خب، بذارین جریان رو براتون تعریف کنم! ماجرای ما از سال ۲۰۰۸ شروع میشه؛ وقتی آقا «ارز بن یوسف»، یه باستانشناس اهل دانشگاه تلآویو، وسط جنوب اردن داشت دنبال چیزای باستانی میگشت و یه چیزی پیدا کرد که اصلاً فکرش رو نمیکرد. اون، در واقع، با خودش یه تیکه زباله عصر آهن رو کشف کرد؛ چیزی که بهش میگن «اسلَگ» یا همون ضایعاتی که موقع ذوب فلزات باقی میمونن.
تا اینجاش شاید بگین خب چه ربطی داره؟ ولی عجله نکنید؛ همین اسلگ داستان ما شدیدترین اختلال مغناطیسی (یا به قول دانشمندها، anomaly یا همون بینظمی عجیبغریب) ثبتشده تو کل تاریخ ژئولوژیکی زمین رو نشون میداد! یکی دیگه از محققها، «ران شاعر»، یه زمینشناس از دانشگاه عبری اورشلیم، با ارز بن یوسف همکاری میکرد و داشتن دنبال گذشته میدان مغناطیسی تو منطقه شرق مدیترانه (این منطقه رو لوانت میگن؛ همون جایی که الان سوریه و اسرائیل و اون طرفاست) میگشتن.
باستانمغناطیس: تکنیکی که به دادمون میرسه
حالا چطوری میشه از ضایعات عصر آهن درباره میدان مغناطیسی زمین سر درآورد؟ تکنیکش اسمش هست باستانمغناطیس یا همون archaeomagnetism. سریع توضیح بدم: این روش یعنی بررسی ذرات ریز مغناطیسی داخل سفال، آجر، فلزات و یا بقایای آتیشایی که تو تمدنهای قدیمی ساخته شده تا ببینیم اون موقع که اونها داغ بودن و آروم آروم سرد شدن، میدان مغناطیسی زمین چقدر بوده و جهتش کجا بوده. یه جورایی مثل اینه که هر قطعهای برای خودش یه کاتالوگ مغناطیسیِ زمون خودش شده باشه!
آخه قضیه اینه که وقتی یه چیزی مثل سفال رو تا دمای بالا میرسونی، ذرات مغناطیسی داخلیش شُل و ول میشن (انرژی حرارتی باعث میشه ذرات یه عالمه تکون بخورن) و وقتی آروم آروم سرد میشه، اون ذرهها دقیقاً تو جهت میدان مغناطیسی اون زمان در جا گیر میکنن و تا دوباره داغش نکنی، همونجور میمونن. این یعنی یه عکس فوری و دقیق از میدان مغناطیسی همون لحظه! معمولاً این عکس به شعاع حدود ۵۰۰ کیلومتری از محل نمونه جواب میده و کمک میکنه با تاریخگذاری مثل کربن ۱۴ متوجه بشی چه تغییراتی تو اون بازه زمانی تو اون منطقه رخ داده.
ماجرا جدی میشه: LIAA و بینظمیها
خب برگردیم به کشف بن یوسف و شاعر. محققای زیادی اولش باورشون نشد، چون شدت اون افزایش ناگهانی میدان مغناطیسی تو عصر آهن خیلی غیرمنتظره بود. اصلاً هیچ مدلی نمیتونست این نوسان شدید رو توجیه کنه! اما هرچی شواهد بیشتر شد و از مناطق مختلف نمونهبرداری کردن، جامعه علمی این پدیده رو قبول کرد و براش اسم گذاشتن: “بینظمی عصر آهن لوانت” یا Levantine Iron Age Anomaly (بهش اختصار میگن LIAA).
بین سالای ۱۱۰۰ تا ۵۵۰ قبل میلاد، تو خاورمیانه (همون حوالی اردن و اسرائیل و سوریه) میدان مغناطیسی با نوسانات شدید بالا و پایین میرفته. نکته باحالتر اینه که نمونههایی با افزایش شدید میدان در همین بازه تو چین و کره هم پیدا کردن، ولی چون داده هنوز کمه، نمیدونن آیا به LIAA مربوط میشه یا نه.
چی میشه اصلاً میدان مغناطیسی زمین نوسان میکنه؟
پشتصحنه داستان به “ژئودینامو” بستگی داره. ژئودینامو یعنی اون موتوری که میدان مغناطیسی زمین رو میسازه؛ چطوری؟ با جابهجایی آهن مذاب تو هسته بیرونی زمین. این حرکتها باعث میشه گاهی اوقات میدان مغناطیسی ضعیف یا قوی بشه، گاهی هم بینظمیهایی (Anomaly) مثل همون بینظمی جنوب اقیانوس اطلس یا LIAA به وجود بیاد.
