جابجایی قطب های زمین

جابجایی قطب های زمین، فاجعه، نابودی صنعت جهانی، انقراض بشر، اختلال در مگنتوسفر و سپر مغناطیسی زمین، نابودی زمین، تغییرات آب و هوایی و….
شاید الان نه ولی تا ۵ سال آینده این کلمات برای شما کاملاً عادی باشند و البته ترسناک!
در ادامه با ما باشید تا متوجه معنی ۵ سال آینده این کلمات بشویم!

نویسنده مقاله: شنتیا ادیبی

موضاعات اصلی که بررسی خواهیم کرد.

– جابجایی قطب های ژئومغناطیسی زمین به چه معناست؟
– بررسی عواقب جابجایی قطب های زمین بر کره زمین، ساکنان آن و….
– بررسی وجهه تاریخی این مسئله در طول حیات زمین
– شرایط فعلی قطب ها
– بررسی زمان انجام فرآیند نهایی آن
– مطالعه فواید این جابجایی
– تحقیقات انجام گرفته بر روی این مسئله
– ارائه پیشنهادهایی برای استفاده از فرصت ها و دفع ضرر های آن

مقدمه:

میدان مغناطیسی زمین و قطب های مغناطیسی و ژئومغناطیسی

زمین دارای دو هسته خارجی و داخلی است که هسته داخلی مانند یک توپ فلزی و هسته بیرونی یک مایع مذاب است که در حال چرخش به دور هسته بزرگ زمین است؛ این میدان باعث ایجاد میدان الکتریکی میشود و درنهایت این میدان الکتریکی، باعث تولید میدان مغناطیسی می‌شود.

دانشمندان این میادین را به دو دسته مغناطیسی و ژئومغناطیسی تقسیم می‌کنند که دارای یک تفاوت مهم است:

قطب های مغناطیسی نقاطی روی سطح زمین هستند که در آنها یک سوزن قطب نما به سمت پایین یا بالا و به صورت عمودی قرار می گیرد. آنها لزوماً به هم متصل نیستند و رسم یک خط بین این نقاط، از طریق زمین، لزوماً از مرکز آن عبور نمی کند. بنابراین، برای طراحی مدل‌های بهتر در طول زمان، دانشمندان فرض می‌کنند که زمین مانند یک آهن‌ربای میله‌ای در مرکز است و قطب‌هایی را درست در مقابل هم ایجاد می‌کند. این بدان معنی است که اگر ما بین این نقاط خطی بکشیم، این خط مستقیماً از مرکز زمین عبور می کند. در نقاطی که آن خط از سطح زمین می گذرد.

قطب های ژئومغناطیسی را داریم.
قطب های ژئومغناطیسی نوعی نسخه قابل اعتماد و متوسط از قطب های مغناطیسی هستند که همیشه به طور نامنظم حرکت می کنند.

شاید لازم باشد برای درک ادامه مطلب اطلاعاتی درباره باد های خورشیدی داشته باشید.

بادهای خورشیدی ذرات بار دار و الکترون هایی هستند که به صورت دسته های بزرگ به سمت زمین می‌آیند ؛ مانند فیلم زیر:

این ذرات در صورت برخورد با سطح زمین و ساکنان آن ضرر های جبران ناپذیری را وارد می‌کنند. به طور مثال:
– به خاطر حالت مغناطیسیی که دارند باعث خرابی دکل های مخابراتی، گیرنده ها و ارتباط های ماهواره‌ای با فضا می‌شوند.
– برخورد آنها با جو زمین یون هایی را می‌سازد که تعامل این یون ها با بدن انسان سبب ایجاد سرطان می‌شود و به همین علت دلیلی بر افزایش نرخ سرطان است.
– می‌توانند با ایجاد یون ها در جو باعث گرمایش زمین شوند.

کارایی های میدان مغناطیسی زمین

این میدان مانند سپر از ما در مقابل باد های خورشیدی محافظت می‌کنند. درواقع میدان ژئومغناطیسی زمین باعث به وجود آوردن یک سپر مغناطیسی به نام مگنتوسفر می‌شود که از ما در برابر این ذرات محافظت می‌کند.

– با توجه به اینکه GPS با قطب های ژئومغناطیسی زمین کار می‌کند در ناوبری مشکل ایجاد می‌شود و این مشکل برای کشتی ها و هواپیما ها به شدت پررنگ تر خواهد بود.

