شناسایی میدان مغناطیسی ثانویه پیرامون زمین توسط آژانس فضایی اروپا

پژوهشگران آژانس فضایی اروپا موفق به شناسایی یک میدان مغناطیسی ثانویه و ضعیف پیرامون کره‌ی زمین شده‌اند.

سه ماهواره که روی میدان مغناطیسی زمین مطالعه می‌کنند، جزئیات برجستگی ثابتی از میدان مغناطیسی زمین را که توسط که توسط جزر و مد اقیانوس‌ها به‌وجود آمده است، نشان داده‌اند.

داده‌هایی که در چهار سال پژوهش آژانس فضایی اروپا (ESA) در مأموریت سوارم (Swarm) به‌دست آمد، نقشه‌ی میدان مغناطیسی دیگری از زمین را نشان می‌دهد. این میدان مغناطیسی می‌تواند به‌ ما در ساخت مدل‌هایی بهتر برای گرمایش جهانی کمک کند.

نیلز اولسن از دانشگاه فنی دانمارک امسال در جلسه‌ی اتحادیه‌ی علوم زمین اروپا در وین، نتایج حیرت‌انگیزی ارائه کرد. او توضیح داد که گروهش به چه شکلی جزئیات چنین میدان مغناطیسی دور از چشمی را نشان داده‌اند. اولسن به جاناتان اموس، خبرنگار BBC گفت:

این میدان مغناطیسی بسیار کوچکی است که ۲ تا ۲/۵ نانوتسلا در ارتفاع ماهواره‌ای بوده و حدود ۲۰ هزار برابر ضعیف‌تر از میدان مغناطیسی جهانی زمین است.

هر دو میدان در مرحله ابتدایی، نتیجه‌ی اثر دیناموی (تئوری که به توضیح روند تشکیل یک میدان مغناطیسی حول اجسام کروی می‌پردازد) تولیدشده توسط ذرات باردار متحرک در محیط مایع (آهن مایع داخل زمین) هستند.

میدان مغناطیسی قوی‌تر که عقربه‌ی قطب‌نما را حرکت می‌دهد، از حرکت ثابت صخره‌های ذوب‌شده و مایع زیر پای ما پدید می‌آید. این میدان همچنین نشانه‌هایی در هم‌ترازی ذرات داخل پوسته زمین دارد که الگوی آن با جزئیات کامل توسط سوارم تحلیل شده است.

آژانس فضایی اروپا جزئی‌ترین نقشه‌ی مغناطیسی حال حاضر را در اجلاس وین به‌نمایش گذاشت. به تصویر حیرت‌انگیز زیر نگاه کنید:

اما جزئیات یک دیناموی دیگر، حضار جلسه را به‌ وجد آورد. یون‌های حل‌شده در آب‌های اقیانوس‌ها، با حرکت جذر و مد، یک میدان مغناطیسی ضعیف به‌وجود می‌آورند. تشخیص الگوهای ضعیفی که با حرکاتی مثل جریان اقیانوسی به‌و‌جود آمده‌اند از میدان مغناطیسی قوی‌تر، سخت است؛ ولی جذر و مد اقیانوس‌ها توسط نیروی ماه یک ضربان آشکار به‌وجود می‌آورد و آن سیگنال‌های ضعیف را برجسته می‌کند.

سوارم که درسال ۲۰۱۳ به فضا پرتاب شد، متشکل‌ از ۳ ماهواره‌ی یکسان است و در حال حاضر در فاصله ۳۰۰ تا ۵۳۰ کیلومتری به‌دور زمین می‌چرخند و وظیفه‌ی آنها جمع‌آوری اطلاعات راجع‌ به خواص میدان مغناطیسی زمین است. اولسن می‌گوید:

ما از سوارم برای اندازه‌گیری سیگنال‌های مغناطیسی جزر و مد سطح اقیانوس‌ها تا کف آنها استفاده کرده‌ایم و تصویری جهانی از چگونگی جریان اقیانوس‌ها در تمامی اعماق آن داریم و این مورد جدیدی است.

داشتن چندین راه برای مطالعه روی حرکات آب‌های اقیانوس‌ها بسیار خوب است و ما می‌توانیم با مدل‌های زیادی، الگوهای تغییر انرژی گرمایی در سراسر جهان را توصیف کنیم.

چون آب می‌تواند گرمای زیادی را در خود نگه دارد؛ پیش‌بینی توانایی زمین برای گرفتن گرمای اضافی گازهای گلخانه‌ای، به دانستن دقیق چگونگی حرکت جزر و مد و جریان‌ها در سه بعد بستگی دارد.

شناخت تمامی نقاطی که آب به اعماق زمین می‌رود، می‌تواند چرخه‌های منجر به تسریع گرمایش جهانی را به ما نشان دهد. نقشه‌ی جدید مغناطیس اقیانوسی، فایده‌ی مهم دیگری هم دارد. اولسن می‌گوید:

به‌علاوه، چون سیگنال مغناطیسی جزر و مد باعث القای واکنش مغناطیسی ضعیفی در زیر بستر دریا می‌شود، می‌توان از چنین نتایجی برای یادگیری بیشتر درمورد خواص الکتریکی لیتوسفر زمین و پوشش بالایی آن استفاده کرد.

همین حالا چرخش ماگما در زیر پوسته‌ی زمین با استفاده‌ از ترکیبی‌ از اندازه‌گیری‌های گرانشی و زلزله‌شناسی، تحت مطالعه است. یافتن الگوهای فشار و کشش بین میدان‌های مغناطیسی، می‌تواند در تهیه‌ی نقشه جریان‌های مواد معدنی مذاب به ما بهتر کمک کند. از آنجایی که هنوز اطلاعات زیادی درمورد سازوکار مغناطیس زمین نداریم (مثلا نمی‌دانیم که چرا مغناطیس زمین هر از گاهی یک‌بار تغییرات ناگهانی می‌کند) هر اکتشاف جدیدی می‌تواند تفاوت‌هایی در مفاهیم کنونی رقم بزند.