تغییر میدان مغناطیسی زمین می‌توان باعث بحران گسترده‌ی زیست‌محیطی شود

کد خبر: ۱۵۵۶۷۳

تاریخ: ۰۱ اسفند ۱۳۹۹ - ۲۱:۴۰

دانشمندان در پژوهشی تازه بیان می‌کنند که تغییرات میدان مغناطیسی زمین در هزاران سال پیش احتمالا باعث یک بحران زیست‌محیطی گسترده شده است و تکرار آن می‌تواند اثرات جدی‌تری داشته باشد.

میدان مغناطیسی سیاره‌ی زمین پویاست و جای قطب‌های آن تا کنون بارها عوض شده است. موضوعی که اگر در دنیای وابسته به سیستم‌های الکترونیکی امروز روی دهد، می‌تواند اثر زیادی داشته باشد و شبکه‌های ارتباطی را مختل کند.

طبق پژوهشی تازه، این اثر حتی جدی‌تر از گذشته خواهد بود. برای نخستین بار دانشمندان شواهدی را یافته‌اند که نشان می‌دهد جابه‌جایی قطب‌های مغناطیسی زمین می‌تواند عواقب زیست‌محیطی جبران‌ناپذیری داشته باشد. این یافته‌ها درباره‌ی جابه‌جایی قطب‌ها در ۴۲۰۰۰ سال پیش است که باعث آشفتگی آب‌وهوا در مقیاس جهانی و تغییر رفتار بشر شده است.

مغناطیس‌سپهر یا مگنتوسفر (Magnetosphere) که سد مغناطیسی اطراف سیاره است از گردش فلز مذاب و داغ در اطراف هسته‌ی آهنی ناشی می‌شود. به گفته‌ی ناسا این جریان مایع به طور پیوسته الکتریسیته تولید می‌کند که به نوبه‌ی خود خطوط میدان مغناطیسی زمین را ایجاد می‌کند که از یک قطب مغناطیسی تا قطب دیگر کشیده شده‌اند.

میدان مغناطیسی مانند یک حباب محافظ زمین را از پرتوهای زیان‌بار خورشید محافظت می‌کند. سمتی از زمین که رو به خورشید است به طور پیوسته توسط بادهای خورشیدی که به مغناطیس‌سپهر می‌خورند، بمباران می‌شود. بنابراین میدان مغناطیسی تا بیش از ۱۰ برابر شعاع زمین گسترش نمی‌یابد. اگرچه در سمتی از سیاره که رو به خورشید نیست، این میدان بسیار گسترده‌تر است و یک دم مغناطیسی را تشکیل می‌دهد که از ماه هم فراتر می‌رود.

خطوط میدان مغناطیسی زمین در قطب‌های مغناطیسی به هم می‌رسند که به‌نظر پایدار هستند اما در حقیقت ثابت نیستند و تقریبا هر ۲۰۰ هزار تا ۳۰۰ هزار سال، میدان مغناطیسی به اندازه‌ی کافی ضعیف می‌شود که باعث جابه‌جایی قطب‌های مغناطیسی می‌گردد. فرآیندی که به گفته‌ی ناسا می‌تواند صدها یا هزاران سال طول بکشد.

ناهنجاری عجیب در میدان مغناطیسی زمین به سمت غرب حرکت می‌کند

سرنخ‌هایی در بیسکویت

«آلن کوپر» (Alan Cooper) استاد زمین‌شناسی دانشگاه اوتاگو نیوزیلند گفت: «مولکول‌های مغناطیسی ذخیره شده در ذخایر آتشفشانی و دیگر رسوبات، این تغییر مسیر گذشته را به دانشمندان نشان می‌دهند. این مولکول‌ها در همان لحظه‌ی رسوب با میدان مغناطیسی همسو هستند و بنابراین محل قطب شمال مغناطیسی را نشان می‌دهند.»

به‌تازگی محققان این پرسش را مطرح کرده‌اند که آیا تغییر قطب‌های مغناطیسی که بین ۴۱۰۰۰ تا ۴۲۰۰۰ سال پیش روی داده، می‌تواند با تغییرات چشمگیر دیگری که آن هنگام در زمین انجام شده مرتبط باشد؟ این جابه‌جایی قطب‌ها که با نام «رویداد لاشامپ» (Laschamps Event) شناخته می‌شود پیش از این به فعالیت مغناطیس‌سپهر ارتباط داده نشده بود. نویسندگان پژوهش مشکوک هستند که در زمانی که میدان مغناطیسی زمین وارونه می‌شود و در نتیجه از حد طبیعی ضعیف‌تر است، قرار گرفتن در معرض تابش کیهانی و خورشید بر جو زمین اثر بگذارد.

