یک مطالعه جدید نشان می دهد در هزاران کیلومتر زیر سطح زمین، اتفاقی غیرمنتظره رخ داده است: جریانی گسترده از فلز مذاب که سال ها در یک جهت حرکت می کرد، ناگهان مسیر خود را معکوس کرده است.

به نقل از ارث، در اعماق بسیار دور از دسترس زمین، جایی در زیر اقیانوس آرام، پدیده ای عجیب و غیرمنتظره رخ داده است. پژوهشگران می گویند جریان عظیمی از آهن مذاب که برای سال ها در یک جهت حرکت می کرد، حدود سال 2010 ناگهان مسیر خود را تغییر داد و در جهت مخالف به حرکت درآمد.

آنچه این کشف را شگفت انگیزتر می کند، نحوه شناسایی آن است. دانشمندان نه از طریق حفاری یا مشاهده مستقیم، بلکه با کمک ماهواره هایی که صدها کیلومتر بالاتر از سطح زمین در مدار قرار دارند، موفق به تشخیص این تغییر شده اند.

این یافته پنجره ای تازه به یکی از اسرارآمیزترین بخش های سیاره ما می گشاید؛ یعنی هسته بیرونی زمین، لایه ای از فلز مذاب که نقش اصلی را در تولید میدان مغناطیسی زمین بر عهده دارد.

بسیاری از مردم میدان مغناطیسی زمین را پدیده ای نامریی و دور از زندگی روزمره تصور می کنند، اما در واقع این میدان یکی از مهم ترین سپرهای دفاعی سیاره محسوب می شود.این میدان از زمین در برابر ذرات باردار و پرانرژی که به طور مداوم از خورشید به فضا پرتاب می شوند محافظت می کند.

بدون وجود این سپر مغناطیسی، ماهواره ها، شبکه های برق، فضاپیماها و حتی بخشی از جو زمین در معرض آسیب های بسیار بیشتری قرار می گرفتند. به همین دلیل هر تغییری در فرآیندهای درونی که میدان مغناطیسی را تولید می کنند، برای دانشمندان اهمیت ویژه ای دارد.

هسته بیرونی زمین در عمقی حدود 2200 کیلومتری زیر سطح سیاره قرار دارد. این لایه عمدتاً از آهن و نیکل مذاب تشکیل شده است. حرکت مداوم این فلزات فوق داغ، مانند یک ژنراتور عظیم طبیعی عمل می کند و میدان ژئومغناطیسی زمین را به وجود می آورد. دهه ها تصور دانشمندان این بود که جریان های بزرگ در هسته بیرونی به شکلی نسبتاً پایدار و عمدتاً در جهت غرب حرکت می کنند.

اما داده های جدید نشان می دهد این تصویر ساده تر از واقعیت بوده است. مطالعه تازه نشان داده که منطقه وسیعی از سیال غنی از آهن در زیر بخش استوایی اقیانوس آرام که پیش تر با سرعتی کم به سمت غرب حرکت می کرد، در سال 2010 ناگهان تغییر جهت داده و به سمت شرق جریان پیدا کرده است.

برای رسیدن به این نتیجه، پژوهشگران داده های جمع آوری شده بین سال های 1997 تا 2025 را بررسی کردند. این اطلاعات از ترکیب مشاهدات زمینی و داده های ماهواره ای به دست آمده اند. هدایت این پژوهش را فردریک دال مادسن، پژوهشگر دانشکده علوم زمین دانشگاه ادینبرو، بر عهده داشته است.

تیم تحقیقاتی او از داده های چندین مأموریت فضایی از جمله ماهواره های سوارم و کریوسَت متعلق به سازمان فضایی اروپا و همچنین مأموریت های چَمپ آلمان و اورستد دانمارک استفاده کرده اند. بررسی این داده ها نشان داد تغییر رخ داده در هسته زمین به اندازه ای بزرگ بوده که برخی فرضیات قدیمی درباره رفتار درونی سیاره را زیر سؤال می برد.

مادسن می گوید این تغییر جهت گسترده در زیر اقیانوس آرام، سؤالات جدیدی درباره رفتار هسته زمین مطرح کرده است. به گفته او، دانشمندان اکنون در تلاش هستند مشخص کنند آیا این پدیده صرفاً یک نوسان موقتی و کوتاه مدت بوده، بخشی از یک چرخه تکرارشونده طبیعی است یا اینکه نشانه ورود هسته زمین به یک وضعیت پایدار جدید محسوب می شود.

او تأکید می کند که تنها با ادامه پایش و جمع آوری داده های بیشتر در سال های آینده می توان پاسخ این پرسش ها را یافت.

برخلاف بسیاری از پدیده های زمین شناسی، هسته زمین را نمی توان مستقیماً مشاهده کرد. دما در این ناحیه احتمالاً با دمای سطح خورشید رقابت می کند 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 روش های غیرمستقیم متکی هستند.

