.svg)
راز میدان مغناطیسی زمین پس از یک میلیارد سال فاش شد
مدل جدیدی نشان می‌دهد که چگونه هسته مایع زمین از آغاز پیدایش سیاره تاکنون میدان مغناطیسی آن را حفظ کرده است؛ کشفی که دیدگاه‌های تازه‌ای درباره گذشته و آینده زمین ارائه می‌دهد.
به گزارش پارسینه و به نقل ازscitechdaily، زمین از وجود میدان مغناطیسی بهره‌مند است؛ سپری که از آن در برابر پرتوهای کیهانی مضر محافظت می‌کند و امکان شکل‌گیری حیات را فراهم می‌سازد. در مقابل، سیاراتی مانند مریخ دائماً در معرض ذرات باردار قرار دارند و محیطی بسیار خصمانه‌تر را تجربه می‌کنند.
دانشمندان منشأ میدان مغناطیسی زمین را به «نظریه دینامو» نسبت می‌دهند. طبق این نظریه، سرد شدن تدریجی هسته مایع آهن و نیکل زمین باعث ایجاد جریان‌های همرفتی قدرتمند در هسته بیرونی می‌شود. با چرخش زمین، این جریان‌ها منحرف شده و به شکل مارپیچ حرکت می‌کنند. حرکت فلزات مایع جریان‌های الکتریکی تولید می‌کند که خود میدان‌های مغناطیسی ایجاد کرده و سپر محافظ زمین را شکل می‌دهند.
اما این نظریه یک محدودیت دارد: پیش از آنکه هسته داخلی زمین شروع به تبلور کند – رویدادی که حدود یک میلیارد سال پیش رخ داد – هسته زمین کاملاً مایع بوده است. این پرسش مهم را مطرح می‌کند: آیا در آن دوران اولیه نیز میدان مغناطیسی وجود داشته است؟
مدل جدید، پاسخ را ارائه می‌دهد
از آنجا که نمی‌توان فرآیندهای درون زمین را مستقیماً مشاهده کرد، زمین‌شناسان با کمک مدل‌های رایانه‌ای به مطالعه آن می‌پردازند.
پژوهشگران از دانشگاه ETH زوریخ و دانشگاه SUSTech چین، مدلی رایانه‌ای از زمین طراحی کردند تا بررسی کنند آیا هسته کاملاً مایع نیز می‌تواند میدان مغناطیسی پایدار تولید کند. بخشی از این شبیه‌سازی‌ها با استفاده از ابررایانه Piz Daint در مرکز CSCS لوگانو انجام شد.
در این شبیه‌سازی‌ها، پژوهشگران نشان دادند که در شرایط فیزیکی خاصی، ویسکوزیته (گران‌روی) هسته زمین تأثیری بر اثر دینامو ندارد. این یعنی میدان مغناطیسی زمین در دوران اولیه نیز به شیوه‌ای مشابه امروز تولید می‌شده است.
این تیم پژوهشی نخستین گروهی است که موفق شده تأثیر ویسکوزیته هسته زمین را در مدل‌سازی به حداقل برساند. یوفنگ لین، نویسنده اصلی مقاله، می‌گوید: «تا کنون هیچ‌کس نتوانسته بود چنین محاسباتی را تحت شرایط فیزیکی صحیح انجام دهد.»
درک تاریخچه میدان مغناطیسی زمین
اندی جکسون، استاد ژئوفیزیک در ETH زوریخ و نویسنده همکار مقاله، می‌گوید: «این یافته به ما کمک می‌کند تا تاریخچه میدان مغناطیسی زمین را بهتر درک کنیم و در تفسیر داده‌های زمین‌شناسی گذشته مفید است.»
این کشف همچنین دیدگاه ما درباره پیدایش حیات را تغییر می‌دهد. میلیاردها سال پیش، میدان مغناطیسی زمین با دفع پرتوهای مضر فضایی، شرایط لازم برای شکل‌گیری حیات را فراهم کرده است.
پژوهشگران می‌توانند از این یافته‌ها برای مطالعه میدان‌های مغناطیسی سایر اجرام آسمانی مانند خورشید، مشتری و زحل نیز استفاده کنند.
حیاتی برای تمدن مدرن
میدان مغناطیسی زمین نه‌تنها از حیات محافظت می‌کند، بلکه نقش حیاتی در ارتباطات ماهواره‌ای و بسیاری از جنبه‌های تمدن مدرن دارد. جکسون می‌گوید: «بنابراین مهم است که بدانیم میدان مغناطیسی چگونه تولید می‌شود، چگونه در طول زمان تغییر می‌کند و چه مکانیزم‌هایی آن را حفظ می‌کنند. اگر نحوه تولید میدان مغناطیسی را درک کنیم، می‌توانیم روند آینده آن را پیش‌بینی کنیم.»
میدان مغناطیسی زمین در طول تاریخ بارها قطب‌های خود را تغییر داده است. در دهه‌های اخیر، پژوهشگران شاهد جابه‌جایی سریع قطب شمال مغناطیسی به سمت قطب شمال جغرافیایی بوده‌اند. درک تغییرات مغناطیسی زمین برای تمدن انسانی ضروری است.
ارسال نظر