رمز و راز پشت چرخش میدان مغناطیسی زمین

در حالی که میدان مغناطیسی زمین به طور معمول ثابت می ماند، مطالعات نشان داده اند که فواصل نامنظمی به نام وارونگی ژئومغناطیسی در طول تاریخ رخ داده است. در اینجا، ما به بررسی پیشینه پشت این تلنگرها می پردازیم و اینکه چگونه یک مطالعه جدید جزئیات شگفت انگیزی را در مورد جدیدترین معکوس ارائه کرده است.

تغییر در جهت

قبل از زمان گوشی‌های هوشمند که حاوی قطب‌نماهای الکترونیکی بودند، قطب‌نماهای مغناطیسی ابزار رایج‌تری برای پیمایش در فضای باز بودند. این دستگاه از یک سوزن سبک تشکیل شده است که آزادانه می چرخد ​​و حس جهت آن را نسبت به قطب های مغناطیسی زمین تعیین می کند. نقاط روی قطب نما به جهات مربوطه در میدان مغناطیسی زمین کشیده می شوند و یک نقطه مرجع برای کاوشگران هنگام سفر فراهم می کنند.

تصور کنید که این شکل قابل اعتماد ناوبری ناگهان جهت خود را تغییر دهد. آنچه زمانی شمال بود اکنون به جنوب تبدیل شده است و بالعکس. در حالی که چنین رویدادی ممکن است ماهیت دراماتیکی به نظر برسد، تحقیقات نشان می دهد که میدان مغناطیسی زمین بارها تغییر کرده است، با تحقیقات جدید نشان می دهد که معکوس شدن می تواند در طول عمر انسان رخ دهد.

یک قطب نما مغناطیسی (“Kompas Sofia” توسط Bios. دارای مجوز Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 از طریق Wikimedia Commons ).

تغییرات ژئومغناطیسی در میدان مغناطیسی زمین

بیایید ابتدا با نحوه ایجاد میدان مغناطیسی زمین شروع کنیم. اعتقاد بر این است که میدان مغناطیسی با تئوری دینام توضیح داده می شود ، که پیشنهاد می کند یک میدان مغناطیسی را می توان از طریق یک سیال در حال چرخش، همرفت و رسانای الکتریکی حفظ کرد. در مورد سیاره ما، هسته داخلی از آهن جامد و هسته بیرونی از آهن مایع تشکیل شده است. حرکت درون هسته بیرونی جریان های الکتریکی ایجاد می کند که منجر به ایجاد یک میدان مغناطیسی می شود.

در برخی نقاط، این زمینه می تواند ضعیف شود. در حالی که سوالاتی در مورد علت دقیق این تغییر باقی مانده است، برخی از تحقیقات به حرکت بی نظم در هسته بیرونی به عنوان ریشه بی ثباتی اشاره می کنند. این حالت تضعیف شده گاهی اوقات می تواند منجر به یک اختلال مختصر شود که به عنوان یک گشت و گذار ژئومغناطیسی شناخته می شود، که شامل تغییر تا 45 درجه در جهت قطب می شود. در مواقع دیگر، حالت تضعیف شده می تواند آنقدر قوی شود که منجر به تبادل کامل بین قطب های مغناطیسی شود، پدیده ای که به آن معکوس ژئومغناطیسی گفته می شود .

نقشه ای که میدان مغناطیسی زمین را نشان می دهد. (“میدان مغناطیسی زمین، شماتیک” توسط Zureks – اثر شخصی. دارای مجوز Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 از طریق Wikimedia Commons ).

همانطور که توسط ناسا اشاره شد ، در 20 میلیون سال گذشته، الگویی از وارونگی قطب ها در میدان مغناطیسی زمین پدیدار شده است که هر 200000 تا 300000 سال یکبار برعکس می شود. با این حال، آخرین واژگونی، وارونگی Brunhes-Matuyama بود که 780000 سال پیش رخ داد – نشانه‌ای از اختلاف در این الگو و شاید پیش‌بینی برای یک برگشت آینده.

یکی از سوالاتی که در مورد معکوس برونهس-ماتویاما مطرح شده است، نرخ برگشت است. آیا جهت قطب ها به سرعت تغییر می کند یا به کندی، یا زمان بندی در این بین است؟ تیمی از محققان فرانسه، ایتالیا و ایالات متحده (دانشگاه کلمبیا و دانشگاه کالیفرنیا، برکلی) پاسخ‌های جدیدی از رسوبات دریاچه‌های رم، ایتالیا یافته‌اند.

تحقیقات جدید نشان می دهد که چرخش میدان مغناطیسی زمین ممکن است در طول زندگی انسان رخ دهد

در مطالعه خود ، تیم محققین جهت میدان های مغناطیسی منجمد شده در لایه های رسوبات دریاچه های باستانی را تجزیه و تحلیل کردند. این رسوبات که قبلاً در دریاچه مدفون شده بودند، اکنون در حوضه سولمونا در کوه‌های آپنین قرار دارند و با لایه‌های خاکستر آتشفشانی در هم قرار گرفته‌اند. محققان با استفاده از تاریخ گذاری آرگون-آرگون، سن لایه های خاکستر در بالا و پایین لایه رسوب را محاسبه کردند.

با رسوب ثابت رسوبات دریاچه در یک دوره زمانی 10000 ساله، محققان توانستند تاریخ دقیق تری را برای آخرین برگشت مغناطیسی، تقریباً 786،000 سال پیش تعیین کنند. آنها همچنین به انتقال سریع از قطبیت معکوس به یک میدان معمولی با فاصله کمی اشاره کردند – یافته ای که نشان می دهد آخرین برگشت در یک بازه زمانی بسیار کوتاه، شاید حتی کمتر از 100 سال اتفاق افتاده است.

این مطالعه همچنین نشان داد که برای بیش از 6000 سال قبل از بازگشت سریع، میدان مغناطیسی دوره ای از بی ثباتی را تجربه کرده است. این شامل دو دوره 2000 ساله کاهش قدرت در میدان مغناطیسی بود که تلنگر کامل نزدیک به پایان آخرین دوره از این دوره ها اتفاق افتاد.

اندیشه های پایانی

اگرچه در طبیعت نادر است، معکوس های ژئومغناطیسی اتفاقاتی مورد انتظار هستند و در گذشته با فاجعه مرتبط نبوده اند. در حالی که پیش‌بینی معکوس در آینده دشوار است، تحقیقات مستمر در مورد فرآیند معکوس و طول عمر آن نقش مهمی در درک بهتر پدیده و تجزیه و تحلیل اثرات بالقوه آن دارد.