ثبت رویدادی عجیب در اعماق زمین

آنچه این کشف را شگفت‌انگیزتر می‌کند، نحوه شناسایی آن است. دانشمندان نه از طریق حفاری یا مشاهده مستقیم، بلکه با کمک ماهواره‌هایی که صدها کیلومتر بالاتر از سطح زمین در مدار قرار دارند، موفق به تشخیص این تغییر شده‌اند. این یافته پنجره‌ای تازه به یکی از اسرارآمیزترین بخش‌های سیاره ما می‌گشاید؛ یعنی هسته بیرونی زمین، لایه‌ای از فلز مذاب که نقش اصلی را در تولید میدان مغناطیسی زمین بر عهده دارد.

هسته بیرونی زمین در عمقی حدود ۲۲۰۰ کیلومتری زیر سطح سیاره قرار دارد. این لایه عمدتاً از آهن و نیکل مذاب تشکیل شده است. حرکت مداوم این فلزات فوق‌داغ، مانند یک ژنراتور عظیم طبیعی عمل می‌کند و میدان ژئومغناطیسی زمین را به وجود می‌آورد. دهه‌ها تصور دانشمندان این بود که جریان‌های بزرگ در هسته بیرونی به شکلی نسبتاً پایدار و عمدتاً در جهت غرب حرکت می‌کنند.

اما داده‌های جدید نشان می‌دهد این تصویر ساده‌تر از واقعیت بوده است. مطالعه تازه نشان داده که منطقه وسیعی از سیال غنی از آهن در زیر بخش استوایی اقیانوس آرام که پیش‌تر با سرعتی کم به سمت غرب حرکت می‌کرد، در سال ۲۰۱۰ ناگهان تغییر جهت داده و به سمت شرق جریان پیدا کرده است.

کشفی بر پایه نزدیک به سه دهه داده

برای رسیدن به این نتیجه، پژوهشگران داده‌های جمع‌آوری‌شده بین سال‌های ۱۹۹۷ تا ۲۰۲۵ را بررسی کردند. این اطلاعات از ترکیب مشاهدات زمینی و داده‌های ماهواره‌ای به دست آمده‌اند. هدایت این پژوهش را فردریک دال مادسن، پژوهشگر دانشکده علوم زمین دانشگاه ادینبرو، بر عهده داشته است.

تیم تحقیقاتی او از داده‌های چندین مأموریت فضایی از جمله ماهواره‌های «سوارم» و «کریوسَت» متعلق به سازمان فضایی اروپا و همچنین مأموریت‌های «چَمپ» آلمان و «اورستد» دانمارک استفاده کرده‌اند. بررسی این داده‌ها نشان داد تغییر رخ‌داده در هسته زمین به اندازه‌ای بزرگ بوده که برخی فرضیات قدیمی درباره رفتار درونی سیاره را زیر سؤال می‌برد.

برخلاف بسیاری از پدیده‌های زمین‌شناسی، هسته زمین را نمی‌توان مستقیماً مشاهده کرد. دما در این ناحیه احتمالاً با دمای سطح خورشید رقابت می‌کند و فشار نیز به حدی زیاد است که هیچ فناوری امروزی قادر به دسترسی مستقیم به آن نیست. به همین دلیل دانشمندان برای مطالعه اعماق زمین به روش‌های غیرمستقیم متکی هستند.

یکی از مهم‌ترین این روش‌ها، بررسی تغییرات بسیار جزئی میدان مغناطیسی زمین است. این تغییرات می‌توانند سرنخ‌هایی از آنچه در هزاران کیلومتر زیر سطح زمین رخ می‌دهد در اختیار پژوهشگران قرار دهند. در سال ۲۰۱۳، سازمان فضایی اروپا سه ماهواره مأموریت «سوارم» را به فضا فرستاد. این ماهواره‌ها به مغناطیس‌سنج‌های بسیار حساس مجهز هستند که قادرند کوچک‌ترین تغییرات میدان مغناطیسی زمین را اندازه‌گیری کنند.

حرکت هماهنگ این ماهواره‌ها به پژوهشگران اجازه می‌دهد اثرات ناشی از پوسته زمین، اقیانوس‌ها، جو و حتی فعالیت‌های فضایی را از سیگنال‌های منشأگرفته از هسته زمین تفکیک کنند.

داده‌های ماهواره‌ای تنها تغییر جهت جریان آهن مذاب را آشکار نکردند، بلکه ساختارهای پیچیده‌ای از جریان‌ها و شتاب‌های موج‌مانند را نیز نشان دادند که در داده‌های قدیمی‌تر پنهان مانده بودند. پژوهشگران همچنین این تغییر را با پدیده‌ای موسوم به «جهش ژئومغناطیسی ۲۰۱۷» مرتبط دانسته‌اند؛ رویدادی که طی آن رفتار میدان مغناطیسی زمین به طور ناگهانی تغییر کرد.

آنیا استرومه، مدیر پروژه مأموریت سوارم، می‌گوید اگرچه این ماهواره‌ها پس از تغییر بزرگ سال ۲۰۱۰ به فضا پرتاب شدند، اما داده‌های بسیار دقیق آن‌ها امکان مطالعه پیامدهای این رویداد را فراهم کرده است. به گفته او، پوشش جهانی و مداوم ماهواره‌های سوارم باعث شده دانشمندان بتوانند تحول پویایی هسته زمین را در طول زمان دنبال کنند؛ قابلیتی که صرفاً با استفاده از رصدخانه‌های زمینی امکان‌پذیر نبود.

خبر خوب این است که چنین تغییراتی تهدید مستقیمی برای زندگی انسان‌ها محسوب نمی‌شوند. مردم هیچ‌گونه لرزش یا اثر مستقیمی از این جابه‌جایی‌ها احساس نخواهند کرد و این پدیده ارتباطی با زمین‌لرزه‌ها، فوران‌های آتشفشانی یا تغییرات اقلیمی ندارد. با این حال، تغییرات میدان مغناطیسی زمین می‌تواند بر فناوری‌های مدرن تأثیر بگذارد.

سامانه‌های ناوبری هواپیماها، ارتباطات ماهواره‌ای، عملیات فضاپیماها و حتی مدل‌های پیش‌بینی آب‌وهوای فضایی به اطلاعات دقیق میدان مغناطیسی وابسته هستند. بنابراین هرگونه تغییر در رفتار این میدان، هرچند کوچک، برای متخصصان اهمیت فراوانی دارد.

۵۸۵۸