یکی از مهم ترین این روش ها، بررسی تغییرات بسیار جزیی میدان مغناطیسی زمین است. این تغییرات می توانند سرنخ هایی از آنچه در هزاران کیلومتر زیر سطح زمین رخ می دهد در اختیار پژوهشگران قرار دهند. در سال 2013، سازمان فضایی اروپا سه ماهواره مأموریت سوارم را به فضا فرستاد. این ماهواره ها به مغناطیس سنج های بسیار حساس مجهز هستند که قادرند کوچک ترین تغییرات میدان مغناطیسی زمین را اندازه گیری کنند.

حرکت هماهنگ این ماهواره ها به پژوهشگران اجازه می دهد اثرات ناشی از پوسته زمین، اقیانوس ها، جو و حتی فعالیت های فضایی را از سیگنال های منشأگرفته از هسته زمین تفکیک کنند.

داده های ماهواره ای تنها تغییر جهت جریان آهن مذاب را آشکار نکردند، بلکه ساختارهای پیچیده ای از جریان ها و شتاب های موج مانند را نیز نشان دادند که در داده های قدیمی تر پنهان مانده بودند. پژوهشگران همچنین این تغییر را با پدیده ای موسوم به جهش ژئومغناطیسی 2017 مرتبط دانسته اند؛ رویدادی که طی آن رفتار میدان مغناطیسی زمین به طور ناگهانی تغییر کرد.

آنیا استرومه، مدیر پروژه مأموریت سوارم، می گوید اگرچه این ماهواره ها پس از تغییر بزرگ سال 2010 به فضا پرتاب شدند، اما داده های بسیار دقیق آن ها امکان مطالعه پیامدهای این رویداد را فراهم کرده است. به گفته او، پوشش جهانی و مداوم ماهواره های سوارم باعث شده دانشمندان بتوانند تحول پویایی هسته زمین را در طول زمان دنبال کنند؛ قابلیتی که صرفاً با استفاده از رصدخانه های زمینی امکان پذیر نبود.

یکی از جذاب ترین بخش های این پژوهش به احتمال ارتباط میان این پدیده و تغییرات هسته درونی زمین مربوط می شود. مادسن توضیح می دهد ظهور جریان قدرتمند شرقی در زیر اقیانوس آرام تقریباً هم زمان با تغییراتی بوده که پژوهشگران از طریق داده های لرزه نگاری و ژئودزی در هسته درونی زمین شناسایی کرده اند.

به همین دلیل دانشمندان احتمال می دهند این دو پدیده به نوعی با یکدیگر مرتبط باشند و بخشی از یک فرآیند گسترده تر در اعماق سیاره را نشان دهند. با این حال هنوز مشخص نیست این تغییر جهت یک رویداد گذرا بوده یا بخشی از چرخه ای بلندمدت در درون زمین است.

داده های جدید نشان می دهد جریان شرقی پس از رسیدن به اوج خود، از حدود سال 2020 به بعد رو به تضعیف گذاشته است. این موضوع احتمال وقوع یک تغییر جهت دیگر در آینده را مطرح می کند.

خبر خوب این است که چنین تغییراتی تهدید مستقیمی برای زندگی انسان ها محسوب نمی شوند. مردم هیچ گونه لرزش یا اثر مستقیمی از این جابه جایی ها احساس نخواهند کرد و این پدیده ارتباطی با زمین لرزه ها، فوران های آتشفشانی یا تغییرات اقلیمی ندارد. با این حال، تغییرات میدان مغناطیسی زمین می تواند بر فناوری های مدرن تأثیر بگذارد.

سامانه های ناوبری هواپیماها، ارتباطات ماهواره ای، عملیات فضاپیماها و حتی مدل های پیش بینی آب وهوای فضایی به اطلاعات دقیق میدان مغناطیسی وابسته هستند. بنابراین هرگونه تغییر در رفتار این میدان، هرچند کوچک، برای متخصصان اهمیت فراوانی دارد.

الیزابتا یورفیدا، دانشمند مأموریت سوارم، معتقد است نتایج این پژوهش نشان می دهد تغییرات منطقه ای در هسته زمین می توانند تنها در مدت یک دهه شکل بگیرند؛ موضوعی که پیش تر کمتر مورد توجه قرار گرفته بود.

او می گوید این یافته ها همچنین می توانند به دانشمندان کمک کنند تا تعامل میان هسته بیرونی، هسته درونی و گوشته پایینی زمین را بهتر درک کنند؛ ناحیه ای که یکی از مهم ترین و در عین حال ناشناخته ترین مرزهای درونی سیاره محسوب می شود.

به باور پژوهشگران، این کشف تنها آغاز راه است. هرچه داده های بیشتری از اعماق زمین جمع آوری شود، تصویر روشن تری از نیروهای پنهانی که سیاره ما را از درون شکل می دهند به دست خواهد آمد؛ نیروهایی که اگرچه از دید ما پنهان اند، اما نقشی اساسی در حفظ شرایط مناسب برای زندگی روی زمین ایفا می کنند.

منبع: فرارو