امواج مغناطیسی غول پیکر در حال نوسان در اطراف هسته زمین کشف شده است

داخل زمین مکانی به دور از ساکت است. در اعماق فعالیت‌های سطحی ما، سیاره غوغا می‌کند، از تکتونیک صفحه‌ای گرفته تا جریان‌های همرفتی که در سیالات داغ ماگمایی بسیار زیر پوسته در گردش هستند.

اکنون دانشمندانی که داده‌های ماهواره‌ای زمین را مطالعه می‌کنند، چیزی را در داخل زمین شناسایی کرده‌اند که قبلاً هرگز ندیده‌ایم: نوع جدیدی از موج مغناطیسی که هر هفت سال یک‌بار سطح هسته سیاره ما را فرا می‌گیرد.

این کشف می‌تواند بینشی در مورد چگونگی تولید میدان مغناطیسی زمین ارائه دهد و سرنخ‌هایی از تاریخچه حرارتی و تکامل سیاره ما ارائه دهد – یعنی سرد شدن تدریجی فضای داخلی سیاره.

تجسم امواج در مرز هسته و گوشته. (Université Grenoble Alpes)

“ژئوفیزیکدانان مدتهاست که در مورد وجود چنین امواجی نظریه پردازی کرده اند، اما تصور می شد که این امواج در مقیاس های زمانی بسیار طولانی تر از آنچه که تحقیقات ما نشان داده است، رخ می دهند. “ژئوفیزیکدان Nicolas Gillet از دانشگاه Grenoble Alpes در فرانسه

می گوید. اندازه‌گیری‌های میدان مغناطیسی از ابزارهای مبتنی بر سطح زمین نشان می‌دهد که نوعی حرکت موجی وجود دارد، اما ما به پوشش جهانی ارائه‌شده توسط اندازه‌گیری‌های فضا نیاز داشتیم تا آشکار کنیم که واقعاً چه اتفاقی می‌افتد.

ما اندازه‌گیری‌های ماهواره‌ای از Swarm، و همچنین از ماموریت Champ آلمانی قبلی و مأموریت Ørsted دانمارکی را با یک مدل کامپیوتری از geodynamo ترکیب کردیم تا توضیح دهیم که داده‌های زمینی چه چیزی را به دست آورده‌اند – و این منجر به کشف ما شد.

میدان مغناطیسی زمین موضوع جذابی برای دانشمندان است. اکتشاف تا به امروز نشان می دهد که ساختار نامرئی یک “حباب” محافظ در اطراف سیاره ما تشکیل می دهد، که تشعشعات مضر را بیرون نگه می دارد و اتمسفر را در داخل نگه می دارد، بنابراین به حیات اجازه رشد می دهد.

اما میدان مغناطیسی ساکن نیست. قدرت، اندازه و شکل آن در نوسان است، ویژگی‌هایی دارد که ما نمی‌فهمیم، و تدریج در طول زمان ضعیف می شود.

دلیل اینکه فعالیت در داخل سیاره ما مهم است این است که میدان مغناطیسی از آنجا می آید. این توسط یک دینام ایجاد می شود – یک چرخان، همرفت، و رسانای الکتریکی سیالی که انرژی جنبشی را به انرژی مغناطیسی تبدیل می کند و میدان مغناطیسی را به فضای اطراف سیاره می چرخاند.

این سیال (بیشتر) آهن مذاب درون هسته بیرونی زمین است.

آژانس فضایی اروپا Swarm سه کاوشگر یکسان هستند که در سال ۲۰۱۳ به فضا پرتاب شدند و در مدار زمین قرار گرفتند تا فعالیت‌های داخل زمین را با یک چشم خاص مطالعه کنند. بر روی فعالیت مغناطیسی و دینامیکی که از هسته بیرون می آید. در این داده‌ها بود که ژیلت و تیمش امواج جدید شگفت‌انگیز را کشف کردند.

آن‌ها سپس داده‌های دیگر رصدخانه‌های زمینی و فضایی را که بین سال‌های ۱۹۹۹ تا ۲۰۲۱ جمع‌آوری شده بود، مورد مطالعه قرار دادند و الگویی پیدا کردند.

این امواج که به عنوان امواج مغناطیسی کوریولیس شناخته می‌شوند، ستون‌های مغناطیسی عظیمی هستند که در امتداد محور چرخشی زمین قرار گرفته‌اند و قوی‌ترین آنها در خط استوا هستند.

آن‌ها در اطراف مرز بین حرکت می‌کنند. هسته و گوشته با دامنه ای در حدود ۳ کیلومتر (۱.۸۶ مایل) در سال، و با سرعت ۱۵۰۰ کیلومتر (۹۳۲ مایل) در سال به سمت غرب حرکت می کنند.

وجود آنها نشان می دهد که مغناطیس های دیگر وجود دارد. -امواج کوریولیس ممکن است با دوره‌های نوسان متفاوتی وجود داشته باشند، که ما تا به امروز به دلیل کمبود داده قادر به شناسایی آن‌ها نیستیم.

“امواج مغناطیسی احتمالاً توسط اختلالات در اعماق هسته سیال زمین ایجاد می‌شوند. احتمالاً مربوط به ستون‌های شناوری است،” ژیلت می‌گوید.

“تحقیقات ما نشان می‌دهد که امواج دیگری از این دست احتمالاً با دوره‌های طولانی‌تر وجود خواهند داشت – اما کشف آنها به تحقیقات بیشتری متکی است.”

تحقیقات این تیم در PNAS منتشر شده است. .