– حیواناتی مثل لاک‌پشت ها و برخی پرندگان که مسیر را به صورت غریزی از طریق قطب های مغناطیسی پیدا می‌کنند را دچار مشکل می‌کند.

– این میدان مغناطیسی هست که در اصل سبب ایجاد جاذبه می‌شود و در نهایت این جاذبه و قدرت مغناطیسی زمین است که ماه را حفظ می‌کند.

همه مسائل ذکر شده نشان از اهمیت بالای این میدان دارد.

جابجایی قطب های زمین به چه معناست؟

قطب های مغناطیسی توسط مایعی که در سراسر کره وجود دارد و در حال گردش است به وجود می‌آید. پس طبیعی است که میدان ژئومغناطیسی زمین همواره در همه نقاط در گردش باشد؛ این گردش باعث ضعیف و قوی شدن این میدان می‌شود.
طبق بررسی های انجام شده قطب های ژئو مغناطیسی زمین به طور میانگین هر ۳۰۰ هزار سال یک بار جابجا می‌شوند (یعنی قطب نمای شما برعکس کار خواهد کرد و برعکس چیزی که الان نشان می‌دهد را نشان خواهد داد).
پس از این اتفاق فقط دو قطب بزرگ و قوی نخواهیم دلشت بلکه قطب های زیادی در همه‌ جای کره زمین خواهیم داشت؛ یعنی به جای دو قطب قوی، قطب های زیادی در جاهای مختلف زمین با نیروی خیلی کمتر داریم؛ درواقع قطب ها پراکنده و تا حدود ۹۰ درصد ضعیف می‌شوند.

اولین بار چطور دانشمندان متوجه حرکت قطب ها شدند؟

در سال ۱۸۳۱ جیمز راس طی یک سفر طاقت فرسا موفق به کشف محل قطب شمال شد؛ بار بعد سال ۱۹۰۴ این قطب توسط رولد آمونسن، دوباره پیدا شد ولی ۵۰ کیلومتر آن طرف تر و دانشمندان متوجه شدند که قطب ها حرکت می‌کنند.

تحقیقات روی این مسئله

یکی از پیشگامان تحقیق بر روی این مسئله سازمان فضایی اروپا(esa) هست که در سال ۲۰۱۴ تحقیقی تحت عنوان swarm انجام داده است. Swarm به ایجاد یک بررسی بسیار دقیق از میدان ژئومغناطیسی زمین، مگنتوسفر و تکامل زمانی آن و همچنین میدان الکتریکی در جو (همان یون هایی که در اثر برخورد با باد های خورشیدی با جو به و جود می‌آیند) با استفاده از صورت فلکی از سه ماهواره یکسان اختصاص دارد.

اهداف این عملیات به شرح زیر می‌باشد

– Ÿبررسی حرکات هسته، فرآیندهای ژئودینامو و تعامل هسته و گوشته.
– نقشه برداری از مغناطیس لیتوسفر(سنگ کره) و Ÿ تفسیر زمین شناسی آن.
– تعیین رسانایی الکتریکی سه بعدی گوشته.
– بررسی جریان های الکتریکی در مگنتوسفر و یونوسفر.

و هدف فرعی عبارت است از:

Ÿ شناسایی گردش اقیانوس با امضای مغناطیسی آن.

همچنین پایش های دیگری توسط سازمان های دیگری به صورت مرتب انجام می شود. به طور مثال ناسا هر چند سال یک بار میزان جابجایی قطب های زمین را بررسی و به صورت منظم پایش می‌کند.

لازم به ذکر است دانشمندان مختلفی به واسطه علوم زمین شناسی اطلاعاتی را درباره گذشته مگنتوسفر و میدان ژئومغناطیسی زمین به دست آوردند که در ادامه به آنها خواهیم پرداخت.

