سالهاست که ناسا ناهنجاری عجیبی در میدان مغناطیسی زمین را زیر نظر دارد: ناحیهای گسترده با شدت مغناطیسی کمتر در آسمانها که بین آمریکای جنوبی و جنوبغربی آفریقا کشیده شده است.
این پدیدهٔ وسیع و در حال توسعه که بهنام ناهنجاری اقیانوس اطلس جنوبی (SAA) شناخته میشود، برای دههها دانشمندان را مجذوب و نگران کرده است و شاید بیشترین توجه را پژوهشگران ناسا به خود جلب کرده باشد.
ماهوارهها و فضاپیماهای این سازمان فضایی بهویژه در برابر میدان مغناطیسی ضعیف داخل ناهنجاری حساس هستند و در نتیجه در معرض ذرات باردار خورشید قرار میگیرند.
مرتبط: قارههای غرقشده نزدیک به هستهٔ زمین ممکن است میدان مغناطیسی ما را نامتعادل کنند
ناسا این ناهنجاری را بهعنوان یک «فرورفتگی» در میدان مغناطیسی زمین یا نوعی «چاله در فضا» توصیف میکند؛ ناهنجاری اقیانوس اطلس جنوبی (SAA) از سال ۲۰۱۴ حدود نصف مساحت قارهٔ اروپا را گسترش داده است، در حالی که شدت مغناطیسیاش همزمان در حال کاهش است، طبق جدیدترین دادهها.
بهطور کلی این پدیده بر زندگی روی زمین تأثیری ندارد؛ اما دربارهٔ فضاپیماهای مداری (از جمله ایستگاه فضایی بینالمللی) نمیتوان همینطور گفت، چرا که این وسایل هنگام گردش در مدار پایینزمین مستقیماً از طریق ناهنجاری عبور میکنند.
برای خلاصه، ویدئوی زیر را ببینید:
در این مواجهات، کاهش شدت میدان مغناطیسی داخل ناهنجاری به این معنی است که سامانههای فناوری داخل ماهوارهها میتوانند در صورت برخورد با پروتونهای پرانرژی ساطعشده از خورشید، دچار کوتاهسختی یا نقص شوند.
این ضربات تصادفی معمولاً فقط باعث بروز خطاهای جزئی میشوند، اما خطر از دست دادن اطلاعات مهم یا حتی آسیب دائمی به اجزای کلیدی را نیز به همراه دارند؛ تهدیدی که اپراتورهای ماهواره را مجبور میکند پیش از ورود به منطقهٔ ناهنجاری، سامانههای فضایی را بهطور منظم خاموش کنند.
کاهش این خطرات در فضا یکی از دلایل ردیابی ناهنجاری توسط ناسا است؛ دلیل دیگر این است که رمز و راز این ناهنجاری فرصتی بزرگ برای بررسی یک پدیدهٔ پیچیده و دشوار برای درک فراهم میکند، و منابع وسیع و تیمهای پژوهشی ناسا بهطور منحصربهفردی برای مطالعهٔ آن مجهز هستند.
«میدان مغناطیسی در واقع ترکیبی از میدانهای ناشی از منابع جریان متعدد است»، جغرافیستفیز تری ساباکا از مرکز پروازی گودارد ناسا در سال ۲۰۲۰ گفت.
منبع اصلی این میدان بهنظر میرسد اقیانوس چرخان آهن مذاب در هستهٔ بیرونی زمین باشد که هزاران کیلومتر زیر سطح قرار دارد. حرکت این جرم جریانهای الکتریکی تولید میکند که میدان مغناطیسی زمین را میسازند، هرچند بهنظر میرسد بطور یکنواخت تولید نمیشود.
مخزنی عظیم از سنگهای متراکم به نام «ساحهٔ بزرگ سرعت برشی کم آفریقا» که در حدود ۲,۹۰۰ کیلومتر (۱,۸۰۰ مایل) زیر قارهٔ آفریقا قرار دارد، بهنظر میرسد تولید میدان را مختل کند و باعث ضعف چشمگیر آن شود؛ که این پدیده توسط کجشدگی محور مغناطیسی سیاره تقویت میشود.
