میدان مغناطیسی زمین: نوسانات امواج درون هسته سیاره را آشکار می کند

نوسانات میدان مغناطیسی زمین که هر هفت سال یکبار تکرار می‌شود، می‌تواند برای کشف عملکرد درونی سیاره ما استفاده شود.

توسط چن لی

امواج مغناطیسی کوچک شناسایی شده در هسته زمین می تواند به روشن کردن آنچه در اعماق سیاره ما می گذرد کمک کند.

هسته زمین یک لایه داخلی جامد و یک لایه بیرونی از فلز مایع است. تفاوت دما بین مرکز داغ و لایه بیرونی سردتر باعث ایجاد جریان های همرفتی در سیال می شود و حرکت ذرات باردار در فلز باعث ایجاد میدان مغناطیسی سیاره می شود.

حرکت متلاطم و آشفته است و بنابراین میدان مغناطیسی در طول زمان تغییر می کند. نیکلاس ژیلت از دانشگاه گرنوبل آلپ و همکارانش میدان ژئومغناطیسی زمین را بین سال های 1999 تا 2021 با استفاده از داده های ماهواره ها و همچنین رصدخانه های روی زمین مشاهده کردند.

این تیم کشف کرد که میدان مغناطیسی اطراف ناحیه استوایی هسته به طور منظم در نوسان است. این نوسانات هر هفت سال تکرار می شود و با سرعتی در حدود 1500 کیلومتر در سال به سمت غرب در اطراف استوا حرکت می کند.

ژیلت می گوید: «این مهم است که بدانیم میدان مغناطیسی در هسته در بازه های زمانی بسیار طولانی ایجاد می شود. و آنچه ما دیده‌ایم فقط لرزش‌های کوچکی است.»

اگرچه نسبتا کوچک هستند، اما مطالعه این امواج می تواند به بهبود درک ما از عملکرد درونی زمین کمک کند.

ژیلت می‌گوید در مورد اینکه آیا لایه نازکی از سنگ بین هسته بیرونی و گوشته بالای آن قرار گرفته است بحث‌هایی وجود دارد که ممکن است تغییرات میدان مغناطیسی را توضیح دهد، اما این نتایج نشان می‌دهد که به چنین لایه‌ای نیاز نیست.

این تیم همچنین بر این باور است که امکان تصویربرداری از میدان ژئومغناطیسی در عمق هسته با استفاده از امواج تازه کشف شده و همچنین پیش بینی توسعه آینده این میدان وجود دارد.

ژیلت می‌گوید: «این شگفت‌انگیز است که با ثبت میدان مغناطیسی زمین توسط ماهواره‌ها، می‌توانیم آنچه را که در بیش از 3000 متر زیر پای ما در حال وقوع است، تصویر کنیم.

کریس فینلی از دانشگاه فنی دانمارک می‌گوید: «این مطالعه یک پیشرفت هیجان‌انگیز در درک ما از نحوه عملکرد میدان مغناطیسی زمین در بازه‌های زمانی کمتر از یک دهه است.» برای آزمایش کامل این مدل جدید و فعال کردن پتانسیل آن برای اکتشاف در اعماق زمین، سری‌های زمانی بسیار طولانی‌تر، که مستلزم مشاهدات مداوم میدان ژئومغناطیسی از فضا در دهه‌های آینده است، ضروری است.

مرجع مجله: PNASDOI: 10.1073/pnas.2115258119