يعمل المجال المغناطيسي الأرضي كدرع واقى يحمى كوكب الأرض من الأشعة الكونية والجسيمات المشحونة القادمة من الفضاء الخارجى حيث يعمل على حرف مسار تلك الجسيمات لدى اقترابها من منطقة تأثير المجال حول كوكب الأرض.

ولكن على عكس المغناطيس، فإن المجال المغناطيسي الأساسي لا يتماشى تمامًا مع الكرة الأرضية، كما أنه غير مستقر تمامًا، لأن يفترض أن المجال المغناطيسي الأرضي ينشأ نتيجة المحتوى الحديدي بلب الأرض و الذي يتحرك بقوة تحت السطح.

وتعمل هذه المعادن الحديدية المصهورة كمولد مغناطيسي هائل يسمى “الجيودينامو”، مما يخلق تيارات كهربائية تنتج المجال المغناطيسي.

ونظرًا لأن الحركة الأساسية تتغير بمرور الوقت، نظرًا للظروف التي تمر بها الأرض، يتقلب المجال المغناطيسي في المكان والزمان أيضًا.

وتنتج القوى الموجودة في لب الأرض مع ميلان المحور المغناطيسي الشذوذ المسبب لمنطقة مغناطيسية أضعف، ما يسمح للجسيمات المشحونة المحبوسة في المجال المغناطيسي للأرض بالاقتراب من السطح

كيف يعمل المجال المغناطيسي على حماية الأرض؟

عندما تضرب تيارات المواد الشمسية الغلاف المغناطيسي للأرض، يزيحها المجال المعناطيسي إلى أجواء الفضاء بعيدًا عن الأرض، لكن عندما يضعف المجال، يسمح للجسيمات المشحونة باختراق الغلاف الجوي.

وعلى الرغم من أن شذوذ جنوب المحيط الأطلسي ينشأ من عمليات داخل الأرض، توجد له تأثيرات تمتد إلى ما هو أبعد من سطح الأرض، إذ يمكن أن تكون المنطقة خطرة بالنسبة للأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض.

إذا اصطدم قمر صناعي بجسيمات عالية الطاقة، يمكنه أن يسبب حدثًا يسمى اضطراب حدث واحد، ويمكن أن يتسبب ذلك في حدوث خلل مؤقت في وظيفة القمر الصناعي، أو قد يتسبب بتلف دائم في حالة إصابة أحد المكونات الرئيسة.

ضعف في المجال المغناطيس للكرة الأرضية

أكد فريق من علماء الجيو فيزياء التابع لوكالة ناسا يوم الخميس 20-8 حدوث ضعف في المجال المغناطيسي للارض فوق أمريكا الجنوبية وجنوب المحيط الأطلسي على شكل شذوذ صغير يتوسع غربا حيث كان فريق من وكالة الفضاء الأوروبية قد رصد في وقت سابق ضعف المجال المغناطيسى للأرض.

و قد أوضحت تقارير الفريق أن المجال المغناطيسي لديه نقطة ضعف غير معتادة في جنوب الأطلسي، حيث يمكن أن يتداخل إشعاع الجسيمات مع أجهزة الكمبيوتر والأقمار الصناعية الموجودة على متن الطائرة كما أن هناك منطقة تشهد ضعفًا أكبر تمتد من إفريقيا إلى أمريكا الجنوبية” (في المحيط الأطلسي)، حيث شهدت تلك المنطقة تقلصًا سريعًا وكبيرًا في قوة مجالها المغناطيسي، خلال الـ50 عامًا الماضية .

و كان فريق من علماء وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) قد قام بسحب البيانات من كوكبة Swarm التابعة للوكالة، وهي عبارة عن مجموعة من الأقمار الصناعية، فتم تصميم الأقمار الصناعية خصيصًا لتحديد وقياس الإشارات المغناطيسية المختلفة التي يتكون منها المجال المغناطيسي للأرض، مما يتيح للخبراء تحديد المناطق الضعيفة و قد لاحظ الفريق منطقة كبيرة ذات كثافة مغناطيسية منخفضة بين إفريقيا وأمريكا الجنوبية، تسمى شذوذ جنوب المحيط الأطلسي، وشكلت مركزًا للحد الأدنى من الكثافة في خمس سنوات فقط.

يتكهن الباحثون بأن الضعف هو علامة على أن الأرض تتجه إلى انعكاس القطب، وهو عندما يستبدل القطبان الشمالي والجنوبي الأماكن، وآخر مرة حدث ذلك قبل 780،000 سنة.

تدرس وكالة الفضاء الأوروبية المجال المغناطيسي منذ نهاية عام 2013، وتتكون البعثة من ثلاثة أقمار صناعية متطابقة توفر قياسات عالية الجودة للمجال في ثلاث مستويات مدارية مختلفة.

