کشف یکی از علل احتمالی تضعیف میدان مغناطیسی زمین

به نظر می‌‌رسد مشکلی در فضای بالای سرمان وجود دارد؛ میدان مغناطیسی زمین به‌‌شدت در حال تضعیف است. باتوجه‌به نتایج پژوهش‌‌ مهمی که در اوایل سال جاری انجام شده، این اختلال عظیم تنها بخشی از الگویی بزرگ‌تر است که بیش از ۱۰۰۰ سال زمان خواهد برد.

میدان مغناطیسی زمین تنها قطب شمال و جنوب را به ما نشان نمی‌دهد؛ این میدان همچنین از ما دربرابر طوفان‌‌های خورشیدی و تابش کیهانی محافظت می‌کند؛ اما این میدان نیرو به‌‌سرعت در حال تضعیف است؛ دانشمندان بر این باورند که علت این امر می‌‌تواند آغاز پدیده‌ی جابجایی قطب‌‌های مغناطیسی زمین باشد.

با اینکه بسیار عجیب به نظر می‌‌رسد؛ اما گویا این پدیده قبلاً هم در بازه‌‌های وسیعی از زمان رخ داده است. آخرین باری که این رویداد آغاز شد، حدود ۷۸۰هزار سال پیش بود که البته تا ۴۰هزار سال پیش به درازا کشید.

این فرایند سرعت زیادی ندارد؛ جابجایی قطب‌‌های زمین به آرامی و در طول هزاران سال رخ می‌دهد. هنوز هیچ‌کس نمی‌‌تواند بگوید که آیا پدیده‌‌ی جابجایی دیگری نیز در راه است یا خیر. یکی از دلایل این عدم‌‌قطعیت عدم دسترسی به اطلاعات است.

منطقه‌ای که بیشتر از همه نگرانی دانشمندان را برانگیخته است؛ ناهنجاری آتلانتیک جنوبی است؛ گستره‌‌ی وسیعی که از شیلی تا زیمبابوه کشیده شده ‌است. میدان مغناطیسی درون این ناهنجاری به‌‌حدی ضعیف است که ورود به آن حتی برای ماهواره‌‌ها نیز مخاطره‌‌آمیز است؛ چراکه ورود تشعشات کیهانی در این ناحیه ممکن است که با ایجاد اختلال در وسایل الکترونیکی، آن‌‌ها را از کار بیندازند. وینسنت هیر، فیزیکدان دانشگاه روچستر در نیویورک طی اظهاراتی در ماه فوریه‌ی سال ۲۰۱۸ گفت:

ما مدتی است که می‌دانیم میدان مغناطیسی زمین در حال تغییر است؛ اما آنچه هنوز نمی‌‌دانیم این است که آیا ناهنجاری رخ‌‌داده در این ناحیه‌‌ی خاص در بلندمدت نیز غیرعادی محسوب می‌‌شود یا خیر.

یکی از دلایل بی‌‌اطلاعی دانشمندان درباره‌ی تاریخچه‌‌ی وضعیت مغناطیسی این منطقه، فقدان داده‌‌های آرچیومگنتیک (archaeomagnetic) است؛ این داده‌‌ها، شواهد فیزیکی مربوط‌به مغناطیس زمین در گذشته هستند که به‌‌گونه‌‌ای در آثار باستانی قرون گذشته محفوظ مانده‌‌اند. یکی از این شواهد اعصار پیشین متعلق به گروهی از آفریقایی‌‌های باستانی است که در دره‌‌ی رودخانه لیمپوپو (واقع در مرز زیمبابوه، آفریقای جنوبی و بوتسوانا) زندگی می‌‌کردند. این مناطق اکنون که در ناحیه‌‌ی ناهنجاری آتلانتیک جنوبی واقع شده‌‌اند.

حدود ۱۰۰۰سال پیش، مردمان بانتو شاهد برگزاری یک آئین خرافی مفصل در زمان بروز ناملایمات اقلیمی بوده‌‌اند. در دوره‌‌ی خشکسالی، آن‌ها کلبه‌های گِلی و سیلوهای گندم خود را در یک مراسم تطهیر مقدس به آتش می‌کشیدند تا باران را دوباره به سرزمین خود بازگردانند؛ درحالی‌که این کار آن‌‌ها تنها زمینه‌‌ را برای انجام پژوهش‌‌های میدانی دانشمندان در قرن‌‌های بعدی فراهم کرد. جان تاردونو، یکی از متخصصان ژئوفیزیک تیم پژوهشی توضیح می‌‌دهد:

وقتی شما گِل را در دماهای بسیار بالا می‌‌سوزانید، درواقع مواد معدنی مغناطیسی درون آن را‌‌ تثبیت می‌کنید و هنگامی که این گل دوباره خنک می‌‌شود، یک سابقه از میدان مغناطیسی زمین را در خود نگاه می‌‌دارند.