مگنتوسفر در گذشته

با توجه به گذشته مگنتوسفر، می‌شود فهمید که این مسئله نه یک استثناء، بلکه یک قاعده کلی است و دائم در حال تکرار است. دانشمندان با استفاده از پشته های اقیانوسی اطلاعات زیادی را درباره گذشته زمین دریافتند (میدان مغناطیسی، مگنتوسفر، اتفاقات قبل، بعد و هنگام جابجایی قطب ها و…). با توجه به اینکه  میدان مغناطیسی زمین همیشه در همه نقاط در حال تغییر است. وقتی که لایه های زمین در امتداد پشته های اقیانوسی (که شامل کوه های زیر دریایی و آتشفشانی هستند) قرار می‌گیرند، با ورود آب سرد به پشته باعث خنک شدن پشته می‌شوند. چون آب سرد چگالی بیشتری نسبت به آب گرم دارد، به قسمت پایینی اقیانوس فرو می‌رود و باعث کاهش دمای توده آب در پشته می‌شود.
همچنین با توجه به تاثیر آب سرد بر مواد معدنی، آب سرد باعث می‌شود سنگ ها سریع تر یخ بزنند و تبدیل به کریستال شوند. این امر باعث می‌شود مغناطیس در آنها یخ بزند و مانند ضبط صوت، اطلاعات مغناطیسی زمین را ضبط کنند. می‌توان از این طریق، اطلاعات مختلفی از دوره های مختلف زمین شناسی کسب کرد. دانشمندان با نمونه برداری و استفاده از تکنیک های تاریخ شناسی رادیو متری به راحتی می‌توانند از راز نهفته در سینه این سنگ ها مطلع شوند.

همچنین راه های دیگری نیز برای آگاهی از احوالات گذشته مگنتوسفر وجود دارد

۱- با برداشتن هسته‌ها – یا ستون‌ها – از رسوبات از کف دریا، مانند نی بلندی که می‌تواند تا 300 متر با کمک مته گسترش یابد، می‌توانیم به گذشته نگاه کنیم و ببینیم که جابجایی قطب ها چه زمانی رخ داده‌اند.

۲- هنگامی که این اتفاق می افتد، این پرتوهای کیهانی با اتم های بیشتر و بیشتری در جو ما، به اتم هایی مانند نیتروژن و اکسیژن برخورد می کنند. این باعث تولید انواع عناصری به نام ایزوتوپ های کیهانی مانند کربن 14 و بریلیم 10 می شود (برخورد باد های خورشیدی به جو، باعث ایجاد یون هایی می‌شود که این یون ها با اتم ها و موادی مانند آب واکنش می دهند و ایزوتوپ جدیدی را به وجود می‌آورند؛ به طور مثال، با برخورد به هسته های اتم کربن ایزوتوپ کربن ایجاد می‌شود) که به سطح می افتند. با مطالعه مقادیر این موارد در هسته‌ها، می‌توان متوجه شد که جابجایی قطب ها چه زمانی به وقوع پیوسته است.

با توجه به اطلاعات به دست آمده از این روش ها دانشمندان درباره ۱۶۰ میلیون سال اخیر مگنتوسفر اطلاعاتی کسب کردند و دریافتند که در این مدت چند صد بار این اتفاق تکرار شده است. به طور میانگین هر ۲۰۰ تا ۳۰۰ هزار سال این اتفاق تکرار می‌شود. آخرین بار ۷۸۰ هزار سال پیش  جابجایی قطب های زمین رخ داد و حدود ۵۰۰ سال طول کشید تا دوباره اصلاح شود.

شرایط فعلی قطب شمال و میدان ژئومغناطیسی

قطب شمال فعلاً در حوالی گرینلند و آمریکای شمالی قرار دارد (به همین دلیل شفق های قطبی در آنجا بیشتر مشاهده می‌شوند). سرعت قطب شمال در ابتدای قرن ۲۰ ام از ۱۶ کیلومتر در سال به ۵۵ کیلومتر در سال رسیده است و مدام در حال شتاب گیری است. این اتفاق سبب ایجاد تلاطم های بیشتر شده است و آن را غیرقابل پیش بینی کرده است. این قطب از زمان کشف(۱۸۳۱) تاکنون ۱۱۰۰ کیلومتر جابجایی داشته است.
ردیابی قطب مغناطیسی شمال وظیفه نیویت (یکی از متخصصین ناسا) است. او می گوید: «ما معمولاً هر چند سال یک بار بیرون می رویم و مکان آن را بررسی می کنیم. اکنون که به سرعت در حال حرکت است، باید سفرهای بیشتری انجام دهیم.》