قال يورجن ماتزكا ، من مركز الأبحاث الألماني لعلوم الأرض: "لقد ظهر الحد الأدنى الشرقي الجديد من شذوذ جنوب المحيط الأطلسي على مدى العقد الماضي وفي السنوات الأخيرة يتطور بقوة".

كما وجد الفريق أنه في السنوات الخمس الماضية فقط تشكل مركز الحد الأدنى من الكثافة بجنوب غرب إفريقيا، مما يشير إلى أن شذوذ جنوب الأطلسي يمكن أن ينقسم إلى خليتين منفصلتين.

فجوة متحركة في المجال المغناطيسي للأرض:

يرى الخبراء أن هناك فجوة ناجمة عن العواصف الشمسية الشرسة التي شوهت حزامي فان ألين، وهما منطقتان تشبهان كعكة دائرية تحيط بالأرض، وتلتقطان الجسيمات المشحونة.

وقال ويجيا كوانج، عالِم فيزياء الأرض والرياضيات في مختبر جودارد لعلم تقسيم الأرض وفيزياء الأرض، في البيان «ينمو حقل محلي بقطبية معكوسة بقوة اليوم في منطقة الشذوذ المغناطيسي في جنوب المحيط الأطلسي، ما يجعل شدة المجال ضعيفة جدًا، وأضعف من المناطق المحيطة.»

وقال تيري ساباكا، عالم فيزياء الأرض في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا، في البيان «على الرغم من أن الشذوذ المغناطيسي في جنوب المحيط الأطلسي بطيء الحركة، يتعرض اليوم إلى بعض التغييرات الشكلية، ولذا من المهم أن نستمر في مراقبته في مهمات عدة، لأن هذا سيساعدنا في وضع النماذج والتنبؤات.»

تعطيل الأقمار الاصطناعية و الآثار على الحياة

قد يسبب الضعف في المجال المغناطيسي للأرض كابوساً في مجال التواصل مع الأقمار الصناعية حيث قد يؤدي إلى تعرض الأقمار الاصطناعية التي تمر فوق منطقة الشذوذ المغناطيسي في جنوب المحيط الأطلسي لجسيمات مشحونة ومستويات عالية نسبيًا من الإشعاع مما قد يؤدي إلى حدوث ماس كهربائي وتعطيل أقمار اصطناعية كاملة و قد تسبب دمارًا في الأقمار الصناعية والمركبات الفضائية الأخرى التي تطير في المنطقة حيث يعاني الكثير منها من خلل فني ولتجنب فقد الأدوات أو قمر صناعي بأكمله، يغلق مشغلو القمر عادة المكونات غير الأساسية في أثناء مرورهم في مجال مغناطيسي ضعيف.

كذلك قد يتسبب هذا الشذوذ المغناطيسي في انقطاعات في الكهرباء والاتصالات لكن عموما ليس له تأثير على نوعية الحياة فوق الكرة الأرضية على الاقل في المدى القريب وسيكون التأثير الأكبر لانعكاس المجال المغناطيسي على الطيور والسلاحف والمخلوقات الأخرى التي تستخدم المجال للتنقل .

و بصفة عامة فأن وجود مجال مغناطيسي قوي يحمي الأرض وعلى الأخص الكائنات الحية التي تعيش عليها من الرياح الشمسية، التي تأتي إلى الأرض دومًا محملة بالجسيمات المشحونة الضارة.

الضعف في المجال المغناطيسي، سبق له أن حدث في الماضي، مثل ما وقع في “انحراف لاشامب” (قبل حوالي 41400 سنة) وحدث “مونو ليك” (قبل حوالي 34 ألف سنة)، حيث شهدت قوة المجال المغناطيسي “انخفاضًا شديدًا” لدرجة أن الكوكب تعرض للقصف بأشعة كونية أكثر من المعتاد.

وفي كلا الحدثين السابقين، تعافى المجال المغناطيسي دون أن يحدث انقلاب،

والشذوذ المغناطيسي يمكن أن يؤدي بالنهاية إلى انقلاب الأقطاب المغناطيسية للأرض، وعند الأخذ بعين الاعتبار الضرر الذي يمكن أن ينجم عن حدث كهذا في كل من أنظمة الأقمار الصناعية والشبكات الكهربائية، فإن العلماء لا بد من أن يكونوا حريصين جدًا على اكتشاف موعدنا التالي مع انقلاب قطبي جديد.

الخبر السار أنه وفق معظم الدراسات ليست هناك علامات على انقلاب مغناطيسي تام، وعمليات الشذوذ المغناطيسي هي مؤقتة.