الشمال المغناطيسي يتحول بسرعة. ماذا سيحدث للأضواء الشمالية؟

الأنوار الشمالية فوق بحيرة Lappajärvi في فنلندا. الصورة عبر Santeri Viinamäki.

بقلم ناثان كيس ، جامعة لانكستر

مثل معظم الكواكب في نظامنا الشمسي ، للأرض مجالها المغناطيسي الخاص. وبفضل قلبه المصهور إلى حد كبير من الحديد ، فإن كوكبنا في الواقع يشبه إلى حد ما شريط المغناطيس. له قطب مغناطيسي شمال وجنوب ، منفصل عن القطبين الجغرافيين ، مع مجال يربط بينهما. يحمي هذا الحقل كوكبنا من الإشعاع وهو مسؤول عن إنشاء الأضواء الشمالية والجنوبية - أحداث مذهلة لا يمكن رؤيتها إلا بالقرب من الأقطاب المغناطيسية.

ومع ذلك ، مع التقارير التي تفيد بأن القطب الشمالي المغناطيسي بدأ يتحرك بسرعة بسرعة 50 كيلومترًا (31 ميلًا) سنويًا - وربما يكون قريبًا من سيبيريا - فمن غير الواضح منذ فترة طويلة ما إذا كانت الأضواء الشمالية ستتحرك أيضًا. الآن دراسة جديدة ، نشرت في الجيوفيزيائية لبحوث الحروف ، قد حان مع الجواب.

يتمتع مجالنا المغناطيسي الكوكبي بالعديد من المزايا. لأكثر من 2000 سنة ، تمكن المسافرون من استخدامه للتنقل في جميع أنحاء العالم. يبدو أن بعض الحيوانات قادرة على إيجاد طريقها بفضل المجال المغناطيسي. ولكن الأهم من ذلك أن مجالنا المغنطيسي الأرضي يساعد في حماية كل أشكال الحياة على الأرض.

يمتد الحقل المغنطيسي للأرض إلى مئات الآلاف من الكيلومترات من مركز كوكبنا - ويمتد مباشرة إلى الفضاء بين الكواكب ، ويشكل ما يسميه العلماء "الغلاف المغناطيسي". يساعد هذا الغلاف المغناطيسي على تشتيت الإشعاع الشمسي والأشعة الكونية ، ومنع تدمير الغلاف الجوي. هذه الفقاعة المغناطيسية الواقية ليست مثالية ، ويمكن أن تنتقل بعض المواد والطاقة الشمسية إلى الغلاف المغناطيسي لدينا. نظرًا لأنه يتم تحويله إلى القطبين بواسطة الحقل ، فإنه ينتج عنه عرض مذهل للأضواء الشمالية.

القطب المتجول

نظرًا لأن المجال المغناطيسي للأرض يتم إنشاؤه بواسطة قلبه المتحرك المصهور ، فإن أقطابه ليست ثابتة وتتجول بشكل مستقل عن بعضها البعض. في الواقع ، منذ أول اكتشاف رسمي في عام 1831 ، سافر القطب المغناطيسي الشمالي أكثر من 1،240 ميل (2000 كم) من شبه جزيرة بوثيا في أقصى الشمال من كندا إلى ارتفاع في بحر القطب الشمالي. لطالما كان هذا التجوّل بطيئًا جدًا ، حوالي 9 كم (6 ميل) سنويًا ، مما يسمح للعلماء بتتبع موقعه بسهولة. ولكن منذ مطلع القرن العشرين ، زادت هذه السرعة إلى 30 ميلًا (50 كم) سنويًا. يتحرك القطب المغناطيسي الجنوبي أيضًا ، وإن كان بمعدل أبطأ بكثير (6-9 أميال ، أو 10-15 كم سنويًا).

تسبب هذا التجول السريع للقطب المغناطيسي الشمالي في حدوث بعض المشكلات للعلماء والملاحين على حد سواء. أصبحت نماذج الكمبيوتر التي قد يكون فيها القطب المغناطيسي الشمالي في المستقبل قديمة بشكل خطير ، مما يجعل التنقل الدقيق القائم على البوصلة صعباً. على الرغم من أن نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) يعمل ، إلا أنه في بعض الأحيان لا يمكن الاعتماد عليه في المناطق القطبية. في الواقع ، يتحرك القطب بسرعة كبيرة حتى أن العلماء المسؤولين عن رسم خرائط المجال المغناطيسي للأرض أجبروا مؤخرًا على تحديث نموذجهم في وقت أبكر مما كان متوقعًا.

