnet Bumi
Medan magnet bumi, atau lebih umum dikenal dengan istilah medan geomagnetik, dihasilkan di bagian dalam planet kita dan meluas ke luar angkasa, menciptakan wilayah yang dikenal sebagai magnetosfer.
Tanpa medan magnet, kehidupan di Bumi seperti yang kita tahu tidak akan mungkin terjadi karena bumi melindungi kita dari pemboman terus-menerus oleh partikel bermuatan yang dipancarkan matahari – angin matahari.
Bumi mempunyai dua set kutub, yaitu kutub geografis dan kutub magnet. Medan magnet bumi dapat divisualisasikan jika Anda membayangkan sebuah magnet batang besar di dalam planet kita, yang kira-kira sejajar dengan poros bumi.
Setiap ujung magnet terletak relatif dekat (sekitar 10 derajat) dengan kutub geografis Utara dan Selatan. Garis-garis medan magnet bumi yang tidak kasat mata bergerak dalam lingkaran tertutup dan berkesinambungan dan hampir vertikal pada setiap kutub magnet.
Geografis Kutub Utara dan Selatan merupakan tempat bertemunya garis bujur menurut Geografi GIS. Kutub Utara Geografis terletak di tengah Samudera Arktik dan Kutub Selatan Geografis terdapat di Antartika.
Kutub magnet terletak di tempat garis tarikan magnet masuk ke bumi. Kutub Utara Magnetik juga dikenal sebagai Kutub Dip Utara dan saat ini ditemukan di Pulau Ellesmere di Kanada Utara.
Ketika kompas magnet menunjuk ke utara, ia menyelaraskan dirinya dengan medan magnet bumi dan menunjuk ke Kutub Utara Magnetik, bukan Kutub Utara Geografis, yang sebenarnya berjarak sekitar 310 mil (500 kilometer) jauhnya menurut Geografi GIS!
Dan yang lebih membingungkan lagi, apa yang kita sebut Kutub Magnetik Utara sebenarnya adalah Kutub Magnet Selatan.
Sumber medan magnet bersifat dipolar, artinya mempunyai kutub utara dan selatan. Dan jika berbicara tentang magnet, kutub-kutub yang berlawanan (N dan S) akan tarik-menarik sedangkan kutub-kutub yang lain (N dan N, S dan S) akan tolak-menolak.
Jadi ketika kompas menunjuk ke utara, ia sebenarnya tertarik ke kutub magnet selatan yang terletak dekat dengan Kutub Utara Geografis, menurut situs FAQ sains Fisikawan Christopher Baird.
Berbeda dengan kutub geografis, kutub magnet bumi tidak tetap dan cenderung mengembara seiring berjalannya waktu. Penjelajah kutub Inggris James Clark Ross pertama kali mengidentifikasi Kutub Utara Magnetik di Semenanjung Boothis di wilayah Nunavut Kanada pada tahun 1831, menurut situs perjalanan Antartika Antarctic Logistics.
Sejak ditemukan, kutub utara magnet bergerak sekitar 25 mil (40 kilometer) per tahun ke arah barat laut menurut Royal Museums Greenwich. Terlebih lagi, kutub magnet bumi juga telah 'terbalik' sehingga utara menjadi selatan dan selatan menjadi utara. Pembalikan magnet ini terjadi pada interval yang tidak teratur setiap 200.000 tahun atau lebih.
Penyebab Terbentuknya Medan Magnet Bumi
Kutub utara dan selatan magnet pertama kali ditentukan oleh medan magnet bumi, bukan sebaliknya. Karena magnet pertama kali digunakan sebagai jarum kompas.
Kutub Utara magnet yang dimaksud adalah kutub yang tertarik oleh Kutub Utara Magnetik Bumi pada saat magnet digantung sehingga dapat berputar bebas. Karena kutub-kutub yang berlawanan saling tarik menarik, Kutub Magnet Utara Bumi sebenarnya adalah kutub selatan medan magnetnya (tempat medan diarahkan ke bawah menuju Bumi).
Medan magnet bumi dihasilkan oleh apa yang disebut proses geodinamo. Menurut National Geographic, agar sebuah planet dapat menghasilkan medan magnetnya sendiri melalui proses geodinamo, ia harus memiliki ciri-ciri yaitu: Planet ini berputar cukup cepat, bagian dalamnya harus memiliki media cair, cairan interior harus mempunyai kemampuan menghantarkan listrik, inti harus memiliki sumber energi internal yang mendorong arus konveksi di bagian dalam cairan.
Pembangkitan medan magnet bumi terjadi jauh di dalam interior bumi, tepatnya pada lapisan yang disebut inti luar. Di sini energi konvektif dari besi cair yang bergerak lambat diubah menjadi energi listrik dan magnet, demikian menurut Survei Geologi AS.
Medan magnet kemudian menginduksi arus listrik yang pada gilirannya menghasilkan medan magnetnya sendiri yang menginduksi lebih banyak arus listrik, dalam putaran umpan balik positif.
Baca juga: Apa Itu Medan Magnet?
Kapan Medan Magnet Bumi Ditemukan?
Menurut situs MIT News, mineral mikroskopis yang digali dari singkapan kuno Jack Hills, di Australia Barat, telah menjadi subjek studi geologi yang intensif, karena mineral tersebut tampaknya memiliki jejak medan magnet bumi yang mencapai 4,2 miliar tahun yang lalu.
Itu hampir 1 miliar tahun lebih awal dibandingkan saat medan magnet diperkirakan berasal, dan hampir kembali ke masa ketika planet itu sendiri terbentuk.
