حدود ۴۱ هزار سال پیش، میدان مغناطیسی زمین به‌طور چشمگیری وارونه شد؛ رویدادی عظیم که دانشمندان آن را یکی از تکان‌دهنده‌ترین دگرگونی‌های سیاره ما می‌دانند. اکنون، به لطف تفسیری هوشمندانه از داده‌های گردآوری‌شده توسط مأموریت ماهواره‌ای Swarm متعلق به آژانس فضایی اروپا (ESA)، می‌توان در واقع «صدای» این آشوب کیهانی را شنید.
بازسازی یک رویداد باستانی از دل داده‌ها
ژئوفیزیک‌دانان با ترکیب داده‌های ماهواره‌ای و شواهد حرکت خطوط میدان مغناطیسی در سطح زمین، موفق شدند نقشه‌ای از رخداد لاشامپ (Laschamps event) تهیه کنند. سپس آن را به زبانی شنیداری بازنمایی کردند؛ آن‌ها از صداهای طبیعی مانند ترکیدن چوب یا برخورد صخره‌ها استفاده کردند تا این جابه‌جایی عظیم را برای گوش انسان ملموس سازند.
نتیجه، که در سال ۲۰۲۴ توسط دانشگاه فنی دانمارک و مرکز تحقیقات ژئوفیزیک آلمان معرفی شد، قطعه‌ای صوتی هولناک و فرازمینی بود؛ چیزی کاملاً متفاوت از هر چیزی که پیش‌تر شنیده‌ایم.
میدان مغناطیسی؛ سپر نامرئی زمین
میدان مغناطیسی زمین از دل هسته‌ی سیاره سرچشمه می‌گیرد. درون هسته، فلزات مذابی چون آهن و نیکل در حال چرخش‌اند. همین حرکت‌های پیچیده، جریان‌های الکتریکی پدید می‌آورند که میدان مغناطیسی عظیم زمین را شکل می‌دهند.
این میدان تا ده‌ها و حتی صدها هزار کیلومتر در فضا گسترش می‌یابد. کارکرد اصلی‌اش هم حیاتی است: دفع ذرات پرانرژی خورشیدی که می‌توانند جو زمین را بزدایند و شرایط زندگی را نابود کنند. در واقع، اگر این سپر نامرئی وجود نداشت، سیاره ما سرنوشتی مشابه مریخ پیدا می‌کرد.
قطب‌های سرگردان
میدان مغناطیسی زمین ایستا نیست. با تغییر جریان فلزات مذاب در هسته، شکل و قدرت میدان هم دگرگون می‌شود. به همین دلیل است که قطب شمال و جنوب مغناطیسی همیشه در حال حرکت‌اند. در سال‌های اخیر، قطب شمال مغناطیسی به‌طور رسمی جایگاه خود را تغییر داده و از کانادا به سمت سیبری جابه‌جا شده است.
در حالت عادی، خطوط میدان مغناطیسی حلقه‌هایی بسته تشکیل می‌دهند: در بیرون از سطح زمین از جنوب به شمال می‌روند و در اعماق سیاره از شمال به جنوب بازمی‌گردند. اما گاه‌به‌گاه، به‌طور کاملاً تصادفی، این میدان وارونه می‌شود. اگر چنین رویدادی امروز رخ دهد، عقربه‌ی قطب‌نماهای ما به جای شمال به سمت قطب جنوب اشاره خواهد کرد.
رخداد لاشامپ؛ فاجعه‌ای کیهانی
آخرین بار که چنین رویداد سهمگینی اتفاق افتاد، حدود ۴۱ هزار سال پیش بود. شواهد آن در جریان‌های گدازه‌ای لاشامپ در فرانسه باقی مانده است. در آن زمان، قدرت میدان مغناطیسی زمین به تنها ۵ درصد قدرت کنونی‌اش کاهش یافت. این ضعف سبب شد که سیلی از پرتوهای کیهانی به جو زمین نفوذ کنند.
یخ‌های قطبی و رسوبات دریایی امروزه حامل امضاهای ایزوتوپی این هجوم هستند. پژوهشی که سال گذشته منتشر شد نشان می‌دهد که میزان ایزوتوپ بریلیوم-۱۰ در آن دوره دو برابر حد معمول بوده است. این اتم‌های دگرگون‌شده زمانی تشکیل می‌شوند که پرتوهای کیهانی با جو زمین واکنش دهند، هوا را یونیزه کنند و لایه اوزون را بسوزانند.
