العلماء في حيرة من أمرهم بسبب الانعكاس المفاجئ في أعماق قلب الأرض

إن الانعكاس المفاجئ في تدفق الحديد المنصهر تحت المحيط الهادئ يمنح العلماء رؤية أكثر وضوحًا لكيفية تطور المجال المغناطيسي للأرض.

إن المجال المغناطيسي للأرض، وهو الدرع غير المرئي الذي يحمي الكوكب من الجسيمات المشحونة المتدفقة من الشمس، يستمد طاقته من محيط متماوج من الحديد المنصهر المختبئ على بعد آلاف الكيلومترات تحت أقدامنا.

وعلى الرغم من أنه لا يمكن الوصول إلى هذا الجزء الداخلي العميق، إلا أن تياراته البطيئة الحركة تترك بصمات دقيقة في المجال المغناطيسي فوق السطح. كشفت دراسة جديدة الآن أن أحد تلك التيارات تصرف بطريقة لم يتوقعها العلماء، حيث عكس اتجاهه فجأة تحت المحيط الهادئ وقدم أدلة جديدة حول المحرك الخفي الذي يحرك المجال المغناطيسي للأرض.

يتحدى هذا الاكتشاف وجهة النظر القديمة القائلة بأن التدفق واسع النطاق في اللب الخارجي يتغير تدريجياً فقط على مدى عقود. من خلال الجمع بين ما يقرب من 30 عامًا من القياسات الأرضية وعمليات رصد الأقمار الصناعية، أعاد الباحثون بناء كيفية تغيير منطقة شاسعة من الحديد السائل لمسارها فجأة، مما يوفر واحدة من أوضح وجهات النظر حتى الآن للعمليات الديناميكية التي تحدث على عمق 2200 كيلومتر (1370 ميلًا) تقريبًا تحت سطح الأرض.

انعكاس تحت المحيط الهادئ

وفي عام 2010، تحولت منطقة واسعة من السوائل الغنية بالحديد في أعماق المحيط الهادئ الاستوائي من التحرك بشكل ضعيف باتجاه الغرب إلى التدفق بقوة نحو الشرق. لا يزال العلماء لا يعرفون ما الذي أدى إلى هذا الانعكاس، لكن البيانات التي تم تحليلها حديثًا من بعثات Swarm وCryoSat التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية، بالإضافة إلى ملاحظات الأقمار الصناعية الألمانية CHAMP والقمر الصناعي الدنماركي Ørsted، سمحت للباحثين بفحص الحدث بتفاصيل غير مسبوقة.

نشرت في مجلة دراسات باطن الأرض العميقتجمع الدراسة بين ملاحظات الأقمار الصناعية والقياسات المغناطيسية الأرضية الممتدة من عام 1997 إلى عام 2025. وتشير النتائج إلى أن اللب الخارجي للأرض قد يكون أكثر ديناميكية بكثير مما كان يعتقد سابقًا، مما يثير أسئلة جديدة حول كيفية تفاعل أعمق طبقات الكوكب وكيف يتطور المجال المغناطيسي مع مرور الوقت.

وكان العلماء قد نظروا في السابق إلى اللب الخارجي على أنه نظام ذو حركة مستقرة نسبيا. ويشير هذا التحول الكبير إلى أن تداوله يمكن أن يتغير بشكل مفاجئ أكثر بكثير مما كان متوقعا. تقدم الدراسة أدلة جديدة حول العمليات المضطربة التي تخلق المجال المغناطيسي للأرض، وقد تشير إلى الروابط بين الحركة في النواة الخارجية والتغيرات التي تحدث بشكل أعمق داخل الأرض.

وقال المؤلف الرئيسي للدراسة، فريدريك دال مادسن، من كلية علوم الأرض بجامعة إدنبرة: “إن انعكاس التدفق واسع النطاق تحت المحيط الهادئ يثير أسئلة جديدة حول سلوك باطن الأرض العميق. ويريد العلماء الآن أن يفهموا ما إذا كان الانعكاس يمثل تقلبًا قصير الأمد، أو جزءًا من تذبذبات متكررة، أو توازنًا مستقرًا جديدًا للدورة الأساسية. وستكون المراقبة المستمرة ضرورية لتحديد كيفية تطور التدفق. السنوات المقبلة.”

وأوضح فريدريك أيضًا أن النموذج المستخدم في البحث يشير إلى أن تدفق المحيط الهادئ شرقًا قد ضعف منذ عام 2020، مضيفًا: “إن صعود التدفق القوي باتجاه الشرق في المحيط الهادئ معاصر مع تغير في السلوك في القلب الداخلي، كما يُستدل عليه من الجيوديسيا وعلم الزلازل، ونفترض أن هذه التغييرات في المناطق الداخلية العميقة ترتبط بالتغيرات في التدفق تحت المحيط الهادئ”.

التغير في تدفق قلب الأرض المنصهر 1997-2025. الائتمان: وكالة الفضاء الأوروبية (مصدر البيانات: مادسن وآخرون، 2026)

تم اكتشاف قلب الأرض المنصهر من الفضاء

يأتي المجال المغناطيسي للأرض من حركة اللب الخارجي السائل، حيث يتحرك الحديد المنصهر الموصل كهربائيًا حول اللب الداخلي الصلب. هذه العملية، المعروفة باسم الجيودينامو، تتغير دائمًا، على الرغم من أن العديد من أنماط تدفقها الأكبر بدت ثابتة إلى حد ما عبر عقود من المراقبة.

