من الثوابت الكونية أن الأرض لها مجال مغناطيسي يحيط بها، ويخلق حولها منطقة واقية في الفضاء ليحميها من الإشعاع الكوني الضار، والرياح الشمسية، كما أنه مسؤول أيضًا عن ظاهرة الشفق التي تظهر في المناطق الواقعة على خطوط العرض القريبة من القطبين الشمال والجنوبي.

يُستخدم المجال المغناطيسي الأرضي أيضًا لاستكشاف ديناميكيات الأرض الداخلية وبيئة الفضاء المحيطة بها، وتُستخدم البيانات المغناطيسية الأرضية لرسم الخرائط الجيوفيزيائية، واستكشاف المعادن، والتطبيقات العملية الأخرى.

ولكن هل تساءلت يومًا عما سيحدث إذا اختفى المجال المغناطيسي للأرض؟ في هذا التقرير نجيبك عن هذا السؤال بعد توضيح ماذا يعني مصطلح المجال المغناطيسي للأرض ببساطة.

ماذا نعني بالمجال المغناطيسي للأرض؟

لمعرفة ما الذي يعنيه المجال المغناطيسي، أحضر قضيبًا مغناطيسيًا، وضع أعلاه قطعة من الورق أو الزجاج أو البلاستيك. انثر كمية من برادة حديد على المادة أعلى المغناطيس ولاحظ ما يحدث. تتوزع البرادة بترتيب محدد بحيث تنجذب إلى قطبيه، وتبتعد عن مركزه؛ موضحة شكل ما يعرف بالمجال المغناطيسي.

هكذا، بالضبط يكون المجال المغناطيسي للأرض، يبدو كأنه يلتف حول قضيب من المغناطيس موجود داخل الأرض، يميل بزاوية قدرها 11 درجة عن محورها، ويقع قطبيه بالقرب من قطبي الأرض الجغرافيين. تنتقل خطوط المجال المغناطيسي من القطب الشمالي للمغناطيس، وتدور حولها للعودة إلى القطب الجنوبي. وعند الأقطاب تكون خطوط المجال المغناطيسي عمودية تقريبًا.

الآن لون طرفي المغناطيس بلونين مختلفين، وعلقه بحيث يكون حر الحركة. حرك المغناطيس واتركه ليستقر، وكرر  الخطوة نفسها أكثر من مرة، مع ملاحظة اتجاه لوني المغناطيس.

حتمًا ستلاحظ أنه حينما يستقر المغناطيس في كل مرة، لا يتغير الاتجاه الذي يشير إليه اللونان على الأطراف، فكل لون يشير إلى الاتجاه ذاته في كل مرة، أحدهما ناحية الشمال، والآخر إلى الجنوب، وهذا بالضبط هو الأساس العلمي لعمل البوصلة.

عندما تستقر إبرة البوصلة فإنها تشير إلى الشمال، ولكن نقصد هنا الشمال المغناطيسي، وليس الشمال الجغرافي، فالاثنان غير متطابقين كما ذكرنا، توجد بينهما زاوية بسيطة.

ولكن.. كيف تكون المجال المغناطيسي للأرض؟

تتكون الأرض من قشرة ووشاح ولب، وينقسم اللب إلى لب داخلي صلب، أما اللب الخارجي فيحتوي معادن سائلة منصهرة أغلبها من عنصر الحديد. ولأن تلك المعادن تتحرك بظاهرة الحمل الحراري وتولد تيارات كهربائية متدفقة، فإنها تعمل كدينامو ضخم يولد مجالًا مغناطيسيًا مع دوران الأرض.

وتعرف ظاهرة الحمل الحراري بأنها وسيلة لانتقال الحرارة والكتلة معًا، حيث تنتقل المعادن الساخنة في اللب الخارجي إلى الأعلى قليلًا حتى تبرد وتزداد كثافتها تنتقل إلى الأسفل مرة أخرى، وتكرر العملية.

ماذا سيحدث لو اختفى المجال المغناطيسي للأرض؟

كما ذكرنا في البداية، فإن وجود المجال المغناطيسي يقي الأرض من الإشعاعات الكونية، كما يساعد في العديد من التطبيقات العملية، ولذا، فإن اختفاءه قد يتسبب في إحداث خلل.

ولتعلم أن المجال المغناطيسي للأرض قد اختفى تقريبًا (ضعف إلى حد شديد) قبل 565 مليون سنة، وهذا ما أشارت إليه عينات من معدني البلاجيوكليز والكلينوبيروكسين من شرق كندا، والتي تحتوي على إبر مغناطيسية دقيقة تعمل بمثابة سجل مغناطيسي للأرض في الفترة التي تكونت فيها.

وعندما فحص الباحثون هذه العينات على المقياس المغناطيسي، اكتشفوا أن شحنتها كانت منخفضة جدًا، واستنتجوا من هذا أن المجال المغناطيسي للأرض في تلك الآونة كان أضعف بحوالي 10 مرات مما هو عليه اليوم.

والآن، إليك ما قد يحدث إذا اختفى المجال المغناطيسي للأرض أو أصابه الضعف الشديد:

1. تغيرات في توجيهات البوصلة

تعتمد البوصلة وبعض أدوات التوجيه على استخدام المجال المغناطيسي، ولذا فإنها تشير إلى الشمال بسبب قوة المجال المغناطيسي للأرض. ولكن، في حال وجود أي قوة مغناطيسية بالقرب من البوصلة أو أجهزة التوجيه، كمغناطيس على سبيل المثال، فإنها تشوش اتجاه البوصلة، وتجبره على الإشارة إليها.

