لماذا قد يتغير المجال المغناطيسي للأرض بشكل أسرع مما كنا نعتقد

لماذا قد يتغير المجال المغناطيسي للأرض بشكل أسرع مما كنا نعتقد
لطالما كان الأمر غامضًا مدى سرعة تغير المجال المغناطيسي للأرض.
أندري VP / Shutterstock

إن المجال المغناطيسي للأرض ، الذي تم إنشاؤه على بعد 3,000 كيلومتر تحت أقدامنا في قلب الحديد السائل ، مهم للغاية للحياة على كوكبنا. يمتد إلى الفضاء ، ويلف بنا في بطانية كهرومغناطيسية تحمي الغلاف الجوي والأقمار الصناعية من الإشعاع الشمسي.

بعد المجال المغناطيسي يتغير باستمرار في كل من قوته واتجاهه وخضع لبعض التحولات الدراماتيكية في الماضي. هذا يتضمن الانعكاسات الغامضة للأقطاب المغناطيسية، مع تحول القطب الجنوبي إلى القطب الشمالي والعكس صحيح.

كان السؤال الذي طال أمده هو مدى سرعة تغيير المجال. دراستنا الجديدة ، نشرت في الطبيعة للاتصالاتكشف بعض الأجوبة.

إن التغيرات السريعة في المجال المغناطيسي ذات أهمية كبيرة لأنها تمثل السلوك الأكثر تطرفًا لمحيط الحديد المصهور في القلب السائل. من خلال ربط التغييرات المرصودة بالعمليات الأساسية ، يمكننا معرفة معلومات مهمة حول منطقة يتعذر الوصول إليها على كوكبنا.

تاريخيا ، كانت أسرع التغيرات في المجال المغناطيسي للأرض المرتبطة بالانتكاسات، والتي تحدث على فترات غير منتظمة عدة مرات كل مليون سنة. لكننا اكتشفنا تغييرات ميدانية أسرع وأحدث من أي بيانات مرتبطة بالانتكاسات الفعلية.

انعكاس مغناطيسي. (لماذا قد يتغير المجال المغناطيسي للأرض بشكل أسرع مما كنا نعتقد)
انعكاس مغناطيسي.
NASA.

في الوقت الحاضر ، تساعد الأقمار الصناعية على مراقبة التغيرات في الميدان في كل من المكان والزمان ، تكملها السجلات الملاحية والمراصد الأرضية. تكشف هذه المعلومات أن التغييرات في المجال الحديث مؤلمة إلى حد ما ، حوالي عشر درجة في السنة. ولكن ، بينما نعلم أن المجال موجود لمدة 3.5 مليار سنة على الأقل، نحن لا نعرف الكثير عن سلوكها قبل 400 سنة مضت.


الحصول على أحدث من InnerSelf


لتتبع المجال القديم ، يحلل العلماء المغناطيسية المسجلة بواسطة الرواسب وتدفقات الحمم البركانية والمصنوعات اليدوية من صنع الإنسان. وذلك لأن هذه المواد تحتوي على حبيبات مغناطيسية مجهرية تسجل توقيع مجال الأرض في وقت تبريدها (للأحواض) أو إضافتها إلى الكتلة الأرضية (للرواسب). تسجل الرواسب من وسط إيطاليا في وقت الانعكاس الأخير للقطبية قبل 800,000 سنة تقريبًا اقتراح تغييرات ميدانية سريعة نسبيًا تصل درجة واحدة في السنة.

هذه القياسات ، مع ذلك ، هي صعبة للغاية ، مع النتائج لا يزال قيد المناقشة. على سبيل المثال ، هناك شكوك في العملية التي تكتسب بها الرواسب مغناطيسيتها.

قياسات محسنة

يتخذ بحثنا نهجًا مختلفًا باستخدام نماذج الكمبيوتر المستندة إلى فيزياء عملية التوليد الميداني. ويقترن ذلك بإعادة البناء التي تم نشرها مؤخرًا للتغيرات العالمية في المجال المغناطيسي للأرض والتي تمتد على مدى 100,000،XNUMX عام الماضية ، استنادًا إلى مجموعة من القياسات من الرواسب والحمم والمصنوعات اليدوية.

يوضح هذا أن التغيرات في اتجاه المجال المغناطيسي للأرض وصلت إلى معدلات تصل إلى عشر درجات في السنة - أكبر بعشر مرات من أسرع التغيرات المبلغ عنها حاليًا.

حدثت أسرع التغيرات الملحوظة في اتجاه المجال المغنطيسي الأرضي منذ حوالي 39,000 سنة. ارتبط هذا التحول بحقل ضعيف محليًا في منطقة محصورة قبالة الساحل الغربي لأمريكا الوسطى. تبع هذا الحدثرحلة لاشامب"-" انعكاس فاشل "للمجال المغناطيسي للأرض منذ حوالي 41,000 سنة تحركت فيه الأقطاب المغناطيسية لفترة وجيزة بعيدًا عن القطبين الجغرافيين قبل العودة.

