تبلیغات
دنیای فیزیك از دریچه پارس فیزیک

چرا میدان مغناطیسی زمین عوض می شود؟






میدان مغناطیسی یا آهنربایی كره زمین در حال ضعیف شدن است. اگر این كاهش در شدت میدان با همین اهنگ به پیش رود ظرف 1200 سال آینده قطب نماهای سراسر دنیا از كار خواهند افتاد تا مدتی به طرف همه جا ولی در واقع هیچ جا منحرف خواهند شد. سپس به آهستگی پس از گذشت دهها یا صدها سال بار دیگر همراستا خواهند شد اما این بار به سمت جنوب.


نتیجه این می شود كه میدان مغناطیسی زمین وارونه خواهد شد این اتفاق پسشتر نیز بارها روی داده است. زمین شناسان در سنگ های مغناطیسی چندین میلیون ساله قراینی یافته اند كه این را تایید می كند. روشن است كه این پدیده بیانگر مطلب بسیار مهمی درباره هسته درونی زمین است.اما پرسش اینجاست كه این مطلب مهم چیست؟ هسته زمین از آهن و نیكل تشكیل شده كه بخش عمده ای از انها به حالت گداخته وجود دارد این مایع فلزی پیوسته در جنبش است و این جنبش به نحوی جریانهای الكتریكی به وجود می اورند كه میدان مغناطیسی زمین را ایجاد می كنند. جزئیات این فعالیت فلزی گداخته و تغییراتی كه در میدان مغناطیسی زمین بوجود می اورد هنوز روشن نشده است برخی از سرنخ هایی كه درباره رویدادهای درون زمین در اختیار داریم از بررسی ساختار بیرونی این میدان بسیار گسترده بدست آمده اند این میدان زمین را در محاصره خود دارد و تا صدها هزار كیلومتر در فضا ادامه دارد. میدان مغناطیسی را می توان به صورت مجموعه ای از خط های فرضی تصور كرد كه در فضا از قطب جنوب در جنوبگان تا قطب شمال در كانادا قوس می زند و سپس در درون هسته زمین ادامه می یابد تا بار دیگر از قطب جنوب سر در آورد. میدان مغناطیسی زمین همواره نابسامان است. قطب های مغناطیسی زمین 11 درجه با قطب های جغرافیایی زمین فاصله دارند در این میدان پیچش ها و خمیدگی هایی وجود دارد كه در آن نواحی ممكن است جهت عقربه قطب نما حتی تا 20 درجه از شمال حقیقی فاصله داشته باشد. دریانوردان این نواحی را از قرن یازدهم هجری تا كنون نقشه برداری كرده اندتا مبادا قطب نماهایشان آنان را از مسیر واقعی منحرف كند. از روی نوشته های آنان در میابیم كه شدت میدان مغناطیسی زمین افت و خیز بسیار زیادی دارد.و سالانه در حدود 20 كیلومتر به طرف غرب جابجا می شود در نظر دانشمندان امروزی این بدان معناست كه مایع گداخته هسته زمین با سرعتی در حدود نیم میلیمتر در ثانیه در حركت است. یعنی در روز تقریبا مسافتی برابر نصف طول زمین فوتبال را می پیماید. زمین فیزیكدانان در مقیاس گسترده تر با بررسی مغناطیس هایی كه در گدازه های منجمد باستانی محبوس شده اند ردپای میدان مغناطیسی زمین را 30 تا 50 میلیون سال گذشته دنیبال كرده اند همچنانكه سنگ ها گداخته می شوند اتم های آهن موجود در آنها تمایل می یابند با راستای میدان مغناطیسی ان دوره همراستا شوند. این مدارك نشان می دهد كه در گذشته میدان مغناطیسی زمین در فاصله های زمانی نامعین از 30 هزار سال گذشته تا 1 میلیون سال وارونه شده است. میدان از این رو به آن رو می شود. یعنی در مدت نزدیك به 100 هزار سال ضعیف می شود و سپس در جهت دیگر افزایش می یابد.

بسیاری از زمین شناسان كه درباره علت وارون شدن ها بررسی می كنند اكنون معنقدند كه میدان مغناطیسی ضعیفی كه بر سطح زمین می سنجیم ( آن قدر ضعیف كه آهنربای نعلی شكل اسباب بازی هم 100 برابر از آن نیرومند است) تنها مشتی از خروار است. بخش عمده از فعالیت مغناطیسی زمین در هسته آهنی و نیكلی آن صورت می گیرد برابر مقبول ترین توضیحی كه برای این مساله ارائه شده و به نظریه دینامو معروف است بخشی از میدان كه در هسته زمین امتداد دارد در مایع باردار و گداخته آن محبوس شده و با چرخش زمین كشیده می شود. درنتیجه به طور مستقیم از هسته نمی گذرد بلكه بارها دور هسته پیچیده می شود تا مانند دسته ای از كش های محكم تشكیل خطوط شار نیرومندی را بدهد. بنابر این نظریه جریان همرفتی فلز گداخته كه از اعماق هسته بالا می آید حلقه های كوچكی از این ماده مغناطیسی دور هم پیچیده را به سطح می راند كه از اینجا به فضا امتداد می یابند و تشكیل میدان آشنایی را می دهد كه می سنجیم. سپس یك بار دیگر به درون هسته شیرجه می روند و سخت دور هسته پیچیده می شوند بدین ترتیب میدان خود را نگه می دارند. در این فرضیه درباره اینكه چه چیزی ممكن است باعث وارونه شدن میدان شود چنین استدلال می شود كه طبیعت غیر قابل پیش بینی جریان همرفتی كه نقش دارد. اگر در یك نقطه چند حلقه بیشتر از نقطه دیگر جمع شود ذره های میدان كه به سطح می رانند در جهت مخالف حلقه می زنند. احتمال دیگر آن است كه این وارونه شدن ها به هیچ وجه كاتوره ای و تصادفی نیست. و اگر اطلاعات كافی داشتیم می توانستیم آن ها را پیش گویی كنیم و شاید بر همكنش های الكترومغناطیسی مایع جوشان درون زمین چندان پیچیده اند كه وارونگی تصادفی به نظر می رسد اگر چنین باشد شاید روزی دانشمندان بتوانند به ما بگویند كه وارونگی بعدی چه هنگام رخ می دهد اما اكنون تنها كاری كه می توانیم بكنیم این است كه قطب نماهایمان را تماشا كنیم و حدس بزنیم در دل گداخته زمین چه می گذرد.

به نقل از  هوپا

انجمن فیزیك پیام نور خرم آباد                                                                  parsphysics@yahoo.com





ادامه مطلب...