ناهنجاری های مغناطیسی زمین

2024 نویسنده: Seth Attwood | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-16 16:03

میدان مغناطیسی زمین از سطح آن و ساکنان آن - از جمله همه مردم با بدن شکننده‌شان و همچنین وسایل الکترونیکی حساس - در برابر پرتوهای مرگبار کیهانی و ذرات باردار که از خورشید پرتاب می‌شوند محافظت می‌کند. با این حال، در برخی نقاط، این زره نامرئی ضعیف شده و شکاف ها در حال افزایش است. بنابراین، دانشمندان از سرتاسر جهان به منظور درک بهتر مکانیک دینام مغناطیسی هیدرودینامیکی در روده‌های سیاره و همچنین پیش‌بینی تغییرات میدان مغناطیسی، با دقت زیادی چنین ناهنجاری‌هایی را مطالعه می‌کنند.

ناهنجاری مغناطیسی تضعیف قابل توجه میدان مغناطیسی زمین در ناحیه خاصی از سطح سیاره است. همانطور که از نام آن پیداست، اقیانوس اطلس جنوبی (SAA) بر روی قسمت جنوبی دریای آتلانتیک واقع شده است، تا حدی "پوشش" آمریکای جنوبی و "چسبیده با دم خود" به جنوب آفریقا.

این سازند در ارتفاع حدود 500-600 کیلومتری بیشترین اندازه را دارد. در سطح دریا، "برآمدگی" آن تا حدودی کمتر است و خود را در بزرگی میدان مغناطیسی نشان می دهد - برابر است با ارتفاع حدود هزار کیلومتری بالای مناطقی از سطح زمین که در آن هیچ ناهنجاری وجود ندارد.

چنین کاهشی در میدان مغناطیسی هنوز برای ساکنان سیاره ما خطرناک نیست، اما در حال حاضر برای مهندسانی که فضاپیماها را طراحی و مأموریت های آنها را کنترل می کنند، مشکلات جدی ایجاد می کند. به عنوان مثال، تلسکوپ افسانه ای در مدار هابل دقیقاً در ارتفاع حدود 540 کیلومتری به دور زمین می چرخد - یعنی چندین بار در روز دقیقاً از طریق ناهنجاری پرواز می کند. در این دقایق به دلیل افزایش سطح تشعشعات، کار آزمایشگاه فضایی به حالت تعلیق در می آید.

مشکل اینجاست که در جایی که میدان مغناطیسی زمین ضعیف می شود، حفاظت از کل فضای اطراف سیاره در برابر باد خورشیدی و پرتوهای کهکشانی کاهش می یابد. ذرات باردار این فرصت را دارند که تقریباً بدون انحراف به سطح زمین هجوم ببرند و طبیعتاً با هر چیزی که سر راهشان قرار می گیرد برخورد می کنند.

علاوه بر این، برای فضاپیماها، وضعیت ناهنجاری اقیانوس اطلس جنوبی با ساختار کمربندهای تشعشعی پیچیده تر می شود. در این منطقه از اقیانوس اطلس است که کمربند داخلی ون آلن تقریباً به سطح سیاره فرود می آید.

کمربندهای تشعشعی ون آلن دو لایه از زمین هستند که از ذرات باردار (پروتون و الکترون) که بین خطوط میدان مغناطیسی سیاره ما به دام افتاده اند، تشکیل شده اند.

معمولاً اکثر ماهواره‌ها در زیر کمربند داخلی قرار دارند (تا 1000 کیلومتر در اوج می‌چرخند) و تقریباً در معرض اثرات مخرب پرتوهای یونیزان نیستند. اما ناهنجاری اقیانوس اطلس جنوبی هنوز هم اعصاب فضانوردان و مهندسان در صنعت موشک و فضا را خراب می کند.

علاوه بر هابل، که مجبور است به طور دوره ای کار علمی را متوقف کند، بسیاری از وسایل نقلیه دیگر قربانی این منطقه در فضای نزدیک به زمین هستند: ایستگاه فضایی بین المللی حفاظت در برابر تشعشعات را افزایش می دهد، زیرا از طریق این ناهنجاری نیز پرواز می کند، احتمالاً چندین ماهواره گلوبال استار آسیب دیده اند. و در شاتل ها لپ تاپ های کاملا معمولی بودند که خاموش می شدند.

برای مردم، پرواز از طریق ناهنجاری در ارتفاع 400 کیلومتری از زمین نیز بدون توجه نمی گذرد - بیشتر فسفن ها (چشمک های پشت چشم های بسته که باعث ایجاد ذرات اولیه با انرژی بالا می شوند) توسط فضانوردان و فضانوردان بر فراز اقیانوس اطلس مشاهده می شوند.

چه چیزی باعث این رفتار ناخوشایند میدان مغناطیسی شد - این سوال کاملاً بسته نیست. بر اساس تئوری عمومی پذیرفته شده و کاملاً اثبات شده، هسته فلزی مایع زمین در طول چرخش و اختلاط مداوم جریان های همرفتی، مانند یک دینام عمل می کند.

اما، از آنجایی که ساختار آن ناهمگن است، توده های مختلف ماده در روده های سیاره با سرعت کمی متفاوت حرکت می کنند.این نوسانات بر روی ناهماهنگی محور مغناطیسی با محور چرخش سیاره قرار می گیرند و منجر به تضعیف میدان مغناطیسی در جنوب اقیانوس اطلس می شود.

تحقیقات مدرن نشان می دهد که ناهنجاری اقیانوس اطلس جنوبی حداقل برای 8 میلیون سال کم و بیش پایدار بوده است و به آرامی با سرعت حدود 0.3 درجه در سال به سمت غرب در حال حرکت است.

این همزمان با تفاوت در سرعت چرخش سطح زمین و لایه های بیرونی هسته سیاره است. اما آنچه که بسیار جالب است این است که UAA شکل خود را تغییر می دهد و به تدریج به دو قسمت تقسیم می شود. این روند برای مدت طولانی ادامه داشته است و در تعدادی از منابع ابتدا دو ناهنجاری جداگانه در نظر گرفته شده است - برزیل و کیپ تاون.

بر روی سلامت عمومی سیاره، چنین تغییراتی، تا آنجا که می توان قضاوت کرد، تأثیر جدی ندارد. مشکلات تنها زمانی بوجود می آیند که یک فرد از سطح بالاتری می رود - ماهواره های بیشتری در مدار هستند و طراحی آنها به طور فزاینده ای از اجزای رایج تجاری در دسترس استفاده می کند.

تأثیر افزایش تشعشعات بر روی دستگاه هایی که در طول یا پس از یک طوفان شدید خورشیدی دچار ناهنجاری می شوند چقدر جدی خواهد بود، فقط زمان می تواند بگوید.