درختان کهن مدفون‌شده می‌توانند نشانه‌هایی از تغییرات باستانی در خود داشته باشند.
Credit: New Zealand Geographic

مطالعات قبلی هسته‌های یخی گرینلند برای بررسی رویداد لاشامپ شواهدی را از تغییرات آب‌وهوایی نشان ندادند. اما در پژوهش تازه محققان توجه خود را به منبع بالقوه‌ی دیگری از داده‌های آب‌وهوایی معطوف کردند. درختان کائوری باتلاقی و محافظت شده در زغال سنگ (Bog-Preserved Kauri) که در شمال نیوزیلند یافت می‌شوند.

آن‌ها مقطع عرضی یا «بیسکویت» این درختان را برش داده و تغییرات «کربن ۱۴» را در آن‌ها بررسی کردند. نتایج نشان‌دهنده‌ی بالا رفتن میزان کربن رادیواکتیو در هنگام رویداد لاشامپ و زمان ضعیف‌تر شدن میدان مغناطیسی زمین بود.

کوپر گفت: «هنگامی که ما زمان دقیق تاریخچه‌ی درختان کائوری را بررسی کردیم، دریافتیم که کاملا با تغییرات آب‌وهوایی و بیولوژیکی در سراسر جهان منطبق است. برای نمونه در این زمان جانوران غول‌پیکر (بزرگ‌زیاگان یا Megafauna) در استرالیا منقرض شدند و نئاندرتال‌ها در اروپا در حال نابودی بودند. کوپر گفت این روند ممکن است با تغییرات مربوط به آب‌وهوا در زیست‌بوم قابل توضیح باشد.»

تغییرات آب‌وهوایی گسترده

در ادامه دانشمندان از مدل‌های آب‌وهوایی رایانه‌ای برای آزمایش این فرضیات استفاده کردند و دریافتند که یک میدان مغناطیسی ضعیف با حدود ۶ درصد از قدرت طبیعی، می‌تواند منجر به اثرات عمده‌ی آب‌وهوایی شود.

کوپر خاطرنشان کرد: «پرتوهای رادیواکتیو با یونیزه کردن لایه‌ی اوزن به شدت به آن آسیب می‌زند و باعث می‌شود که پرتو فرابنفش به جو راه یابد و شیوه‌ی جذب انرژی خورشید توسط جو تغییر کند. یک جو به شدت یونیزه می‌تواند شفق‌های درخشان در سراسر جهان ایجاد کند و باعث شکل‌گیری طوفان‌های تندری بسیاری شود که آسمان‌ها را شبیه به فیلم‌های آخرالزمانی می‌کند.

تصویری از اثر دست با اُخرای قرمز و قدمت تقریبی ۴۲۰۰۰ سال در یک غار ال کاستیلو اسپانیا
Credit: Paul Pettitt, Gobierno de Cantabria

تغییر مهم دیگر در آن زمان در مورد گونه‌های اولیه‌ی بشر بود که هنر غارنشینی در نقاط گوناگون جهان آغاز شد. این شامل نخستین نشانه‌های به‌کارگیری شابلون‌های دستی با اُخرای قرمز است. عملی که هنوز هم در میان گروه‌های بومی امروزی در نامیبیا دیده می‌شود.

کوپر افزود: «گمان می‌کنیم که این کاربرد، در واقع نشانه‌ی استفاده از ضد آفتاب است. در نتیجه‌ی ضعیف‌تر بودن میدان مغناطیسی، بالاتر بودن میزان پرتو فرابنفش می‌تواند انسان را به پناه گرفتن در غارها سوق دهد یا آن‌ها را مجبور به محافظت از پوست با مواد معدنی ضد آفتاب کند.»

رویداد بعدی

دانشمندان دقیقا نمی‌توانند پیش‌بینی کنند که چرخش بعدی میدان مغناطیسی زمین چه زمانی روی خواهد داد اما برخی نشانه‌ها مانند جابه‌جایی قطب شمال مغناطیسی در منطقه‌ی دریای برینگ و همچنین ۱۰ درصد ضعیف‌تر شدن میدان مغناطیسی زمین در طول ۱۷۰ سال گذشته، نشان می‌دهد که ممکن است خیلی به این رویداد نزدیک باشیم.

بنابراین درک چگونگی اثر تغییرات بزرگ در میدان مغناطیسی بر تغییرات زیست‌محیطی در مقیاس جهانی از اهمیت بالایی برخوردار است. علاوه بر اینکه چنین مطالعاتی، پرسش‌های مهمی را در مورد اثر تکاملی تغییر قطب‌های مغناطیسی در رویدادهای زمین‌شناسی ایجاد می‌کند.

زمین به‌تازگی سریع‌تر به دور خودش می‌چرخد

عکس کاور: طرحی گرافیکی از میدان مغناطیسی زمین

منبع: Live Science