هل ستتحرك الشفق؟

تتشكل الشفق بشكل عام في شكل بيضاوي حول الأقطاب المغناطيسية ، وبالتالي إذا تحركت هذه الأعمدة ، فمن المنطقي أن تكون الشفق أيضًا. مع وجود توقعات تشير إلى أن القطب الشمالي سوف يقترب قريبًا من شمال سيبيريا ، فما تأثير ذلك على الشفق؟

الأضواء الشمالية مرئية حاليًا في معظمها من شمال أوروبا وكندا وشمال الولايات المتحدة. إذا ، مع ذلك ، فقد تحولت شمالًا عبر القطب الجغرافي ، بعد القطب المغناطيسي الشمالي ، ثم يمكن أن يتغير ذلك. بدلاً من ذلك ، ستصبح الأضواء الشمالية أكثر وضوحًا من سيبيريا وشمال روسيا وأقل وضوحًا من الحدود الأمريكية الكندية المكتظة بالسكان.

لحسن الحظ ، بالنسبة لأولئك الصيادين الشفق في نصف الكرة الشمالي ، يبدو كما لو أن هذا قد لا يكون في الواقع. قدمت دراسة حديثة نموذجًا للحاسوب في الشفق القطبي والأرض المغناطيسية للأرض استنادًا إلى بيانات يرجع تاريخها إلى عام 1965. وقد أظهرت الشفق أنه بدلاً من اتباع الأقطاب المغناطيسية ، تتبع الشفق القطبي المغنطيسي المغناطيسي بدلاً من ذلك. . لا يوجد سوى اختلاف بسيط بين هذين النوعين من الأعمدة - لكنه فرق مهم.

الأقطاب المغناطيسية مقابل الأقطاب المغناطيسية الأرضية. الصورة عبر ويكيبيديا.

الأقطاب المغناطيسية هي النقاط الموجودة على سطح الأرض حيث تشير إبرة البوصلة إلى أسفل أو لأعلى ، رأسياً. إنهم لا يرتبطون بالضرورة ورسم خط بين هذه النقاط ، عبر الأرض ، لن يعبر بالضرورة عن مركزه. لذلك ، ولصنع نماذج أفضل بمرور الوقت ، يفترض العلماء أن الأرض تشبه مغناطيس العارضة في مركزها ، مما يخلق أقطابًا متقابلة تمامًا مع بعضها البعض "ضد الأضداد". هذا يعني أنه إذا وضعنا خطًا بين هذه النقاط ، فسوف يعبر الخط مباشرةً عبر مركز الأرض. عند النقاط التي يعبر فيها هذا الخط سطح الأرض ، لدينا أقطاب مغنطيسية أرضية.

مواقع القطب المغناطيسي الشمالي (الأحمر) والقطب المغناطيسي الأرضي (الأزرق) بين عامي 1900 و 2020. الصورة عبر المسح الجيولوجي البريطاني.

الأقطاب المغنطيسية الأرضية هي نوع من الأعمدة التي يمكن الاعتماد عليها ومتوسط ​​متوسط ​​من الأقطاب المغناطيسية ، والتي تتحرك بشكل خاطئ في كل وقت. بسبب ذلك ، اتضح أنهم لا يتحركون في أي مكان بالقرب من القطب الشمالي المغناطيسي. ونظرًا لأن الشفق القطبي يبدو أنه يتبع النسخة الأكثر متوسطًا للحقل المغناطيسي ، فهذا يعني أن الأضواء الشمالية لا تتحرك بهذه السرعة أيضًا. يبدو كما لو أن الشفق القطبي يقيم مكانه - على الأقل في الوقت الحالي.

نحن نعلم بالفعل أن القطب المغناطيسي يتحرك. تجول القطبان منذ أن وجدت الأرض. في الواقع ، تنقلب الأعمدة حتى يصبح الشمال جنوبًا ويصبح الجنوب شمالًا. حدثت هذه الانتكاسات المغناطيسية عبر التاريخ ، كل 450،000 سنة أو نحو ذلك في المتوسط. حدث الانعكاس الأخير قبل 780،000 عامًا ، مما يعني أننا قد نرجع إلى الانعكاس قريبًا.

لذا كن مطمئنًا أن القطب المتجول ، حتى السريع ، لا ينبغي أن يسبب الكثير من المشاكل - باستثناء أولئك العلماء الذين تتمثل مهمتهم في وضع نموذج له.

ناثان كيس ، باحث أول مشارك في فيزياء الفضاء والكواكب ، جامعة لانكستر

تم إعادة نشر هذه المقالة من The Conversation بموجب ترخيص المشاع الإبداعي. قراءة المقال الأصلي.

خلاصة القول: تشير الدراسات إلى أن الأضواء الشمالية يمكن أن تتحرك بينما يتجه القطب الشمالي المغناطيسي للأرض نحو سيبيريا.