بدین ترتیب، تجزیه‌‌و‌‌تحلیل آثار باستانی به‌‌جای‌مانده از این مراسم آتش‌‌بازی، دستاوردی بسیار فراتر از آشنایی با آداب فرهنگی اجداد آفریقایی‌‌ها در برداشته است. تارنودو ادامه می‌دهد:

ما به‌دنبال الگوی تکرار این ناهنجاری‌‌ها هستیم؛ زیرا تصور می‌‌کنیم این همان اتفاقی است که امروزه در شرف وقوع بوده و باعث بُروز ناهنجاری آتلانتیک جنوبی شده است. ما شواهدی یافته‌‌ایم که نشان می‌‌دهد این ناهنجاری‌ها در گذشته نیز رخ داده‌اند و این امر به ما در مستندسازی تغییرات فعلی در میدان مغناطیسی زمین کمک شایانی می‌‌کند.

این مصنوعات همانند قطب‌‌نمایی که گویی بلافاصله بعد از آیین سوزاندن در زمان منجمد شده باشد، نشان می‌دهند که تضعیف میدان مغناطیسی در ناهنجاری آتلانتیک جنوبی پدیده‌‌ای مستقل محسوب نمی‌‌شود. نوسانات مشابهی در سال‌های ۴۰۰ الی ۴۵۰ میلادی، ۷۰۰ الی ۷۵۰ میلادی و ۱۲۲۵ الی ۱۵۵۰ میلادی نیز رخ داده است و این الگو درواقع به ما می‌گوید که وضعیت دیده‌‌شده در ناهنجاری آتلانتیک جنوبی، اتفاقی نیست. تارنودو می‌گوید:

ما شواهد محکم‌‌تری را به‌‌دست آورده‌‌ایم که حاکی از آن است یک پدیده‌‌ی غیرمعمول در مرز میان گوشته و هسته‌‌ی زمین زیر قاره‌ی آفریقا در جریان است که می‌تواند تأثیر مهمی بر میدان مغناطیسی جهان داشته باشد.

تصور می‌شود این تضعیف میدان مغناطیسی زمین که در طول ۱۶۰سال اخیر (یا بیشتر) رخ داده است، از یک منبع عظیم از سنگ‌‌های متراکم با نام Large Low Shear Velocity Province ناشی می‌‌شود که نزدیک ۲.۹۰۰ کیلومتری عمق قاره‌‌ی آفریقا قرار گرفته است. پژوهشگران در سال گذشته در وب‌سایت کانورسیشن این‌‌گونه توضیح دادند:

این یک ویژگی ژرف از زمین است که باید ده‌ها میلیون سال قدمت داشته باشد. این توده هزاران کیلومتر وسعت دارد و دارای مرزهایی نوک‌‌تیز است.

این منطقه‌‌ی متراکم در مرز مابین آهن مذاب بخش خارجی هسته و بخش سخت‌‌تر و خنک‌تر گوشته‌‌ی زمین واقع شده است. گفته می‌‌شود این ناحیه به‌‌گونه‌ای در میدان مغناطیس ایجادشده توسط آهن موجود در هسته اختلال ایجاد می‌‌کند.

اگر حق با پژوهشگران باشد، پس می‌‌توان گفت قطعه‌‌ی بزرگی از این پازل پیچیده در اختیار ما قرار گرفته است؛ آن هم به‌‌لطف یک مراسم باستانی سوزاندن خاک رس در هزاران سال پیش. بااین‌حال، هنوز کسی از اثرات این کشفیات در آینده اطلاعی ندارد. هیر می‌‌گوید:

ما اکنون می‌دانیم که این رفتار غیرعادی چند بار دیگر نیز پیش از ۱۶۰ سال اخیر رخ داده ‌و در حقیقت بخشی از یک الگوی بلند‌‌مدت محسوب می‌شود. بااین‌حال هنوز خیلی زود است که بگوییم این رفتار منجر به یک جابجایی کامل در قطب‌‌ها خواهد شد.

یافته‌های این پژوهش در سری مقالات بررسی ژئوفیزیکال منتشر شده است.