تويت
أظهرت ثلاثة من الأقمار الصناعية المخصصة لدراسة المجال المغناطيسي لكوكبنا تفاصيلًا عن التمدّد المستمر لحقل مغناطيسي يولَد من ظاهرة المد والجزر في المحيط، وأسهمت البيانات التي تمّ جمعها خلال الأربع سنوات من قِبل بعثة سوارم (Swarm) التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA) في رسم خارطة هذا المجال المغناطيسي “الآخر”، والذي يمكن أن يساعدنا في صنع نماذج أفضل حول الاحتباس الحراري.
استعرض الفيزيائي نيلز أولسن من جامعة الدنمارك التقنية نتائجًا مفاجئة في اجتماع الاتحاد الأوروبي للعلوم الجيولوجية لهذا العام والمقام في فيينا، موضحًا كيف تمكّن فريق الباحثين خاصته من تقديم تفاصيل عن هذا المجال الضعيف.
وقال أُولسن لمراسل بي بي سي (جوناثان آموس): «إنّه حقلٌ مغناطيسيٌّ صغيرٌ للغاية»، وأضاف: «تبلغ قوّته حوالي 2 إلى 2.5 نانو تيسلا على ارتفاع الأقمار الصناعية، وهو بذلك يكون أضعف بحوالي 20000 مرة من المجال المغناطيسي العالمي للأرض».
على المستوى الأساسي، فإن كلا المجالين هما نتيجة لتأثير دينامو تولد بواسطة الجزيئات المشحونة التي تتدفق في الموائع، وإن المجال المغناطيسي الأقوى الذي يجذب إبرة بوصلتنا يتشكّل من خلال الحركة المنتظمة للصخور المنصهرة في أعماق الارض تحت اقدامنا، ويترك هذا الحقل أيضًا أثرهُ في محاذاة الجزيئات الموجودة في قشرة الأرض، وهو نمطٌ تمّ تحليله بالتفصيل أيضًا بواسطة سوارم.
في الحقيقة، أصدرت وكالة الفضاء الأوروبية أيضًا الخارطة الأكثر تفصيلًا حتى الآن من هذه النسخة المرقطة في الاجتماع، ألقِ نظرة على هذه الصورة المذهلة أدناه:
مع ذلك، فقد كانت تفاصيل الدينامو -أو المولّد- “الآخر” هي التي أثارت إعجاب الحضور في الاجتماع.
إنّ الأيونات المتحلّلة في مياه المحيطات تنتج أيضًا مجالًا ضعيفًا بشكلٍ لا يصدّق، كما أنّها تتنقل في تيارات المد والجزر، والآثار أو المجالات الضعيفة الناتجة من اتجاه التيّارات مثل تيار الخليج، يصعب ملاحظتها في ظل وجود الحقل المغناطيسي الأقوى، لكنّ انحسار تيارات المد والجزر تحدث عندما تتأثّر بمدارات القمر، مما يولّد ذبذباتٍ واضحة، والذي بدوره يجعل من تلك الإشارات الضعيفة تبدو بارزةً بهذا الشكل.
أُنشئت سوارم عام 2013، وتتألف من ثلاثة أقمار صناعية متطابقة تدور حاليًّا في السماء على ارتفاع يتراوح بين 300 كم (186 ميل و530 كلم (330 ميل)، وقد كُلّفت بمهمة جمع البيانات عن الخصائص المغناطيسية لكوكبنا.
يقول أولسن: «لقد استخدمنا سوارم لقياس الإشارات المغناطيسية للمد والجزر من سطح المحيط حتّى قاع البحر، مما يعطينا صورة حقيقية شاملة عن كيفيّة تدفّق المحيطات في جميع الأعماق، وهذا أمرٌ جديد».
إن وجود العديد من الطرق لدراسة اتجاه حركة مياه المحيط يعدُّ عملًا مجهدًا، حيث إننا نستخدم نماذج تصف تغير أشكال الطاقة الحرارية حول العالم.
ونظرًا لقدرة الماء على الاحتفاظ بكميّات كبيرة من الحرارة، فإن التنبؤ بقدرة كوكبنا على امتصاص الحرارة الفائضة المحبوسة بسبب الكميات المتزايدة من الغازات الدفيئة، يعتمدُ على وجه التحديد على معرفة اتجاه تيارات المد والجزر في ثلاثة أبعاد، ومعرفة أين تتجه كلّ تلك المياه الدافئة عميقًا، من شأنه أن يُفسّر تسارع دورات الاحتباس الحراري.
تتضمن الخارطة المغناطيسية المحيطية الجديدة على استخدامات أخرى مهمة، حيث يقول أولسن: «إضافةً إلى ذلك، ولأن هذه الإشارة المغناطيسية المدية تٌحدث أيضًا استجابة مغناطيسية ضعيفة في أعماق قاع البحر، فسيتمّ استخدام هذه النتائج لمعرفة المزيد عن الخواص الكهربائية للطبقة الصخرية -الليثوسفير- الأرضية والغطاء العُلوي».
في الوقت الحالي، أُجريت دراسة حول الصهارة المتحركة التي تحوم تحت القشرة الأرضية باستخدام مزيج من قياسات الجاذبية وعلم الزلازل، وقد يتيح لنا العثور على آثار الدفع والجذب بين المجالين المغناطيسيين تحديد تيارات المعادن المنصهرة بشكل أفضل.