يبدو أن أسرع التغييرات مرتبطة بضعف محلي للمجال المغناطيسي. يشير نموذجنا إلى أن هذا ناتج عن حركة بقع المجال المغناطيسي الشديد عبر سطح القلب السائل. هذه البقع أكثر انتشارًا عند خطوط العرض المنخفضة ، مما يشير إلى أن عمليات البحث المستقبلية عن التغييرات السريعة في الاتجاه يجب أن تركز على هذه المناطق.

تأثير المجتمع

ربما لا تشكل التغييرات في المجال المغناطيسي ، مثل الانعكاسات ، تهديدًا للحياة. تمكن البشر من العيش من خلال رحلة Laschamp الدرامية. اليوم ، يعود التهديد بشكل رئيسي إلى اعتمادنا على البنية التحتية الإلكترونية. يمكن لأحداث الطقس الفضائي مثل العواصف المغنطيسية الأرضية ، الناشئة عن التفاعل بين المجال المغناطيسي والإشعاع الشمسي الوارد ، أن تعطل اتصالات الأقمار الصناعية ونظام تحديد المواقع وشبكات الطاقة.

هذا أمر مثير للقلق - التكلفة الاقتصادية لانهيار شبكة الكهرباء الأمريكية بسبب حدث طقس الفضاء قدرت في حوالي تريليون دولار. التهديد خطير بما يكفي لظهور طقس الفضاء على أنه ذا أهيمة عليا في سجل المخاطر الوطني في المملكة المتحدة.

تميل أحداث طقس الفضاء إلى أن تكون أكثر انتشارًا في المناطق التي يكون فيها المجال المغناطيسي ضعيفًا - وهو أمر نعرف أنه يمكن أن يحدث عندما يتغير المجال بسرعة. لسوء الحظ ، تشير المحاكاة الحاسوبية إلى أن التغييرات الاتجاهية تنشأ بعد أن تبدأ شدة المجال في الضعف ، مما يعني أنه لا يمكننا التنبؤ بانخفاضات في شدة المجال بمجرد مراقبة اتجاه المجال. يمكن أن يلقي العمل المستقبلي باستخدام عمليات محاكاة أكثر تقدمًا مزيدًا من الضوء على هذه المشكلة.

هل هناك تغير سريع آخر في المجال المغناطيسي في طريقه؟ هذا صعب جدا للإجابة أسرع التغييرات هي أيضًا أندر الأحداث: على سبيل المثال ، التغييرات المحددة حول رحلة Laschamp هي أكثر من مرتين أسرع من أي تغييرات أخرى تحدث على مدى 100,000 سنة الماضية.

هذا يجعل من الصعب على العلماء التنبؤ بالتغيرات السريعة - إنها "أحداث البجعة السوداء" التي تأتي كمفاجأة ولها تأثير كبير. أحد الطرق الممكنة للمضي قدما هو استخدام النماذج القائمة على الفيزياء لكيفية تصرف المجال كجزء من التوقعات.

لا يزال لدينا الكثير لنتعلمه عن "حدود السرعة" للمجال المغناطيسي للأرض. لم تتم ملاحظة التغييرات السريعة مباشرة بعد انعكاس القطبية ، ولكن يجب توقعها حيث يُعتقد أن المجال يصبح ضعيفًا عالميًا في هذه الأوقات.المحادثة

عن المؤلف

كريستوفر ديفيز ، أستاذ مشارك ، جامعة ليدز

يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.

كتب ذات صلة

سرب الإنسان: كيف تنشأ مجتمعاتنا وتزدهر وتسقط

مارك دبليو موفيت
0465055680إذا غامر شمبانزي داخل إقليم مجموعة مختلفة ، فمن المؤكد أنه سيتم قتله. لكن بإمكان أحد سكان نيويوركر السفر إلى لوس أنجلوس - أو بورنيو - دون خوف كبير. لم يفعل علماء النفس الكثير لتفسير ذلك: لقد ظلوا لسنوات يؤكدون أن بيولوجيانا تضع حداً صعبًا للغاية - حوالي 150 من الناس - على حجم مجموعاتنا الاجتماعية. لكن المجتمعات البشرية هي في الواقع أكبر بكثير. كيف ندير - إلى حد كبير - لنتوافق مع بعضنا البعض؟ في هذا الكتاب المحطم للنماذج ، يعتمد عالم الأحياء مارك دبليو موفيت على النتائج في علم النفس وعلم الاجتماع والأنثروبولوجيا لشرح التعديلات الاجتماعية التي تربط المجتمعات. يستكشف كيف يحدد التوتر بين الهوية وعدم الكشف عن هويته كيف تتطور المجتمعات وتؤدي وظيفتها وتفشل. تجاوز البنادق والجراثيم والصلب و العاقل, سرب الإنسان يكشف كيف أن البشرية خلقت حضارات مترامية الأطراف من التعقيد الذي لا يضاهى - وما سوف تحتاجه للحفاظ عليها. متاح في أمازون

