تم اكتشاف نوع جديد تمامًا من الموجات المغناطيسية يخترق اللب الخارجي للأرض

في حين أن الانفجارات البركانية والزلازل هي تذكير فوري بأن باطن الأرض هادئ ، فإن العمليات الأخرى الأكثر مراوغة وحيوية تحدث في أعماق أقدامنا. باستخدام بيانات من مهمة القمر الصناعي Swarm التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية ، اكتشف العلماء نوعًا جديدًا تمامًا من الموجات المغناطيسية التي تنتشر عبر اللب الخارجي للأرض كل سبع سنوات. تم تقديم هذا الاكتشاف المذهل اليوم في ندوة كوكب الأرض الحية التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ، وهو يفتح نافذة جديدة تمامًا على عالم لا يمكننا رؤيته أبدًا.

المجال المغناطيسي للأرض مثل الفقاعة العملاقة التي تحمينا من هجمة الإشعاع الكوني والجسيمات المشحونة التي تحملها الرياح القوية التي تهرب من قوة جاذبية الشمس والتيار في جميع أنحاء النظام الشمسي. بدون مجالنا المغناطيسي ، لن تكون هناك حياة كما نعرفها.

عنقود المجرات. الائتمان: ESA / ATG Medialab

إن فهم كيف وأين يتطور مجالنا المغناطيسي بالضبط ، ولماذا يتقلب باستمرار ، وكيف يتفاعل مع الشمس ، ولماذا يضعف في الواقع ، لا يهم الأكاديميين فحسب ، بل المجتمع أيضًا. فمثلا، يمكن أن تدمر العواصف الشمسية شبكات الاتصالات وأنظمة الملاحة والأقمار الصناعية ، فلا يوجد شيء يمكننا فعله حيال التغييرات في المجال المغناطيسي ، وفهم هذه القوة غير المرئية يساعدنا في إعدادنا.

يتكون معظم الحقل من محيط من الحديد السائل الساخن الدوار الذي يشكل اللب الخارجي للأرض على بعد 3000 كيلومتر (1900 ميل) تحت أقدامنا. إنه يعمل كموصل دوار على دينامو دراجة ، يولد تيارات ومجال كهرومغناطيسي متغير باستمرار.

تقوم مهمة Swarm التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية ، والتي تضم ثلاثة أقمار صناعية متطابقة ، بقياس هذه الإشارات المغناطيسية من مركز الأرض ، بالإضافة إلى إشارات أخرى من المحيطات والأيونوسفير والمجال المغناطيسي.

منذ إطلاق الأقمار الصناعية الثلاثة Swarm في عام 2013 ، كان العلماء يحللون بياناتهم لاكتساب رؤى جديدة في العديد من العمليات الطبيعية للأرض. مناخ الفضاء إلى الفيزياء والحركية قلب عاصفة الأرض.

https://www.youtube.com/watch؟v=7CBgbkktdIo
باستخدام بيانات من مهمة القمر الصناعي Swarm التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية ، اكتشف العلماء نوعًا جديدًا تمامًا من الموجات المغناطيسية التي تنتشر عبر اللب الخارجي للأرض كل سبع سنوات. يفتح هذا الاكتشاف المذهل نافذة جديدة على عالم لا يمكننا رؤيته أبدًا. تتذبذب هذه الموجة الغامضة كل سبع سنوات وتنتقل لمسافة تصل إلى 1500 كيلومتر (900 ميل) غربًا كل عام. الائتمان: ESA / Planetary Visions

قياس مجالنا المغناطيسي من الفضاء الطريقة الحقيقية الوحيدة هي استكشاف أعماق مركز الأرض. توفر الفيزياء الزلزالية والمعدنية معلومات حول الخصائص المادية للمركز ، لكنها لا تلقي أي ضوء على حركة تشكيل الدينامو لللب الخارجي السائل.