بما أننا لا نزال نجهل الكثير عن مغناطيسية كوكبنا (على سبيل المثال، لماذا يحدث انقلاب في المجال المغناطيسي كل فترة)، لذا فإنّ كل اكتشاف جديد نقوم به قد يُحدث فرقًا.
استعرض الفيزيائي نيلز أولسن من جامعة الدنمارك التقنية نتائجًا مفاجئة في اجتماع الاتحاد الأوروبي للعلوم الجيولوجية لهذا العام والمقام في فيينا، موضحًا كيف تمكّن فريق الباحثين خاصته من تقديم تفاصيل عن هذا المجال الضعيف.
وقال أُولسن لمراسل بي بي سي (جوناثان آموس): «إنّه حقلٌ مغناطيسيٌّ صغيرٌ للغاية»، وأضاف: «تبلغ قوّته حوالي 2 إلى 2.5 نانو تيسلا على ارتفاع الأقمار الصناعية، وهو بذلك يكون أضعف بحوالي 20000 مرة من المجال المغناطيسي العالمي للأرض».
على المستوى الأساسي، فإن كلا المجالين هما نتيجة لتأثير دينامو تولد بواسطة الجزيئات المشحونة التي تتدفق في الموائع، وإن المجال المغناطيسي الأقوى الذي يجذب إبرة بوصلتنا يتشكّل من خلال الحركة المنتظمة للصخور المنصهرة في أعماق الارض تحت اقدامنا، ويترك هذا الحقل أيضًا أثرهُ في محاذاة الجزيئات الموجودة في قشرة الأرض، وهو نمطٌ تمّ تحليله بالتفصيل أيضًا بواسطة سوارم.
في الحقيقة، أصدرت وكالة الفضاء الأوروبية أيضًا الخارطة الأكثر تفصيلًا حتى الآن من هذه النسخة المرقطة في الاجتماع، ألقِ نظرة على هذه الصورة المذهلة أدناه:
مع ذلك، فقد كانت تفاصيل الدينامو -أو المولّد- “الآخر” هي التي أثارت إعجاب الحضور في الاجتماع.
إنّ الأيونات المتحلّلة في مياه المحيطات تنتج أيضًا مجالًا ضعيفًا بشكلٍ لا يصدّق، كما أنّها تتنقل في تيارات المد والجزر، والآثار أو المجالات الضعيفة الناتجة من اتجاه التيّارات مثل تيار الخليج، يصعب ملاحظتها في ظل وجود الحقل المغناطيسي الأقوى، لكنّ انحسار تيارات المد والجزر تحدث عندما تتأثّر بمدارات القمر، مما يولّد ذبذباتٍ واضحة، والذي بدوره يجعل من تلك الإشارات الضعيفة تبدو بارزةً بهذا الشكل.
أُنشئت سوارم عام 2013، وتتألف من ثلاثة أقمار صناعية متطابقة تدور حاليًّا في السماء على ارتفاع يتراوح بين 300 كم (186 ميل و530 كلم (330 ميل)، وقد كُلّفت بمهمة جمع البيانات عن الخصائص المغناطيسية لكوكبنا.
يقول أولسن: «لقد استخدمنا سوارم لقياس الإشارات المغناطيسية للمد والجزر من سطح المحيط حتّى قاع البحر، مما يعطينا صورة حقيقية شاملة عن كيفيّة تدفّق المحيطات في جميع الأعماق، وهذا أمرٌ جديد».
إن وجود العديد من الطرق لدراسة اتجاه حركة مياه المحيط يعدُّ عملًا مجهدًا، حيث إننا نستخدم نماذج تصف تغير أشكال الطاقة الحرارية حول العالم.
ونظرًا لقدرة الماء على الاحتفاظ بكميّات كبيرة من الحرارة، فإن التنبؤ بقدرة كوكبنا على امتصاص الحرارة الفائضة المحبوسة بسبب الكميات المتزايدة من الغازات الدفيئة، يعتمدُ على وجه التحديد على معرفة اتجاه تيارات المد والجزر في ثلاثة أبعاد، ومعرفة أين تتجه كلّ تلك المياه الدافئة عميقًا، من شأنه أن يُفسّر تسارع دورات الاحتباس الحراري.
تتضمن الخارطة المغناطيسية المحيطية الجديدة على استخدامات أخرى مهمة، حيث يقول أولسن: «إضافةً إلى ذلك، ولأن هذه الإشارة المغناطيسية المدية تٌحدث أيضًا استجابة مغناطيسية ضعيفة في أعماق قاع البحر، فسيتمّ استخدام هذه النتائج لمعرفة المزيد عن الخواص الكهربائية للطبقة الصخرية -الليثوسفير- الأرضية والغطاء العُلوي».
في الوقت الحالي، أُجريت دراسة حول الصهارة المتحركة التي تحوم تحت القشرة الأرضية باستخدام مزيج من قياسات الجاذبية وعلم الزلازل، وقد يتيح لنا العثور على آثار الدفع والجذب بين المجالين المغناطيسيين تحديد تيارات المعادن المنصهرة بشكل أفضل.
بما أننا لا نزال نجهل الكثير عن مغناطيسية كوكبنا (على سبيل المثال، لماذا يحدث انقلاب في المجال المغناطيسي كل فترة)، لذا فإنّ كل اكتشاف جديد نقوم به قد يُحدث فرقًا.