نقطة ضعف غامضة في المجال المغناطيسي للأرض اتسعت لنصف حجم أوروبا تقريبًا

تُظهر قياسات الأقمار الصناعية طويلة المدى أن المجال المغناطيسي للأرض يتغير بشكل أسرع وأكثر تفاوتًا من المتوقع، مدفوعًا بعمليات ديناميكية عميقة داخل قلب الكوكب.

بالاعتماد على 11 عامًا من بيانات المجال المغناطيسي التي تم جمعها بواسطة وكالة الفضاء الأوروبيةفي كوكبة الأقمار الصناعية Swarm، وجد الباحثون أن منطقة ضعيفة في المجال المغناطيسي للأرض فوق جنوب المحيط الأطلسي، تسمى شذوذ جنوب الأطلسي، نمت بمساحة تقارب نصف حجم أوروبا القارية منذ عام 2014.

يلعب المجال المغناطيسي للأرض دورًا حاسمًا في استمرارية الحياة. هذه القوة المتغيرة باستمرار تحمي الكوكب من الإشعاع الكوني الضار وتدفقات الجسيمات المشحونة المنبعثة من الشمس.

يتم توليد هذا الحقل في أعماق الأرض بواسطة طبقة واسعة من الحديد المنصهر المتحرك في اللب الخارجي، الموجود على عمق حوالي 3000 كيلومتر تحت السطح. أثناء دوران هذا المعدن السائل، فإنه ينتج تيارات كهربائية تؤدي إلى ظهور المجال الكهرومغناطيسي للأرض، على الرغم من أن العمليات الأساسية أكثر تعقيدًا بكثير مما تشير إليه القياسات البسيطة.

Swarm هي مهمة Earth Explorer تم تطويرها في إطار برنامج مراقبة الأرض FutureEO التابع لوكالة الفضاء الأوروبية. وهو يتألف من ثلاثة أقمار صناعية متطابقة تقوم بإجراء قياسات دقيقة للغاية للإشارات المغناطيسية الصادرة من قلب الأرض، ووشاحها، وقشرتها، والمحيطات، وكذلك من الغلاف الأيوني والغلاف المغناطيسي.

تسمح هذه الملاحظات التفصيلية للعلماء بفصل المصادر المختلفة للمغناطيسية بشكل أفضل وفهم سبب ضعف المجال المغناطيسي في بعض المناطق بينما يصبح أقوى في مناطق أخرى.

تم التعرف على شذوذ جنوب الأطلسي لأول مرة في القرن التاسع عشر، جنوب شرق أمريكا الجنوبية، كمنطقة يكون فيها المجال المغناطيسي للأرض ضعيفًا على نحو غير عادي.

اليوم، هذا الشذوذ مهم بشكل خاص لسلامة الفضاء. وتتعرض الأقمار الصناعية التي تمر عبر هذه المنطقة لمستويات متزايدة من الإشعاع، مما قد يتسبب في حدوث أعطال، أو إتلاف المكونات الحساسة، أو حتى يؤدي إلى انقطاع التيار الكهربائي مؤقتًا.

وبحسب النتائج المنشورة في فيزياء الأرض والكواكب الداخليةتظهر البيانات الواردة من مهمة Swarm أن شذوذ جنوب المحيط الأطلسي توسع بشكل مطرد بين عامي 2014 و 2025. وتكشف الدراسة أيضًا أنه منذ عام 2020، ضعف المجال المغناطيسي بسرعة أكبر في منطقة المحيط الأطلسي جنوب غرب إفريقيا.

يقول المؤلف الرئيسي كريس فينلي، أستاذ المغناطيسية الأرضية في الجامعة التقنية في الدنمارك: “إن شذوذ جنوب المحيط الأطلسي ليس مجرد كتلة واحدة”. “إنها تتغير بشكل مختلف تجاه أفريقيا عما هي عليه بالقرب من أمريكا الجنوبية. هناك شيء خاص يحدث في هذه المنطقة يتسبب في إضعاف هذا المجال بطريقة أكثر كثافة.”

ويرتبط هذا السلوك بأنماط غريبة في المجال المغناطيسي عند الحدود بين النواة الخارجية السائلة للأرض ووشاحها الصخري، والمعروفة باسم بقع التدفق العكسي.