ولكن الآن ، باستخدام بيانات مهمة السرب ، اكتشف العلماء السر الخفي.

مقال نشر في المجلة عمليات الأكاديمية الوطنية للعلوم، يصف كيف اكتشف فريق من العلماء نوعًا جديدًا من الموجات المغناطيسية التي تنتشر عبر “سطح” المركز الخارجي للأرض – ومن هنا يلتقي المركز مع الوشاح. تتذبذب هذه الموجة الغامضة كل سبع سنوات وتنتقل لمسافة تصل إلى 1500 كيلومتر (900 ميل) غربًا كل عام.

قال نيكولاس جيليت ، من جامعة جرينوبل آلبس والمؤلف الرئيسي للدراسة: “لطالما افترض علماء الجيوفيزياء وجود مثل هذه الموجات ، لكن يُعتقد أنها تحدث على نطاقات أطول مما أظهر بحثنا.

تشير قياسات المجال المغناطيسي للأدوات القائمة على سطح الأرض إلى وجود نوع من حركة الأمواج ، لكننا احتجنا إلى تغطية عالمية توفر قياسات من الفضاء لكشف ما يحدث بالفعل.

“قمنا بدمج قياسات الأقمار الصناعية من Swarm ، ومن مهمة SAMP الألمانية السابقة ومهمة Arsted الدنماركية لشرح كيفية إلقاء البيانات الأرضية على نموذج كمبيوتر Geodynamo – مما أدى إلى اكتشافنا.”

بسبب دوران الأرض ، يتم محاذاة هذه الموجات في أعمدة على طول محور الدوران. تكون تغيرات الحركة والمجال المغناطيسي المرتبطة بهذه الموجات قوية بالقرب من خط الاستواء.

على الرغم من أن البحث قد كشف عن موجات كوريوليس المغناطيسية لما يقرب من سبع سنوات ، إلا أن مسألة وجود مثل هذه الموجات تتأرجح في أوقات مختلفة لا تزال قائمة.

دكتور. وأضاف جيليت: “يمكن أن تحدث الموجات المغناطيسية عن طريق اضطرابات عميقة في مركز السائل للأرض ، والتي يمكن أن ترتبط بالديدان العائمة.

“يشير بحثنا إلى أنه قد تكون هناك موجات أخرى من هذا القبيل ، ربما لفترة طويلة – لكن نتائجهم اعتمدت بشكل كبير على البحث.”

أشار إلياس تاراس ، العالم في مهمة Swarm التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية ESA: “هذا البحث الحالي سيحسن بالتأكيد النموذج العلمي للمجال المغناطيسي في اللب الخارجي للأرض. قد يعطينا رؤى جديدة حول التوصيل الكهربائي للجزء السفلي من القشرة وتاريخ الاحتباس الحراري.

ملحوظة: “بيانات الأقمار الصناعية المغناطيسية تكشف عن موجات سنوية في مركز الأرض” نيكولاس جيليت وفيليكس جيريكو ودومينيك جولت وتوبياس سويجر وجوليان أبيرت وماثيو إستاس ، 21 مارس 2022 ، عمليات الأكاديمية الوطنية للعلوم.
DOI: 10.1073 / pnas.2115258119

تم تقديم البحث في ندوة كوكب الأرض الحية التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA) هذا الأسبوع في بون ، ألمانيا ، بدعم من مشروع العلوم من أجل المجتمع التابع لوكالة الفضاء الأوروبية. يسأل الحاضرون عن أحدث الاكتشافات العلمية على كوكبنا وكيف أن مراقبة الأرض من الفضاء تدعم الأبحاث والتدابير البيئية لمكافحة أزمة المناخ. يسألون أيضًا عن تقنيات الفضاء الجديدة والفرص الجديدة سريعة التغير في مجال مراقبة الأرض. يتم بث الجلسات المحددة على الهواء مباشرة ، انظر قنوات تلفزيون الويب ESA.