پیامدهای این فرایند می‌توانسته گسترده باشد: تغییرات اقلیمی جهانی، احتمال انقراض جانوران غول‌پیکر استرالیا، و حتی تغییر در الگوهای سکونت انسان‌های باستانی در غارها.
اهمیت درک این رویدادها
سانیا پانوسکا، ژئوفیزیک‌دان مرکز تحقیقات ژئوفیزیک آلمان، در توضیح اهمیت این مطالعات گفته است:
«شناخت این رویدادهای افراطی برای پیش‌بینی وقوع آن‌ها در آینده، درک شرایط اقلیمی فضا، و ارزیابی اثرات بر محیط زیست و سامانه زمین ضروری است.»
رخداد لاشامپ در حدود ۲۵۰ سال طول کشید تا کامل رخ دهد و میدان مغناطیسی در وضعیت غیرعادی خود نزدیک به ۴۴۰ سال باقی ماند. در این دوره، میدان مغناطیسی زمین در بهترین حالت به حدود ۲۵ درصد قدرت امروزی خود رسید، در حالی که قطب شمال به سمت جنوب رانده می‌شد.
آیا امروز هم وارونگی در راه است؟
ضعف‌های اخیر در میدان مغناطیسی، به‌ویژه در ناحیه‌ی اقیانوس اطلس جنوبی، نگرانی‌هایی درباره احتمال وقوع وارونگی جدید برانگیخته است. هرچند پژوهش‌های تازه نشان می‌دهد که این ناهنجاری‌ها الزاماً به معنای وارونگی کامل نیستند.
با این حال، «ناهنجاری اطلس جنوبی» اکنون ماهواره‌هایی را که از آن منطقه عبور می‌کنند در معرض سطوح بالاتری از تابش قرار داده است. این نشان می‌دهد که حتی تغییرات کوچک در میدان نیز می‌تواند پیامدهای فناورانه و زیست‌محیطی داشته باشد.
ماهواره‌های Swarm؛ چشم‌های مغناطیسی زمین
از سال ۲۰۱۳ تاکنون، منظومه ماهواره‌ای Swarm متعلق به آژانس فضایی اروپا در حال رصد میدان مغناطیسی زمین است. این ماهواره‌ها سیگنال‌های مغناطیسی را از بخش‌های مختلف سیاره ــ از هسته و گوشته گرفته تا پوسته، اقیانوس‌ها، یون‌سپهر و مگنتوسفر ــ اندازه‌گیری می‌کنند.
هدف این مأموریت دوگانه است:
- شناخت دقیق‌تر میدان مغناطیسی زمین و تغییرات آن.
- پیش‌بینی نوسانات آینده که می‌توانند هم بر زندگی انسان‌ها و هم بر فناوری‌های مدرن مانند ماهواره‌ها اثر بگذارند.
شنیدن تاریخ کیهان
ترکیب داده‌های این ماهواره‌ها با شواهد زمین‌شناسی، امکان تجربه‌ای منحصر به‌فرد را فراهم کرده است: شنیدن صدای وارونگی میدان مغناطیسی زمین. این صدا، شبیه موسیقی نیست، بلکه غرش و ناله‌ای هولناک است که به ما یادآوری می‌کند سیاره‌مان موجودی زنده و پویاست؛ با هسته‌ای که همچنان در حال جوش‌وخروش است و می‌تواند در هر لحظه دگرگونی‌های عظیمی پدید آورد.
شنیدن این صدا، پلی است میان گذشته‌ی دور و آینده‌ی احتمالی؛ میان تاریخ ۴۱ هزار سال پیش و فردایی که شاید ما یا آیندگانمان دوباره شاهد وارونگی دیگری باشیم.
جمع‌بندی
میدان مغناطیسی زمین سپری حیاتی برای حیات است. وارونگی آن پدیده‌ای نادر اما پرپیامد است که آخرین بار ۴۱ هزار سال پیش رخ داد. اکنون، به لطف داده‌های دقیق ماهواره‌ای و خلاقیت دانشمندان، می‌توانیم نه‌تنها آن را مطالعه کنیم بلکه صدایش را هم بشنویم.
این تجربه‌ی شنیداری به ما یادآور می‌شود که زمین، با تمام آرامشش در سطح، در ژرفای وجود خود همیشه در حال تغییر است؛ و آینده‌ای که پیش‌رو داریم، به همان اندازه که شگفت‌انگیز است، می‌تواند هراس‌انگیز هم باشد.