«نقشهٔ مشاهدهشدهٔ ناهنجاری SAA میتواند بهعنوان پیامد تضعیف تسلط میدان دو قطبی در این منطقه تفسیر شود»، همانطور که جغرافیستفیز و ریاضیدان گودارد ناسا، ویجیا کوانگ، در سال ۲۰۲۰ گفت.
«بهطور دقیقتر، در ناحیهٔ SAA یک میدان موضعی با قطبیت معکوس بهصورت قوی رشد میکند؛ در نتیجه شدت میدان بسیار ضعیف میشود، ضعیفتر از مناطق اطراف آن».
اگرچه دانشمندان هنوز بسیاری از جنبههای ناهنجاری و پیامدهای آن را بهطور کامل درک نکردهاند، اما بینشهای جدید بهطور مستمر نور تازهای بر این پدیدهٔ عجیب میافکند.
بهعنوان مثال، مطالعهای که توسط فیزیکدان هلیوفیزیک ناسا، اشلی گریلی، در سال ۲۰۱۶ رهبری شد، نشان داد که SAA به آرامی در حال جابجایی است؛ که این یافته توسط ردیابیهای بعدی از CubeSats در پژوهشی منتشرشده در ۲۰۲۱ تأیید شد.
اما تنها در حال حرکت نیست؛ بهطور شگفتآوری، این پدیده در حال تقسیم است؛ پژوهشگران در سال ۲۰۲۰ کشف کردند که SAA بهنظر میرسید به دو سلول متمایز تقسیم میشود، که هر کدام نمایانگر یک مرکز منفصل از شدت مغناطیسی کم درون ناهنجاری بزرگتر هستند.
هنوز مشخص نیست این تقسیم چه معنایی برای آیندهٔ SAA دارد، اما شواهدی وجود دارد که نشان میدهد این ناهنجاری جدید نیست.
مطالعهای که در ژوئیهٔ ۲۰۲۰ منتشر شد، نشان داد که این پدیده یک رویداد نادر اخیر نیست، بلکه یک پدیدهٔ مغناطیسی دورهای است که از حدود ۱۱ میلیون سال پیش بر زمین تأثیر داشته است.
اگر چنین باشد، میتواند نشان دهد که ناهنجاری اقیانوس اطلس جنوبی عامل یا پیشساز وارونگی کل میدان مغناطیسی سیاره نیست؛ امری که در واقع هرصدها هزار سال یکبار رخ میدهد.
مرتبط: صدای وارونگی میدان مغناطیسی زمین، حسی وحشتانگیز دارد
پژوهشی که در سال ۲۰۲۴ منتشر شد، نشان داد که SAA همچنین بر شفقهای قابل مشاهده روی زمین تأثیر میگذارد.
و همین ماه گذشته، مأموریت Swarm سازمان ESA – سه ماهوارهٔ همزمان برای نقشهبرداری از میدان ژئومغناطیسی – پیچیدگیهای جدیدی را آشکار کرد.
«این تغییرات بهطور متفاوتی به سمت آفریقا نسبت به نزدیک به آمریکای جنوبی در حال رخ دادن است»، جغرافیستفیز کریس فینلی از دانشگاه فنی دانمارک میگوید. «چیزی ویژه در این منطقه اتفاق میافتد که میدان را بهطرز شدیدی ضعیف میکند.»
بهوضوح، سؤالهای بزرگی باقی ماندهاند، اما با توجه به این پدیدهٔ عظیم مغناطیسی، خوش میشود که سازمان فضایی قدرتمند جهان با دقت بر آن نظارت میکند.
«اگرچه SAA بهدستاندرنگ حرکت میکند، اما تغییرات ساختاریی در حال تجربه است؛ بنابراین مهم است که با ادامه مأموریتها بهدقت بر آن نظارت داشته باشیم»، ساباکا گفت.
«زیرا این همان موردی است که به ما امکان میدهد مدلها و پیشبینیهای دقیقی بسازیم.»
نسخهٔ اولیهٔ این مقاله در آگوست ۲۰۲۰ منتشر شد.