أطلقت وكالة الفضاء الأوروبية الأقمار الصناعية الثلاثة Swarm في عام 2013. يحمل كل منها أجهزة قياس مغناطيسية حساسة للغاية يمكنها رسم خريطة للمجال المغناطيسي للأرض بدقة استثنائية. ونظرًا لأن الأقمار الصناعية تطير في مدارات منسقة بعناية، فيمكنها المساعدة في فصل الإشارات المغناطيسية من القلب عن تلك التي تنتجها القشرة والمحيطات والغلاف الأيوني والغلاف المغناطيسي.

أتاحت هذه القياسات للباحثين إعادة بناء أنماط التدفق المتغيرة عند الحدود بين القلب والوشاح. كما ساعدوا في تحديد التغييرات المفاجئة المرتبطة بانعكاس المحيط الهادئ وعام 2017 رعشة مغنطيسية أرضية.

وفقًا لمديرة مهمة Swarm في وكالة الفضاء الأوروبية، Anja Stromme، كانت مجموعة البيانات طويلة المدى من Swarm مهمة للدراسة. وأشارت إلى أنه “على الرغم من إطلاق سوارم بعد حدث الانعكاس الدراماتيكي عام 2010، إلا أنه قدم بيانات عالية الدقة تخبرنا عن اللب الداخلي للأرض في الفترة التي تلت ذلك.

“الأهم من ذلك، أن Swarm يوفر تغطية عالمية مستمرة على مدار سنوات عديدة، مما يسمح للعلماء بتتبع كيفية تطور الديناميكيات الأساسية بمرور الوقت بدلاً من الاعتماد فقط على المراصد المغناطيسية الأرضية. وتسمح القياسات المغناطيسية عبر الأقمار الصناعية طويلة الأمد للباحثين بمتابعة التغيرات في الدينامو الجغرافي في الوقت الحقيقي تقريبًا وتحسين نماذج تطور المجال المغناطيسي للأرض. وستلعب الملاحظات المستقبلية من بعثات مثل Swarm دورًا حاسمًا”.

كما ساعدت عمليات رصد الأقمار الصناعية الباحثين على اكتشاف التسارعات الشبيهة بالموجة وهياكل التدفق سريعة التغير التي كان من الممكن أن تُفقد في مجموعات البيانات الأكثر ضجيجًا. وتشير الدراسة كذلك إلى أن التدفق باتجاه الشرق ربما يضعف الآن بعد أن وصل إلى ذروته قبل عدة سنوات، مما يزيد من احتمال أن يكون الانعكاس تذبذبًا مؤقتًا أو جزءًا من دورة طبيعية أطول في الديناميكيات الأساسية.

فهم نظام الأرض لدينا

تحدث هذه العمليات بعيدًا تحت سطح الأرض ولا تهدد البشر أو المناخ. ومع ذلك، فهي ضرورية لفهم كيفية عمل الكوكب. تولد الحركة في اللب الخارجي للحديد السائل المجال المغناطيسي للأرض، مما يساعد على حماية الكوكب من الجسيمات المشحونة المتدفقة من الشمس. وبدون هذا الدرع، فإن الغلاف الجوي للأرض وأنظمتها التكنولوجية سيواجه تعرضًا أكبر بكثير للإشعاع الشمسي الضار.

المجال المغناطيسي للأرض يتطور باستمرار. مع تغير التدفق في القلب، يتغير المجال ببطء أيضًا، مع تأثيرات مهمة لأنظمة الملاحة، وعمليات المركبات الفضائية، ونماذج الطقس الفضائي القريب من الأرض. ولهذا السبب، فإن فهم التغييرات في الجوهر أمر مهم لكل من العلوم الأساسية والتطبيقات العملية.

وفقًا لإليزابيتا إيورفيدا، عالمة مهمة Swarm Mission في وكالة الفضاء الأوروبية، فإن انعكاس المحيط الهادئ يتحدى فكرة أن اللب الخارجي يتم التحكم فيه بشكل أساسي من خلال الدوران المستقر باتجاه الغرب. وأشارت إلى أن “هذه الدراسة تظهر أن التغيرات الإقليمية يمكن أن تظهر بسرعة في غضون عقد من الزمن فقط. وقد تساعد النتائج العلماء أيضًا على استكشاف التفاعلات المحتملة بين اللب الخارجي للأرض، والنواة الداخلية، والوشاح السفلي، وبالتالي، إعطاء المزيد من الأفكار حول الحدود بين اللب والوشاح، وهي منطقة مهمة لديناميات الأرض العميقة.

“يثير هذا البحث أسئلة مثيرة للاهتمام حول كيفية ارتباط أعمق طبقات الأرض ديناميكيًا. ومع استمرار تطور المجال المغناطيسي، توفر مهمات الأقمار الصناعية رؤية تفصيلية متزايدة للعمليات الديناميكية التي تتكشف في أعماق كوكبنا، مما يكشف أن قلب الأرض قد يكون أكثر تغيرًا وتعقيدًا بكثير مما كان يُعتقد من قبل.”

المرجع: “تحليل المكون الرئيسي لانعكاس التدفق السطحي الأساسي تحت المحيط الهادئ في عام 2010” بقلم فريدريك دال مادسن، وإيزوبيل هوارد، ووليام براون، وكاثرين ويلر، 6 مايو 2026، مجلة دراسات باطن الأرض العميق.
دوى: 10.46298/jsedi.17268

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.