نقطهای ضعیف و مرموز در میدان مغناطیسی زمین که بیشتر بهعنوان «ناهنجاری آتلانتیک جنوبی» شناخته میشود، طی یک دهه اخیر سرعت رشد بالاتری گرفته است و دانشمندان را به فکر انداخته است که چه اتفاقی در عمق زمین میافتد.
ماهوارهها چه اطلاعات جدیدی دادند؟
یک تیم بینالمللی با استفاده از دادههای ماهوارهای کنستلاسیون سهتایی Swarm متعلق به آژانس فضایی اروپا (ESA) دریافت که این نقطهٔ ضعیف ظرف یازده سال گذشته مساحتی برابر با نیمی از قارهٔ اروپا را به خود اضافه کرده است. این مشاهدات، که در مقالهای در نشریه Physics of the Earth and Planetary Interiors منتشر شد، الگوهای پیچیدهای از تغییر میدان مغناطیسی را نشان میدهد که قابل ثبت از فضا هستند.
چه چیزی ممکن است باعث ایجاد این ضعف شود؟
پرکاربردترین توضیح علمی این است که چرخش و جریانهای عظیم آهن مذاب در هستهٔ بیرونی زمین — در عمقی حدود ۱۸۰۰ مایل (حدود ۲۹۰۰ کیلومتر) — میتواند میدان مغناطیسی را تضعیف کند. اما محققان تأکید میکنند که این تنها عامل نیست و ناهنجاری رفتارهای غیرمنتظرهای از خود نشان میدهد: «ناهنجاری آتلانتیک جنوبی تنها یک بلوک یکدست نیست،» کریس فینلی، استاد ژئومغناطیس در دانشگاه فنی دانمارک و نویسندهٔ اصلی مقاله، میگوید. «در نزدیکی آفریقا و نزدیک آمریکای جنوبی، این ناحیه به شکلهای متفاوتی تغییر میکند؛ چیزی خاص در این منطقه باعث تضعیف شدیدتر میدان میشود.»
به گفتهٔ فینلی، معمولاً در نیمکرهٔ جنوبی انتظار میرود خطوط میدان مغناطیسی از هسته بیرون بیایند، اما زیر این ناحیه مناطقی دیده شده که بهجای خروج، میدان به داخل هسته بازمیگردد — وضعیتی غیرمعمول که پیچیدگی فرآیندهای درونی زمین را نشان میدهد.
تغییرات منطقهای دیگر
دادههای Swarm نشان میدهد که در حالیکه میدان مغناطیسی در ناحیهٔ آتلانتیک جنوبی ضعیف شده، نقاط دیگری مانند سیبری تقویت و مناطقی مانند کانادا تضعیف شدهاند. این جابهجاییها با سرگردانی قطب مغناطیسی شمالی به سمت سیبری در سالهای اخیر همخوانی دارد و نشان میدهد که میدان زمین فراتر از یک دیپول ساده (مانند آهنربای میلهای) رفتار میکند.
چرا این موضوع برای ما مهم است؟
- مدلهای مغناطیسی دقیق برای ناوبری، تعیین موقعیت و پیشبینی هوافضایی ضروریاند؛ تغییرات سریع میتواند نیاز به بهروزرسانی آنها را افزایش دهد.
- درک بهتر از این پدیدهها به پیشبینی بهتر «آبوهوای فضایی» کمک میکند و از آسیب به ماهوارهها و شبکههای انرژی جلوگیری میکند.
- مشاهدات طولانیمدت با ماهوارهها نقش کلیدی در رمزگشایی تعاملات بین لایههای داخلی زمین دارند.
آژانس فضایی اروپا قصد دارد مأموریت Swarm را فراتر از سال ۲۰۳۰ ادامه دهد که این امر امکان ردیابی رفتار نامتعارف میدان مغناطیسی زمین را برای سالهای آینده فراهم میکند.
در حالی که محققان به جمعآوری دادههای بیشتر و بهروزرسانی مدلها ادامه میدهند، سوالهای جدیدی مطرح میشود: آیا این رشد ادامه خواهد داشت؟ پیامدهای بلندمدت برای فناوریها و سفرهای فضایی چیست؟ ماهوارههای Swarm قرار است کلید پاسخ این پرسشها باشند.