Τα τελευταία 200 χρόνια, το μαγνητικό πεδίο της Γης έχει εξασθενήσει κατά περίπου 9%, γεγονός που θα μπορούσε να υποδηλώνει ότι έρχεται άλλη μια αντιστροφή πόλων. Αυτό δεν είναι η αιτία της τρέχουσας υπερθέρμανσης του πλανήτη, αλλά θα μπορούσε να έχει σημαντική επίδραση στο μελλοντικό μας κλίμα.

Η Γη βρίσκεται υπό συνεχή βομβαρδισμό από ενεργειακά φορτισμένα σωματίδια που διασχίζουν το διάστημα.

Αυτές είναι γνωστές ως κοσμικές ακτίνες και παράγονται από εκτοξεύσεις στεφανιαίας μάζας από τον δικό μας Ήλιο ή προέρχονται από πέρα από το Ηλιακό Σύστημα, επιταχυνόμενες από σουπερνόβα σε όλο τον Γαλαξία.

Όταν αυτά τα ενεργητικά σωματίδια, που ταξιδεύουν με ταχύτητα κοντά στην ταχύτητα του φωτός, συναντούν την ατμόσφαιρα της Γης, προκαλούν μεγάλες βροχές δευτερογενούς ακτινοβολίας, μερικές από τις οποίες διεισδύουν μέχρι την επιφάνεια.

Αυτά τα φορτισμένα σωματίδια ακτινοβολίας χτυπούν τα ηλεκτρόνια από τα άτομα που περνούν, προκαλώντας «ιονισμό» που μπορεί να βλάψει το DNA στα κύτταρά μας και επίσης να επηρεάσει τις ατμοσφαιρικές διεργασίες.

Οι λιγότερο ενεργητικές κοσμικές ακτίνες εκτρέπονται σημαντικά από το μαγνητικό πεδίο της Γης, και έτσι ο ισημερινός δέχεται περισσότερη θωράκιση από αυτόν τον βομβαρδισμό σωματιδίων από τον Βόρειο και τον Νότιο Πόλο, όπου οι γραμμές του μαγνητικού πεδίου πέφτουν προς τα κάτω προς την επιφάνεια του πλανήτη.

Ορισμένες διαδρομές πτήσεων μεγάλης εμβέλειας - όπως από το Ντουμπάι στο Σαν Φρανσίσκο - οδηγούν τα αεροπλάνα ακριβώς πάνω από τον Βόρειο Πόλο και αυτό, σε συνδυασμό με το μεγάλο υψόμετρο, σημαίνει ότι οι επιβάτες και το πλήρωμα εκτίθενται σε υψηλά επίπεδα ιονίζουσας ακτινοβολίας.

Αλλά οι διακυμάνσεις στη ροή των κοσμικών ακτίνων στην ατμόσφαιρα της Γης έχουν επίσης κατηγορηθεί ότι επηρεάζουν το χερσαίο κλίμα, ίσως επηρεάζοντας τη συμπύκνωση του ατμοσφαιρικού νερού και το σχηματισμό νεφών. Και αυτό μπορεί να είναι ιδιαίτερα σημαντικό κατά τις περιόδους που το μαγνητικό πεδίο της Γης αντιστρέφεται και προσωρινά εξασθενεί.

Ο Jacob Svensmark, στο τμήμα φυσικής του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης, μελετούσε την πιο πρόσφατη περίπτωση που το μαγνητικό πεδίο της Γης υπέστη αντιστροφή. 

Αυτό το γεγονός, γνωστό ως η αναστροφή Brunhes–Matuyama, συνέβη πριν από περίπου 780.000 χρόνια και το μεγάλο ερώτημα είναι τι αντίκτυπο θα μπορούσε να είχε αυτό στον ιονισμό στην ατμόσφαιρα από τις κοσμικές ακτίνες. Ο Svensmark χρησιμοποίησε μοντέλα υπολογιστών για να υπολογίσει τον ατμοσφαιρικό ιονισμό σε όλο τον κόσμο καθώς διαφοροποιούσε το προσομοιωμένο μαγνητικό πεδίο. Όπως θα περίμενε κανείς, διαπίστωσε ότι η αύξηση του ιονισμού κατά την αναστροφή ήταν πιο έντονη γύρω από τον ισημερινό του πλανήτη.

Αλλά ο Svensmark μπόρεσε να υπολογίσει αυτή την αύξηση του ρυθμού ιονισμού ότι ήταν περίπου 25% στην επιφάνεια του ισημερινού καθώς εξασθενούσε το μαγνητικό πεδίο και πάνω από έξι φορές υψηλότερη στην ανώτερη ατμόσφαιρα.

Αντίθετα, βρήκε σχεδόν μηδενική αλλαγή στις πολικές περιοχές, όπου οι κοσμικές ακτίνες έχουν ήδη πολύ ευκολότερη πρόσβαση.

Συνολικά, το μοντέλο του έδειξε αύξηση 13% στον ιονισμό στο επίπεδο της θάλασσας σε όλο τον κόσμο και περίπου διπλασιασμό στην κορυφή της ατμόσφαιρας.

Ο Svensmark σημειώνει ότι φαίνεται να υπάρχουν συσχετισμοί μεταξύ της ροής των κοσμικών ακτίνων που φτάνουν στην ατμόσφαιρα της Γης και του κλίματος, αν και δεν είναι απολύτως σαφές ποιος μηχανισμός μπορεί να το προκαλέσει.

Αλλά αν αυτό είναι ένα πραγματικό αποτέλεσμα, είναι σημαντικό να κατανοήσουμε τις αλλαγές στον ιονισμό της ατμόσφαιρας κατά τις αντιστροφές του μαγνητικού πεδίου.