يوضح البروفيسور فينلي: “في العادة، نتوقع رؤية خطوط المجال المغناطيسي تخرج من النواة في نصف الكرة الجنوبي. ولكن تحت شذوذ جنوب المحيط الأطلسي، نرى مناطق غير متوقعة حيث يعود المجال المغناطيسي، بدلاً من الخروج من القلب، إلى القلب. وبفضل بيانات Swarm، يمكننا أن نرى إحدى هذه المناطق تتحرك غربًا فوق إفريقيا، مما يساهم في إضعاف شذوذ جنوب الأطلسي في هذه المنطقة”.

سرب حطم الرقم القياسي لمدة 11 عامًا

يمثل أحدث نموذج للمجال المغناطيسي المتولد من قلب الأرض علامة فارقة جديدة لأقمار Swarm التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية، والتي قدمت الآن أطول سجل مستمر لقياسات المجال المغناطيسي من الفضاء.

تم إطلاق الأقمار الصناعية في 22 نوفمبر 2013 كمهمة Earth Explorer الرابعة، الأقمار الصناعية الرائدة والتي تشكل مكونًا رئيسيًا لبرنامج FutureEO التطلعي التابع لوكالة الفضاء الأوروبية.

تم تصميم هذه المهام كنماذج توضيحية لتقنيات مراقبة الأرض المبتكرة، وقد تجاوزت فترة تصميمها الأصلية لفترة طويلة، وأصبحت جزءًا لا يتجزأ من السجلات طويلة المدى، وقدمت بيانات للخدمات التشغيلية الحيوية، ومهدت الطريق للأجيال القادمة من الأقمار الصناعية.

تدعم بيانات السرب النماذج المغناطيسية العالمية المستخدمة في الملاحة، ومراقبة مخاطر الطقس الفضائي، وتسمح برؤى غير مسبوقة لنظام الأرض لدينا من قلبه إلى الأطراف الخارجية للغلاف الجوي للأرض.

يقوى المجال المغناطيسي للأرض فوق سيبيريا

تسلط أحدث نتائج Swarm الضوء على الطبيعة الديناميكية لمغناطيسية الأرض. على سبيل المثال، في نصف الكرة الجنوبي هناك نقطة واحدة حيث المجال المغناطيسي قوي بشكل خاص، وفي نصف الكرة الشمالي هناك نقطتان – واحدة حول كندا والأخرى حول سيبيريا.

قال البروفيسور فينلي: “عندما تحاول فهم المجال المغناطيسي للأرض، من المهم أن تتذكر أنه ليس مجرد ثنائي قطب بسيط، مثل القضيب المغناطيسي. فقط من خلال وجود أقمار صناعية مثل Swarm، يمكننا رسم خريطة كاملة لهذا الهيكل ورؤيته يتغير”.

ومع ذلك، منذ أن كان سوارم في المدار، اشتد المجال المغناطيسي فوق سيبيريا بينما ضعف فوق كندا. وتقلصت منطقة الحقل الكندي القوية بنسبة 0.65% من مساحة سطح الأرض، وهي مساحة تعادل مساحة الهند تقريباً، بينما نمت منطقة سيبيريا بنسبة 0.42% من مساحة سطح الأرض، وهو ما يعادل مساحة جرينلاند.

ويرتبط هذا التحول، الناجم عن العمليات المعقدة التي تحدث في قلب الأرض المضطرب، بـ القطب المغناطيسي الشمالي يتحرك نحو سيبيريا في السنوات الأخيرة. وهذا التحول مهم للملاحة التي تتأثر بالرقص بين هاتين المنطقتين ذات المجالات المغناطيسية القوية.

قالت أنجا ستروم، مديرة مهمة Swarm في وكالة الفضاء الأوروبية: “إنه لأمر رائع حقًا أن نرى الصورة الكبيرة لأرضنا الديناميكية بفضل السلسلة الزمنية الممتدة لـ Swarm. جميع الأقمار الصناعية سليمة وتوفر بيانات ممتازة، لذلك نأمل أن نتمكن من تمديد هذا السجل إلى ما بعد عام 2030، عندما سيسمح الحد الأدنى للطاقة الشمسية بالمزيد من الأفكار غير المسبوقة حول كوكبنا.”

المرجع: “التغيرات الميدانية الأساسية منذ أحد عشر عامًا من عمليات رصد الأقمار الصناعية Swarm” بقلم CC Finlay وC. Kloss وN. Gillet، 18 سبتمبر 2025، فيزياء الأرض والكواكب الداخلية.
دوى: 10.1016/j.pepi.2025.107447

تم دعم هذا العمل من قبل وكالة الفضاء الأوروبية في إطار برنامج EO Science for Society، من خلال العقد 4000127193/19/NL/IA (Swarm +4D Deep Earth: Core).

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