معمای میدان مغناطیسی زمین
دكتر محسن شادمهری دانشیار گروه فیزیك دانشگاه گلستان
زمین در احاطه میدان مغناطیسی خودش است و گویی در اعماق آن یک آهنربای عظیم وجود دارد. قطب‌نما بر اساس جهت‌گیری همین خطوط میدان مغناطیسی عمل می‌کند و حتی به نظر می‌رسد گونه‌هایی از پرندگان در مهاجرت‌های سالانه خود به نوعی به‌طور غریزی بر اساس همین خطوط میدان مغناطیسی جهت‌یابی می‌کنند. از اینها گذشته میدان مغناطیسی زمین از تمام جاندارانش در برابر پرتوهای مرگبار کیهانی و ذرات باردار پرانرژی محافظت می‌کند. بعلاوه حضور پرشمار ماهواره‌ها در مدارهایی به دور زمین به دلیل وجود میدان مغناطیسی زمین میسر می‌شود و کوچک‌ترین اختلال در میدان مغناطیسی زمین سبب می‌شود ابزارآلات حساس این ماهواره‌ها تحت‌تأثیر پرتوهای کیهانی یا ذرات باردار از بین بروند بنابراین به‌نظر می‌رسد میدان مغناطیسی زمین و پایداری آن نقشی بسیار کلیدی در استمرار و ادامه حیات روی زمین داشته باشد به همین دلیل دهه‌هاست دانشمندان فعالیت‌های میدان مغناطیسی زمین را زیرنظر دارند.
با این حال هنوز هم در مورد چگونگی پیدایش میدان مغناطیسی زمین و تغییراتش معماهای متعددی مطرح است اما آنچه باعث‌شده طی چند سال اخیر مطالعه میدان مغناطیسی بیش از پیش مورد توجه قرار گیرد ظهور یک نابهنجاری در شدت میدان مغناطیسی زمین بر فراز اقیانوس اطلس جنوبی است. امروز می‌دانیم از سال 1840 میلادی که اندازه‌گیری میدان مغناطیسی انجام‌شده تاکنون تقریبا هر قرن شدت میدان حدود 5درصد کاهش یافته است. عجیب‌تر
آن که این کاهش بیشتر در ناحیه‌ای از زمین بین آمریکای جنوبی و آفریقا جنوبی است.
این ناهنجاری اکنون برای ماهواره‌هایی که از این منطقه گذر می‌کنند دردسر‌آفرین‌شده زیرا به دلیل کاهش شدت میدان مغناطیسی زمین، ذرات و پرتوهای پرانرژی تا ارتفاع کمتری از سطح زمین می‌توانند نفوذ کنند و این می‌تواند به ابزارهای این ماهواره‌ها آسیب جدی وارد کند. از این روست که معمولا هنگام عبور ماهواره‌ها از این منطقه دستگاه‌های غیرکلیدی و در عین حال حساس آنها را خاموش می‌کنند تا آسیب نبینند.
هنوز به‌درستی روشن نیست علت نابهنجاری میدان مغناطیسی زمین بر فراز اقیانوس‌اطلس جنوبی چیست و دانشمندان معتقدند حرکت مواد مذاب اعماق زمین به ایجاد میدان مغناطیسی می‌انجامد. ظاهرا قطب‌های میدان مغناطیسی زمین هم جابه‌جایی داشته‌اند و به نظر می‌رسد آخرین باری که قطب‌های شمال و جنوب مغناطیسی زمین جابه‌جا شدند حدود 780هزار سال پیش بوده است. آیا این نابهنجاری میدان مغناطیسی زمین مقدمه‌ای است بر چنین جابه‌جایی قطبین مغناطیسی زمین؟ پاسخگویی به این پرسش نیاز به مطالعات بیشتری دارد ولی مطالعات نشان می‌دهند احتمالا این کاهش موضعی میدان مغناطیسی زمین بخشی از فرآیندی بلندمدت است که چیستی آن در هاله‌ای از ابهام قرار دارد.