البيئة: العلم وراء القصص

بقلم جاي هـ. ويغوت ، ماثيو لابوساتا
0134204883البيئة: العلم وراء القصص هو أكثر الكتب مبيعًا لدورة العلوم البيئية التمهيدية المعروفة بأسلوب السرد الصديق للطالب وتكاملها مع القصص الحقيقية ودراسات الحالة وعرضها لأحدث العلوم والأبحاث. ال 6th الطبعة يتميز بفرص جديدة لمساعدة الطلاب على رؤية الروابط بين دراسات الحالة المتكاملة والعلوم في كل فصل ، ويوفر لهم فرصًا لتطبيق العملية العلمية على الاهتمامات البيئية. متاح في أمازون

Feasible Planet: دليل لحياة أكثر استدامة

كين كرويس
0995847045هل تشعر بالقلق إزاء حالة كوكبنا وتأمل أن تجد الحكومات والشركات وسيلة مستدامة لنا لنعيشها؟ إذا كنت لا تفكر في الأمر بشدة ، فهذا قد ينجح ، لكن هل سينجح؟ إذا تركناها بمفردها ، مع سائقي شعبية وأرباح ، لست مقتنعًا بذلك. الجزء المفقود من هذه المعادلة هو أنت وأنا. يمكن للأفراد الذين يعتقدون أن الشركات والحكومات القيام بعمل أفضل. الأفراد الذين يعتقدون أنه من خلال العمل ، يمكننا شراء المزيد من الوقت لتطوير وتنفيذ حلول لقضايانا الحرجة. متاح في أمازون

من الناشر:
عمليات الشراء على موقع أمازون تذهب لتحمل تكلفة جلبك InnerSelf.com, MightyNatural.com, و ClimateImpactNews.com دون أي تكلفة ودون المعلنين الذين يتتبعون عادات التصفح الخاصة بك. حتى إذا قمت بالنقر فوق رابط ولكنك لا تشتري هذه المنتجات المحددة ، فإن أي شيء آخر تشتريه في هذه الزيارة نفسها على Amazon يدفع لنا عمولة صغيرة. لا توجد تكلفة إضافية عليك ، لذا يرجى المساهمة في هذا الجهد. بامكانك ايضا استخدام هذا الرابط لاستخدامه في Amazon في أي وقت حتى تتمكن من المساعدة في دعم جهودنا.

enafarزكية-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

اتبع InnerSelf على

الفيسبوك أيقونةتويتر أيقونةآر إس إس أيقونة

احصل على آخر عبر البريد الإلكتروني

{Emailcloak = إيقاف}

الأكثر قراءة

من المحررين

النشرة الإخبارية InnerSelf: أيلول 6 و 2020
by InnerSelf الموظفين
نرى الحياة من خلال عدسات إدراكنا. كتب ستيفن آر كوفي: "نحن نرى العالم ، ليس كما هو ، ولكن كما نحن ، أو كما نحن مشروطون برؤيته". لذلك هذا الأسبوع ، نلقي نظرة على بعض ...
النشرة الإخبارية InnerSelf: أغسطس 30 ، 2020
by InnerSelf الموظفين
الطرق التي نسلكها هذه الأيام قديمة قدم الزمن ، لكنها جديدة بالنسبة لنا. التجارب التي نمر بها قديمة قدم الزمن ، لكنها أيضًا جديدة بالنسبة لنا. الشيء نفسه ينطبق على ...
عندما تكون الحقيقة فظيعة للغاية ومؤلمة ، اتخذ إجراءً
by ماري T. راسل، InnerSelf.com
وسط كل الأهوال التي تحدث هذه الأيام ، ألهمني شعاع الأمل الذي يسطع من خلاله. الناس العاديون يدافعون عن الصواب (وضد ما هو خطأ). لاعبي البيسبول،…
عندما يكون ظهرك مقابل الحائط
by ماري ت. راسل ، إنيرسيلف
احب الانترنت. الآن أعرف أن الكثير من الناس لديهم الكثير من الأشياء السيئة ليقولوها عن ذلك ، لكني أحب ذلك. مثلما أحب الناس في حياتي - فهم ليسوا مثاليين ، لكني أحبهم على أي حال.
النشرة الإخبارية InnerSelf: أغسطس 23 ، 2020
by InnerSelf الموظفين
ربما يتفق الجميع على أننا نعيش في أوقات غريبة ... تجارب جديدة ، مواقف جديدة ، تحديات جديدة. ولكن يمكن أن نشجع على تذكر أن كل شيء في حالة تغير مستمر ، ...