قد يتشوش اتجاه البوصلة

إذا اختفى المجال المغناطيسي للأرض، فحينها ستصبح تلك الأجهزة عديمة الفائدة وبدلًا عن إشارتها ناحية الشمال، ستشير إلى المناطق التي لديها أقوى مجال مغناطيسي، أي أنها لا تشير إلى الاتجاه ذاته في كافة الأوقات.

2. تغير ظهور الشفق القطبي

يظهر الشفق القطبي في القطبين الشمالي والجنوبي للأرض على هيئة مزيج بديع من الألوان، ويحدث بسبب تفاعل الرياح الشمسية مع المجال المغناطيسي للأرض في الغلاف الجوي العلوي.

علوم

منذ 5 شهور
«الشتاء قادم».. هل سيقضى العالم قريبًا عامًا بلا صيف؟

ويظهر الشفق تحديدًا في منطقة القطبين وليس الكوكب بأكمله؛ لأن الغلاف المغناطيسي المحيط بالأرض يسبب انحراف الرياح الشمسية بعيدًا عن الغلاف الجوي، ولكن لأنه ينخفض في منطقة القطبين فإنه يسمح للرياح الشمسية بالتفاعل مع الغلاف الجوي فتظهر ألوان الشفق.

إذا اختفى المجال المغناطيسي للأرض، فهذا يعني عدم وجود ما يعترض طريق الرياح الشمسية ليحيدها عن مسارها، وبذلك يمكنها اختراق الغلاف الجوي للأرض؛ مما يسمح للأضواء بالظهور قرب خط الاستواء.

3. توقف الطيور والحيوانات عن الهجرة

عند قدوم فصل الشتاء، تهاجر العديد من الطيور للبحث عن مناخات أكثر دفئًا، كما تهاجر السلاحف البحرية في المحيطات لتصل على الشواطئ لتضع بيضها. وتستخدم تلك الكائنات مستقبلات مغناطيسية طبيعية مدمجة في أجسامها تدلها على الطريق الذي ستسلكه. كذلك أيضًا نحل العسل، توجد في جسمه بوصلات بيولوجية تمكنه من الوصول إلى خلاياه، وتلقيح الأزهار والنباتات.

ولذا، فإذا اختفى المجال المغناطيسي للأرض، لن تتمكن الطيور المهاجرة من الوصول على وجهتها؛ مما يهدد بقاءها. كما قد تضيع السلاحف البحرية في المحيطات دون الوصول على الشواطئ؛ مما يؤدي إلى هلاك بيضها. وقد يفقد النحل طريق العودة إلى خلاياه، ويتوقف عن تلقيح النباتات. قد تواجه تلك الكائنات، وغيرها من الأنواع التي تستخدم المستقبلات المغناطيسية، خطر الانقراض.

4. وصول الأشعة الكونية إلى سطح الأرض

كما ذكرنا، فالغلاف المغناطيسي للأرض يعمل حائط صد للأشعة الكونية والرياح الشمسية. وبدون تلك الحماية، سيتعرض الكوكب لكم هائل من تلك الجسيمات الضارة باستمرار.

من الممكن أن تؤدي تلك الأشعة الكونية إلى حدوث أضرارًا بليغة بالكائنات الحية عامة، والجنس البشري على وجه الخصوص. وتتدرج تلك الأضرار من رؤية ومضات ضوئية عند إغماض العين، وإعتام عدسة العين إلى تلف الحمض النووي الذي يؤدي على زيادة خطر الإصابة بالسرطان.

5. انقطاع التيار الكهربائي وانهيار وسائل الاتصالات

لن يقتصر تأثير الرياح الشمسية المخترقة للأرض على الجنس البشري فحسب، وإنما يطال تأثيره المجال التكنولوجي. سوف تعاني وسائل الاتصالات من مشكلات، بسبب تعرض الأقمار الصناعية منخفضة المدار للعواصف الشمسية باستمرار؛ مما يؤدي إلى تلفها. كما تتعرض الأجهزة الإلكترونية لجزيئات عالية الطاقة من الأشعة الكونية والرياح الشمسية. وأيضًا ستتوقف شبكات الكهرباء عن العمل مما يسبب انقطاع التيار الكهربائي.

في الوقت الحالي، يسبب شذوذ جنوب المحيط الأطلسي تعرض الأقمار الصناعية المدارية إلى مستويات إشعاع أعلى من المعتاد؛ مما يؤثر على عملها. وشذوذ جنوب الأطلسي هو جزء يمتد من تشيلي إلى زيمبابوي يكون فيه المجال المغناطيسي أضعف؛ مما يؤدي إلى زيادة تدفق الجسيمات النشطة في هذه المنطقة.

6. استنفاد طبقة الأوزون وتبدد الغلاف الجوي

الزيادة الكبيرة في عدد الجسيمات الشمسية الناتج عن اختفاء المجال المغناطيسي، سيؤدي أيضًا إلى استنفاد طبقة الأوزون بمرور الوقت. تتمثل الآثار المباشرة لهذه الحالة في زيادة عدد حالات سرطان الجلد.

 تأثير العاصفة الشمسية على كوكب المريخ

ولأن الرياح الطبيعية للشمس قوية جدًا، فيمكنها بسهولة انتزاع الغازات من الغلاف الجوي لكوكب الأرض، يعقبه تبخر للماء، وهذا هو المصير ذاته الذي لاقاه كوكب المريخ قبل مليارات السنين.

المصادر

عرض التعليقات
تحميل المزيد