البته فعلا این کاهش شدت میدان مغناطیسی موضعی تأثیری بر زندگی روی سطح زمین نداشته هر چند به نظر می‌رسد نابهنجاری اطلس جنوبی در حال گسترش و حتی تقسیم‌شدن به دو بخش است. این به‌ویژه برای مأموریت‌های ماهواره‌ها می‌تواند بسیار چالش‌برانگیز باشد. برای مثال ایستگاه فضایی بین‌المللی از این ناحیه گذر دارد؛ البته درون این ایستگاه کاملا در برابر پرتوها و ذرات پرانرژی حفاظت‌شده ولی بخشی از ابزارآلات آن وقتی در معرض چنین ذرات یا تابش‌هایی قرار بگیرند ممکن است آسیب ببینند. به هر حال تحقیقات گسترده‌ای در جریان است تا وضعیت میدان مغناطیسی زمین و تغییراتش کاملا شناسایی شوند.
با این حال هنوز هم در مورد چگونگی پیدایش میدان مغناطیسی زمین و تغییراتش معماهای متعددی مطرح است اما آنچه باعث‌شده طی چند سال اخیر مطالعه میدان مغناطیسی بیش از پیش مورد توجه قرار گیرد ظهور یک نابهنجاری در شدت میدان مغناطیسی زمین بر فراز اقیانوس اطلس جنوبی است. امروز می‌دانیم از سال 1840 میلادی که اندازه‌گیری میدان مغناطیسی انجام‌شده تاکنون تقریبا هر قرن شدت میدان حدود 5درصد کاهش یافته است. عجیب‌تر
آن که این کاهش بیشتر در ناحیه‌ای از زمین بین آمریکای جنوبی و آفریقا جنوبی است.
این ناهنجاری اکنون برای ماهواره‌هایی که از این منطقه گذر می‌کنند دردسر‌آفرین‌شده زیرا به دلیل کاهش شدت میدان مغناطیسی زمین، ذرات و پرتوهای پرانرژی تا ارتفاع کمتری از سطح زمین می‌توانند نفوذ کنند و این می‌تواند به ابزارهای این ماهواره‌ها آسیب جدی وارد کند. از این روست که معمولا هنگام عبور ماهواره‌ها از این منطقه دستگاه‌های غیرکلیدی و در عین حال حساس آنها را خاموش می‌کنند تا آسیب نبینند.
هنوز به‌درستی روشن نیست علت نابهنجاری میدان مغناطیسی زمین بر فراز اقیانوس‌اطلس جنوبی چیست و دانشمندان معتقدند حرکت مواد مذاب اعماق زمین به ایجاد میدان مغناطیسی می‌انجامد. ظاهرا قطب‌های میدان مغناطیسی زمین هم جابه‌جایی داشته‌اند و به نظر می‌رسد آخرین باری که قطب‌های شمال و جنوب مغناطیسی زمین جابه‌جا شدند حدود 780هزار سال پیش بوده است. آیا این نابهنجاری میدان مغناطیسی زمین مقدمه‌ای است بر چنین جابه‌جایی قطبین مغناطیسی زمین؟ پاسخگویی به این پرسش نیاز به مطالعات بیشتری دارد ولی مطالعات نشان می‌دهند احتمالا این کاهش موضعی میدان مغناطیسی زمین بخشی از فرآیندی بلندمدت است که چیستی آن در هاله‌ای از ابهام قرار دارد.
البته فعلا این کاهش شدت میدان مغناطیسی موضعی تأثیری بر زندگی روی سطح زمین نداشته هر چند به نظر می‌رسد نابهنجاری اطلس جنوبی در حال گسترش و حتی تقسیم‌شدن به دو بخش است. این به‌ویژه برای مأموریت‌های ماهواره‌ها می‌تواند بسیار چالش‌برانگیز باشد. برای مثال ایستگاه فضایی بین‌المللی از این ناحیه گذر دارد؛ البته درون این ایستگاه کاملا در برابر پرتوها و ذرات پرانرژی حفاظت‌شده ولی بخشی از ابزارآلات آن وقتی در معرض چنین ذرات یا تابش‌هایی قرار بگیرند ممکن است آسیب ببینند. به هر حال تحقیقات گسترده‌ای در جریان است تا وضعیت میدان مغناطیسی زمین و تغییراتش کاملا شناسایی شوند.