این قطب در نهایت تا چند سال آینده به سیبری می‌رسد.
میدان ژئومغناطیسی زمین هم در ۳۰۰۰ سال اخیر رو به زوال بوده است و از ابتدای قرن ۱۹ام، ده درصد ضعیف شده است. همچنین میدان مغناطیسی زمین به روش‌های دیگری نیز در حال تغییر است. برای مثال، سوزن‌های قطب‌نما در آفریقا حدود 1 درجه در هر دهه در حال حرکت هستند. هرچند گری گلاتزمایر، استاد دانشگاه کالیفرنیا، می‌گوید: هر چقدر هم که این تغییرات قابل توجه به نظر می‌رسند، «در مقایسه با آنچه میدان مغناطیسی زمین در گذشته انجام داده، ملایم هستند».

عواقب جابجایی قطب های زمین

این جابجایی می‌تواند بر روی موارد زیادی تاثیر بگذارد که تک به تک آنها را مورد بررسی قرار می‌دهیم.

▪︎ تاثیر بر جاذبه زمین

ابتدا از داخل سیاره شروع می‌کنیم؛ همانطور که گفتیم جاذبه زمین بخاطر میدان مغناطیسی و ژئومغناطیسی برقرار است و با از بین رفتن آن از بین می‌رود. پس ما محکوم به مرگیم؟
قطعاً نه؛ این اتفاق چون به آرامی و نه آنی، بلکه پیوسته و آهسته طی هزاران سال به وقوع می پیوندد، مشکلی برای جاذبه به وجود نمی‌آورد.

▪︎ تاثیر بر ماه

جاذبه، علت چرخش ماه به دور زمین است. با توجه به عدم تاثیر این اتفاق (همانطور که پیش تر توضیح دادیم) بر روی جاذبه زمین، تاثیری هم بر روی ماه ندارد.

▪︎ تاثیر بر ماهواره ها

این مسئله را همین الان هم می‌شود بر ماهواره ها مشاهده کرد.
در اقیانوس اطلس بین آمریکای جنوبی و آفریفا میدان مغناطیسی وسیعی از زمین وجود دارد که ⅓ قطب ها قدرت دارد و دائماً موجب خرابی الکترونیکی ماهواره ها می‌شود و هیچ توضیحی نمی‌توان برای آن قائل شد.

▪︎ تاثیر بر روی مسیر یابی حیوانات

حیواناتی مانند لاک‌پشت که با توجه به قطب های جهت یابی می‌کردند؛ مسیریابی‌شان دچار مشکل می‌شود و حدوداً ۱۸۰ درجه تغییر می‌کند.

▪︎ تاثیر بر ناوبری هوایی و دریایی

عملکرد قطب نما ها مختل می‌شود و از آنجایی که GPS به کمک الگوی مغناطیسی قطب ها مسیر را پیدا می‌کند دچار خطا در مسیر یابی می‌شود.

▪︎ باد های خورشیدی

تصورات بعضی‌ ها این است با از بین رفتن سپر مغناطیسی باد های خورشیدی به زمین می‌رسند. اینطور نیست؛ میدان ژئومغناطیسی زمین ممکن است بسیار ضعیف شود اما ازبین نمی‌رود. از آن گذشته جو زمین آن قدر غلیط هست که در برابر ذرات از ما محافظت کند.
با ضعیف شدن این سپر ممکن است ماهواره ها و ایستگاه های فضایی از پوشش این میدان خارج شوند که در این صورت با برخورد بادهای خورشیدی با این اجرام مشکلاتی برایشان به وجود می‌آید. ماهواره ها از کار می افتند و دچار نقص الکتریکی می‌شوند. همچنین ایستگاه های فضایی دچار اختلالات رادیویی می‌شوند که منجر به قطع ارتباط آنها با زمین می‌شود.