Meski cerita asal usul ini menarik, tim yang dipimpin MIT menemukan bukti sebaliknya. Dalam sebuah makalah yang diterbitkan pada April 2020 di Science Advances, tim meneliti jenis kristal yang sama, yang disebut zirkon, yang digali dari singkapan yang sama, dan menyimpulkan bahwa zirkon yang mereka kumpulkan tidak dapat diandalkan sebagai perekam medan magnet kuno.
Dengan kata lain, masih belum diketahui apakah medan magnet bumi sudah ada lebih awal dari 3,5 miliar tahun yang lalu.
Caue Borlina, mahasiswa pascasarjana di MIT. Departemen Ilmu Bumi, Atmosfer, dan Planet (EAPS), adalah penulis pertama makalah tersebut. Dia bersama-sama dengan Profesor EAPS Benjamin Weiss, Ilmuwan Riset Utama Eduardo Lima, dan Ilmuwan Riset Jahandar Ramezan dari MIT, serta lainnya dari Universitas Cambridge, Universitas Harvard, Universitas California di Los Angeles, Universitas of Alabama, dan Universitas Princeton.
Berbagai bukti menunjukkan bahwa medan magnet bumi sudah ada setidaknya 3,5 miliar tahun yang lalu. Namun, inti planet diperkirakan mulai mengeras 1 miliar tahun yang lalu, yang berarti bahwa medan magnet pasti digerakkan oleh mekanisme lain sebelum 1 miliar tahun yang lalu. Menentukan kapan tepatnya medan magnet terbentuk dapat membantu para ilmuwan mengetahui apa yang memicunya.
Mengapa Kutub Magnet Bumi Bergeser?
 |
| Gambar irisan inti bumi dan terbentuknya medan magnet bumi |
Dilansir dari MSN mengutip Knewz.com, Dr.Ofer Cohen (fisikawan yang mempelajari interaksi antara Bumi dan luar angkasa dari Universitas Massachusetts) menjelaskan bagaimana medan magnet terbentuk di Bumi dan planet lain, dan hipotesis "pembalikan" kutub magnet dalam jurnal ilmiah dan penelitian Study Finds.
Study Finds mencatat bahwa kutub utara magnet telah bergeser sekitar 600 mil dari pengukuran pertama yang dilakukan pada tahun 1831 dan kecepatan pergeseran tersebut telah meningkat dari 10 mil per tahun menjadi 34 mil per tahun dalam beberapa tahun terakhir.
Menurut Dr.Cohen, pergeseran kecil pada letak kutub magnet bumi bukanlah sesuatu yang perlu dikhawatirkan. Namun, pembalikan kutub magnet utara dan selatan dapat menimbulkan konsekuensi signifikan terhadap iklim global dan teknologi modern di Bumi.
Cohen menjelaskan bahwa medan magnet Bumi terbentuk oleh pergerakan beberapa lapisan lapisan penghantar di dalam inti Bumi, yang bergerak ketika muatan arus negatif, pada dasarnya aliran elektron, bergerak di dalamnya. Pergerakan lapisan penghantar dalam skala besar mengakibatkan terbentuknya medan magnet simetris di sekitar planet, sehingga menciptakan kutub utara dan selatan magnet.
Mengenai pergeseran bertahap letak kutub dan perubahan pola geometris medan magnet bumi, Cohen mengatakan bahwa lapisan penghantar tersebut mungkin saja mempunyai sejumlah gerakan lokal yang tidak teratur yang disebabkan oleh turbulensi lokal, atau aliran yang lebih kecil yang tidak mengikuti pola skala besar.
Menurut Cohen, penyimpangan skala kecil dalam medan magnet dapat menimbulkan perubahan dalam medan skala besar di atas waktu dan berpotensi pembalikan total polaritas medan dipol, dimana utara menjadi selatan dan sebaliknya.
 |
| Gambar pergerakan kutub magnet utara bumi sejak tahun 1831 hingga 2007 |
Jurnal tersebut lebih lanjut menyebutkan bahwa kutub magnet bumi terbalik setiap 100.000 hingga 1 juta tahun, dan para ilmuwan dapat mempelajari frekuensi pembalikan kutub dengan mengamati batuan vulkanik di lautan.
"Batuan-batuan ini menangkap orientasi dan kekuatan medan magnet bumi saat terbentuk, sehingga penanggalan batuan ini memberikan gambaran yang baik tentang bagaimana medan magnet bumi berevolusi dari waktu ke waktu," jelas Cohen.
Dampak Pergeseran Kutub Magnet Bumi Terhadap Makhluk Hidup
Pergeseran medan magnet yang parah seperti pembalikan kutub dapat sangat mengganggu lapisan "gelembung" magnet di atas ionosfer bumi, yang dikenal sebagai magnetosfer, menurut Study Finds.
Cohen menjelaskan bahwa magnetosfer melindungi bumi dari radiasi sinar kosmik berenergi tinggi yang merusak, serta dari gas magnet yang dikirim dari matahari, yang dikenal sebagai angin matahari.
Contoh interaksi antara magnetosfer dan angin matahari menimbulkan fenomena yang disebut cuaca luar angkasa, yang mana selama itu bumi terkena radiasi berbahaya yang lebih dari biasanya.
"Radiasi ini berpotensi membahayakan satelit dan astronot. Cuaca luar angkasa juga dapat merusak sistem konduksi besar, seperti jaringan pipa utama dan jaringan listrik, dengan membebani arus dalam sistem ini secara berlebihan," jelas Cohen dalam artikelnya di Study Finds.
Oleh karena itu, gangguan pada magnetosfer akibat pembalikan kutub magnet akan membuat bumi semakin rentan terhadap radiasi kosmik berbahaya, sehingga menimbulkan konsekuensi yang signifikan.