الأرض تحت القصف الكوني.. أسرار القطب المغناطيسي للكوكب
يحاول العلماء اكتشاف كيف يمكن أن يؤثر عكس المجال المغناطيسي للأرض على المناخ،
فعلى مدى الـ200 عام الماضية ضعف المجال المغناطيسي للأرض بنحو 9%، مما قد يشير إلى أن انعكاس قطب آخر على وشك الحدوث.
ورغم أن هذا ليس سبب الاحتباس الحراري الحالي، ولكن لا يزال من الممكن أن يكون له تأثير مهم على مناخ الأرض في المستقبل، حيث تتعرض الأرض لقصف مستمر من الجسيمات المشحونة النشطة التي تتدفق عبر الفضاء الخارجي، والتي تُعرف بالأشعة الكونية.
- المناخ القاتل يحصد الأرواح.. دراسة تتوقع الأسوأ
- 23 تريليون دولار في مهب الريح.. الاقتصاد العالمي أسير المناخ
فعندما تواجه هذه الجسيمات النشطة، التي تسافر بسرعة تقترب من سرعة الضوء، الغلاف الجوي للأرض، فإنها تطلق زخات كبيرة من الإشعاع الثانوي، والذي يخترق بعضه طول الطريق إلى السطح. وتقوم جسيمات الإشعاع المشحونة هذه بإخراج الإلكترونات من أي ذرات تمر بها، مما يتسبب في "التأين" الذي يمكن أن يؤثر على عمليات الغلاف الجوي.
يتلقى خط الاستواء مزيدًا من الحماية من قصف هذه الجسيمات من القطبين الشمالي والجنوبي، حيث تنخفض خطوط المجال المغناطيسي نحو الأسفل نحو سطح الكوكب، فمثلا تأخذ مسارات طيران معينة بعيدة المدى كالمتجهة من بعض المطارات في آسيا إلى سان فرانسيسكو- الطائرات فوق القطب الشمالي مباشرة وهذا، بالإضافة إلى الارتفاع العالي، يعني أن الركاب وأفراد الطاقم يتعرضون لمستويات مرتفعة من الإشعاع المؤين.
كما تم الافتراض أيضا أن الاختلافات في تدفق الأشعة الكونية إلى الغلاف الجوي للأرض تؤثر على المناخ الأرضي، ربما عن طريق التأثير على تكثيف المياه في الغلاف الجوي وتكوين السحب. وقد يكون هذا مهما بشكل خاص خلال الفترات التي ينعكس فيها المجال المغناطيسي للأرض ويضعف مؤقتا.
كان جاكوب سفينسمارك، من قسم الفيزياء بجامعة أكسفورد، يدرس انعكاس المجال المغناطيسي للأرض المعروف باسم Brunhes-Matuyama، منذ حوالي 780،000 سنة، لدراسة تأثير التأين داخل الغلاف الجوي من الأشعة الكونية.
وقد وجد سفينسمارك أن الزيادة في التأين أثناء الانعكاس كانت أكثر وضوحا حول خط الاستواء للكوكب. وأن معدل التأين يصل حوالي 25 ٪ على السطح الاستوائي مع ضعف المجال المغناطيسي، وأكثر من ستة أضعاف في الغلاف الجوي العلوي.
وعلى النقيض من ذلك، وجد تقريبا صفرا من التغيير في المناطق القطبية، حيث يسهل الوصول إلى الأشعة الكونية بالفعل.
وبشكل عام، أظهر نموذجه زيادة بنسبة 13 ٪ في التأين عند مستوى سطح البحر حول العالم وتضاعف تقريبا في الجزء العلوي من الغلاف الجوي.
يلاحظ Svensmark أنه يبدو أن هناك ارتباطات بين تدفق الأشعة الكونية التي تصل إلى الغلاف الجوي للأرض والمناخ، إلا أنه ليس من الواضح تمامًا ما هي الآلية التي قد تسبب ذلك. ولكن إذا كان هذا حقيقيًا، فمن المهم فهم التغييرات في تأين الغلاف الجوي أثناء انعكاسات المجال المغناطيسي.
ووفقًا لبحث جديد بقيادة أسترالية، فإمه منذ حوالي 42000 عام، أدى انعكاس الأقطاب المغناطيسية للأرض إلى تحولات مناخية هائلة وتسبب في حدوث تغييرات بيئية في جميع أنحاء العالم، وقد كان أخر انعكاس معروف - والذي كان مؤقتًا والمعروف تقنيا باسم "رحلة لاشامب" حدث منذ 41000 إلى 42000 عام. وإذا حدث مثل هذا الحدث اليوم، فإنه سيحدث دمارًا في الأقمار الصناعية والشبكات الكهربائية.
ويشير البحث إلى أن رحلة Laschamps تتزامن مع تغيرات بيئية كبيرة، بما في ذلك تنامي الصفائح الجليدية، والانقراض الجماعي، وحتى ظهور فن الكهوف.
لذا أنشأ الباحثون سجلا للكربون المشع في الغلاف الجوي مؤرخًا بدقة باستخدام حلقات الشجر لأشجار الكوري النيوزيلندية الضخمة (Agathis australis) التي كانت حية خلال هذه الفترة. وقد سجلت الأشجار تغيرات في مستويات الكربون المشع أثناء انعكاس القطب.
يقول كريس تيرني، المؤلف الرئيسي المشارك للدراسة من جامعة نيو ساوث ويلز (UNSW): "لأول مرة على الإطلاق، تمكنا من تحديد التوقيت الدقيق والتأثيرات البيئية لآخر تبديل قطب مغناطيسي وأضاف "باستخدام الأشجار القديمة، يمكننا قياس حجم وتاريخ الارتفاع في مستويات الكربون المشع في الغلاف الجوي الناجم عن انهيار المجال المغناطيسي للأرض."
وعلى عكس معظم الأبحاث السابقة التي ركزت على ما حدث أثناء الانعكاس، عندما انخفض المجال المغناطيسي إلى 28٪ من قوته الحالية. تكشف هذه الدراسة عن التأثيرات التي حدثت في فترة ما قبل الانعكاس، عندما انخفض المجال إلى (0- 6%) من قوته الحالية.
ويوضح تيرني: "لم يكن لدينا مجال مغناطيسي على الإطلاق، لقد اختفى درع الإشعاع الكوني تماما". وقد ترك هذا الكوكب عرضة للتوهجات الشمسية والأشعة الكونية، ويوضح: "أدى الإشعاع غير المفلتر من الفضاء إلى تمزيق جزيئات الهواء في الغلاف الجوي للأرض، وفصل الإلكترونات وانبعاث الضوء، مما تسبب في موجة من تغير المناخ في جميع أنحاء العالم."
افترض الفريق أن الانعكاس المغناطيسي قد يكون مرتبطًا بنمو الصفائح الجليدية والأنهار الجليدية عبر أمريكا الشمالية في ذلك الوقت، فضلاً عن التحولات في أحزمة الرياح الرئيسية والعواصف الاستوائية.
aXA6IDMuMTMzLjE1Mi4yNiA=
جزيرة ام اند امز