▪︎ تاثیر بر زیر ساخت ها و شبکه های برق در سراسر جهان

میدان مغناطیسی زمین تأثیر قابل توجهی بر رفتار سیستم‌های الکترونیکی و الکتریکی دارد؛ به خصوص اگر این سیستم‌ها به شکلی طراحی شده باشند که در نزدیکی مناطق قطبی زمین عمل کنند. جابجایی قطب های ژئومغناطیسی زمین می‌تواند باعث تغییراتی در میدان مغناطیسی زمین شود که می‌تواند عملکرد سیستم‌های الکترونیکی و الکتریکی را تحت تأثیر قرار دهد. همچنین، توربین‌های بادی و پنل‌های خورشیدی به منظور تولید برق از میدان مغناطیسی زمین استفاده می‌کنند؛ تغییرات در میدان مغناطیسی زمین می‌تواند باعث تغییر در جهت گیری این توربین‌ها و پنل‌ها شود و همین موضوع می‌تواند باعث کاهش عملکرد آن‌ها شود.در نهایت، تغییرات در میدان مغناطیسی زمین باعث تولید جریان‌های الکتریکی در سیم‌ها و ساختارهای فلزی موجود در نزدیکی خود می‌شود. این جریان‌های الکتریکی می‌توانند باعث دگرگونی در عملکرد سیستم‌های الکترونیکی و الکتریکی شوند و در برخی موارد حتی باعث قطعی برق در بخش‌هایی از شهر ها شوند.

▪︎ تغییرات آب و هوایی

فسیل های گیاهی و جانوری مربوط به دوره آخرین واژگونی قطب ها هیچ تغییر بزرگی را نشان نمی دهند. نمونه های رسوبات اعماق اقیانوس نشان می دهد که فعالیت یخبندان پایدار بوده است و خللی در فریند آن توسط این مسئله انجام نشده است. در واقع، سوابق زمین شناسی و فسیلیِ جابجایی های قبلی هیچ چیز قابل توجهی مانند رویدادهای آخرالزمانی یا انقراض های بزرگ را نشان نمی دهد.(برخی از فرضیه پردازان آخرالزمان این مسئله را همزمان با آخرالزمان و نابودی بشر می‌دانند.) به این نکته هم باید توجه داشت که تغییراتی قاعده‌مند مانند النینو و لانینو که به صورت روتین و الگومند در حال انجام است را نباید به این مسئله ربط داد

فواید جابجایی قطب های زمین

در ادامه به چند مورد مهم از آنها اشاره می کنیم.

▪︎ پیدا شدن معادن بسیار زیاد در سطح زمین

معادن دارای ویژگی های مغناطیسی هستند و با این اتفاق با توجه به ویژگی هایشان حتی در بعضی موارد می‌شود نوع معدن را هم تشخیص داد.

▪︎ ایجاد شفق قطبی در اکثر نقاط کره زمین

از آنجا که شفق قطبی در محل قطب ها رخ می‌دهد و فعلاً فقط در نوار های نزدیک به قطب قابلیت روئیت دارند (مانند مناطقی در کانادا، آلاسکا، روسیه و گرینلند) اما در آن زمان چون فقط دو قطب نداریم و جاهای مختلفی قطب ها را خواهیم داشت؛ شفق در همه قطب های ایجاد شده قابل مشاهده است. به طور مثال ممکن است بشود در استوا شفق قطبی دید؛ چیزی که حالا غیر ممکن است.

بررسی یک شبهه

یک سوال: مگر ما نمی‌گوییم که اگر میدان مغناطیسی زمین نباشد باد های خورشیدی سبب ایجاد تشکیل یون ها و درنهایت ابر ها می‌شوند که هم باعث بارش های سنگین در سراسر جهان و هم گرمایش جهانی می‌شود؟
پس چطور ناسا ادعا می‌کند که جابجایی قطب های زمین تاثیری بر آب و هوا ندارد؟
با کمی تامل در این سوال ممکن است ذهن شما هم درگیر شود!

و اما جواب:《همانطور که پیش تر در مقاله گفتیم ضعیف شدن قطب ها باعث نمی‌شود که آنها نتوانند از ما در برابر باد های خورشیدی محافظت کنند. بلکه با وجود ضعیف شدن می‌توانند همچنان کارشان را به عنوان سپر دفاعی انجام‌ دهند و اجازه رسیدن ذرات بار دار را به جو ندهند.》

زمان این اتفاق

با توجه به اینکه تحقیقات درباره این موضوع به تازگی در حال انجام است نمی‌توان زمان دقیقی برای این اتفاق بیان کرد و اختلاف بین دانشمندان بر سر این موضوع زیاد است.
دانشمندان زمان این اتفاق را از ۱۰۰ سال تا ۱۰۰ هزار سال آینده پیش بینی کرده‌اند. بیانات برخی دانشمندان مطالعات دیرینه مغناطیسی نشان می دهد که میدان تقریباً به اندازه ۱۰۰هزار سال گذشته قوی است و دو برابر شدت متوسط ۱ میلیون سال اخیر آن است. در حالی که برخی از دانشمندان تخمین می زنند که قدرت میدان ممکن است در حدود 1300 سال به شدت ضعیف شود. ضعیف شدن فعلی می تواند در هر زمان متوقف شود. برای جابجایی قطب ها میدان ژئو مغناطیسی باید ۹۰درصد ضعیف شود.

