اتفاقی بی‌سابقه در اعماق زمین!

فرارو: یک مطالعه جدید نشان می‌دهد در هزاران کیلومتر زیر سطح زمین، اتفاقی غیرمنتظره رخ داده است: جریانی گسترده از فلز مذاب که سال‌ها در یک جهت حرکت می‌کرد، ناگهان مسیر خود را معکوس کرده است.

به نقل از ارث، در اعماق بسیار دور از دسترس زمین، جایی در زیر اقیانوس آرام، پدیده‌ای عجیب و غیرمنتظره رخ داده است. پژوهشگران می‌گویند جریان عظیمی از آهن مذاب که برای سال‌ها در یک جهت حرکت می‌کرد، حدود سال ۲۰۱۰ ناگهان مسیر خود را تغییر داد و در جهت مخالف به حرکت درآمد.

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.

چرا میدان مغناطیسی زمین اهمیت دارد؟

بسیاری از مردم میدان مغناطیسی زمین را پدیده‌ای نامرئی و دور از زندگی روزمره تصور می‌کنند، اما در واقع این میدان یکی از مهم‌ترین سپرهای دفاعی سیاره محسوب می‌شود.این میدان از زمین در برابر ذرات باردار و پرانرژی که به طور مداوم از خورشید به فضا پرتاب می‌شوند محافظت می‌کند.

بدون وجود این سپر مغناطیسی، ماهواره‌ها، شبکه‌های برق، فضاپیماها و حتی بخشی از جو زمین در معرض آسیب‌های بسیار بیشتری قرار می‌گرفتند. به همین دلیل هر تغییری در فرآیندهای درونی که میدان مغناطیسی را تولید می‌کنند، برای دانشمندان اهمیت ویژه‌ای دارد.

هسته بیرونی زمین؛ اقیانوسی از فلز مذاب

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.

پرسش‌های تازه درباره اعماق زمین

مادسن می‌گوید 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 کوتاه‌مدت بوده، بخشی از یک چرخه تکرارشونده طبیعی است یا اینکه نشانه ورود هسته زمین به یک وضعیت پایدار جدید محسوب می‌شود.

او تأکید می‌کند که تنها با ادامه پایش و جمع‌آوری داده‌های بیشتر در سال‌های آینده می‌توان پاسخ این پرسش‌ها را یافت.

چرا ماهواره‌ها نقشی کلیدی داشتند؟

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.

ارتباط با یک رویداد مغناطیسی عجیب

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.

آیا هسته درونی زمین نیز در حال تغییر است؟

یکی از جذاب‌ترین بخش‌های این پژوهش به احتمال ارتباط میان این پدیده و تغییرات هسته درونی زمین مربوط می‌شود. مادسن توضیح می‌دهد ظهور جریان قدرتمند شرقی در زیر اقیانوس آرام تقریباً هم‌زمان با تغییراتی بوده که پژوهشگران از طریق داده‌های لرزه‌نگاری و ژئودزی در هسته درونی زمین شناسایی کرده‌اند.

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

داده‌های جدید نشان می‌دهد جریان شرقی پس از رسیدن به اوج خود، از حدود سال ۲۰۲۰ به بعد رو به تضعیف گذاشته است. این موضوع احتمال وقوع یک تغییر جهت دیگر در آینده را مطرح می‌کند.

آیا این پدیده برای انسان خطرناک است؟

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.

گامی مهم برای شناخت بهتر سیاره

الیزابتا یورفیدا، دانشمند مأموریت سوارم، معتقد است نتایج این پژوهش نشان می‌دهد تغییرات منطقه‌ای در هسته زمین می‌توانند تنها در مدت یک دهه شکل بگیرند؛ موضوعی که پیش‌تر کمتر مورد توجه قرار گرفته بود.

او می‌گوید این یافته‌ها همچنین می‌توانند به دانشمندان کمک کنند تا تعامل میان هسته بیرونی، هسته درونی و گوشته پایینی زمین را بهتر درک کنند؛ ناحیه‌ای که یکی از مهم‌ترین و در عین حال ناشناخته‌ترین مرزهای درونی سیاره محسوب می‌شود.

به باور پژوهشگران، این کشف تنها آغاز راه است. هرچه داده‌های بیشتری از اعماق زمین جمع‌آوری شود، تصویر روشن‌تری از نیروهای پنهانی که سیاره ما را از درون شکل می‌دهند به دست خواهد آمد؛ نیروهایی که اگرچه از دید ما پنهان‌اند، اما نقشی اساسی در حفظ شرایط مناسب برای زندگی روی زمین ایفا می‌کنند.