پیشنهادات و نتیجه گیری:

تحقیقات درباره این موضوع به تازگی به صورت ویژه در حال انجام است. بسیاری از اطلاعات ما مربوط به تحقیق Swarm است که در سال ۲۰۱۴ انجام شده است و هم اکنون با توجه به گنگ بودن زوایای مختلف این قضیه از زمان وقوع؛ اتفاقات قبل، بعد و حین این جابجایی بشر این را به عنوان یک مسئله روز و مهم برای خود قرار داده است و مراکز و سازمان های بزرگ در حال تحقیقات گسترده بر روی آن هستند.

از آنجایی که ناتوان از جلوگیری وقوع آن هستیم صرفاً می‌توانیم به فکر کاهش ضرر های آن و افزایش سوددهی از آن هستیم.

اگر از الان به فکر نباشیم، پس از این اتفاق احتمالاً هرج و مرجی به پا خواهد شد که منجر به انقراض نوع بشر بشود.
صنعت امروز وابستگی شدیدی به برق دارد اگر برق نباشد خیلی از صنایع از جمله: صنایع نظامی، غذایی، دارویی، پتروشیمی، گردشگری و… نابود می‌شوند و با نابودی این صنایع بزرگ طولی نمی‌کشد که اقتصاد جهانی هم به خوابی عمیق و طولانی مدت فرو برود.
همچنین با خرابی ماهواره ها و شبکه های برق، نسل بشر احتمالاً برای برقراری ارتباط مجبور می‌شود دوباره از دود و کبوتر نامه رسان استفاده کند.

اما با چه راهکار هایی می‌توانیم جلوی زیان های این پدیده را بگیریم و بشر را دوباره زنده کنیم؟

۱- بهینه سازی تکنولوژی های مورد استفاده

همانند GPS که در حال حاضر مدل هایی از آن طوری طراحی شدند تا سازگار با الگو های نا منظم مغناطیسی باشند.
سیستم های تولید برق و شبکه های آن را طوری طراحی کنیم که جریان الکتریکی زمین بر آن اثر گذار نباشد همچنین ماهواره ها و ایستگاه های فضایی را مقاوم در برار باد های خورشیدی بسازیم تا مشکلی برای برقراری ازتباطات به وجود نیاید.

۲- گسترش تحقیقات

با ارسال ماهواره و جستجو در خود زمین می‌شود به نتایج مهم و خوبی برای مشخص کردن زمان و راه های مقابله با آسیب های آن و استفاده از فرصت ها کرد.

۳- افزایش آگاهی عموم

با آموزش مردم این آگاهی ذهنی را به آنها بدهیم و از ایده های علاقه مندان و روشنفکران استفاده کنیم.

در آخر باید گفت تمام این احتمالات حدس و گمانی بیش نیستند و تنها چیزی که بعد از این اتفاق قطعاً به وقوع خواهد پیوست، برعکس شدن سوزن قطب نمای شماست.

هرچند برای اتفاقاتی که از الان دارند پیش‌بینی می‌شوند؛ راهکار هایی وجود دارد تا آسیبی به ما و زمین نرسد و این اتفاق نه تنها ترسناک نیست، بلکه می‌شود با آینده نگری و خنثی کردن خطرات احتمالی، از موقعیت هایی مثل کشف معادن طلا، مس، نقره و… به خوبی بهره برد.

نویسنده مقاله: شنتیا ادیبی

منابع:

National Centers for Environmental Information (NCEI)

Magnetic north just changed. Here’s what that means (National geographic)

Earth’s magnetic poles could start to flip. What happens then? (Horizon)

Magnetic Pole Reversal Happens All The (Geologic) Time (Nasa)