نکته حساس کار اینجاست: چون ما مستقیماً نمیتونیم ببینیم تو هسته بیرونی زمین چه خبره (آخه نصف قطر زمین اون زیره و تکنولوژی نداریم سوراخ کنیم برسیم اونجا)، تنها راهی که داریم اینه که بیاییم از سرنخای میدان مغناطیسی تو گذشته و نمونههای باستانی سر دربیاریم.
چرا داستان LIAA و تکنولوژی باستانمغناطیسی مهمه؟
این کشفها فقط برای تاریخدانها جالب نیست، تاثیر مستقیم روی زندگی مدرن ما داره! میدان مغناطیسی زمین مثل یه سپر محافظ جلوی ذرات فضایی و تابشهای خطرناک رو میگیره. اگه ضعیف بشه، خطر نابودی دادههای ماهوارهها، مشکلات ارتباطی، حتی افزایش احتمال سرطان (چون اشعه بیشتری به سطح زمین میآد) جدی میشه.
بدتر از همه اینکه داده مستقیم از شدت میدان مغناطیسی تا سال ۱۸۳۲ نداریم! یعنی گذشته نزدیک میدان مغناطیسی یهجورایی مثل فیلمی هست که فقط چند فریم آخرش رو داریم. اینجاس که باستانمغناطیس میاد کمکمون کنه.
ابزار کار دانشمندها: سخت، گرون و محدود!
حالا فکر نکنین این آنالیزا خیلی آسون یا در دسترسه! به گفته «مکسول براون» که مسئول دیتابیس بزرگ Geomagia50 (یه دیتابیس جهانی برای جمعآوری دادههای باستانمغناطیسی که دانشگاه مینهسوتا راه انداخته) هست، فقط تو آمریکا چند تا آزمایشگاه پیشرفته دارن که بتونن با دقت بالا نمونهها رو آنالیز کنن. قیمت دستگاههای دقیق مغناطیسسنج (Magnetometer یعنی دستگاهی که شدت و جهت میدان مغناطیسی رو اندازه میگیره) تا ۷۰۰ تا ۸۰۰ هزار دلار درمیاد! مثلاً تو آفریقا حتی یه دونه از این دستگاهها نیست!
نمونهبرداری هم خودش یه دردسر جداست. باید هر نمونه رو شاید ۲۰ بار تو آزمایشگاه یواش یواش گرما بدی و آزمایش کنی تا به نتیجه برسی، تازه آخرش نمونه رو هم از بین میبره! گاهی حدود دو ماه روی هر قطعه زمان میذارن.
به دلیل همین مشکلات، بیشتر دادهها از اروپا و کمی آسیا جمع شده و حسابی ضعف داده از جاهای دیگه داریم. اینم باعث میشه تصویرمون از میدان مغناطیسی دنیا یه طرفه و کمرنگ باشه!
بینظمیهای دیگه: مثل بینظمی جنوب اقیانوس اطلس (SAA)
یه بینظمی دیگه که همه شاید باهاش آشناتر باشن، SAA یا بینظمی جنوب اقیانوس اطلسه. اینجا قسمتی از آمریکای جنوبی رو دربر میگیره و چون میدان مغناطیسی در اون نقطه نسبت به جاهای دیگه ضعیفتره، ماهوارهها و حتی ایستگاه فضایی بینالمللی تو این محدوده همیشه درگیر اختلالات بیشتر و خرابی داده هستن (چون پرتوهای خورشیدی راحتتر از میدان رد میشن).
اینا چطور به وجود میان؟ یه تئوری هست که مثلاً تو لایه زیرین زمین زیر آفریقا یه سوپربلوم (Superplume) هست؛ یعنی یه توده خیلی بزرگ سنگ داغ بین هسته و گوشته که مثل یه غول زیرزمینی میتونه حرکت ژئودینامو و جریان مغناطیسی رو مختل کنه و باعث بینظمی بشه. مطالعات جدید با شبیهسازی نشون میده شاید هم LIAA و هم SAA تحت تاثیر همین سوپربلوم آفریقا بودن. ولی همچنان دلیل دقیق پیدایش این بینظمیها معلوم نیست!
بینظمیها فقط واسه سرگرمی نیستن!
دلیل اینکه باید درباره این بینظمیهای مغناطیسی بیشتر دونست چیه؟ چون الان بیشتر مخابرات و زندگی دیجیتالی ما به ماهوارهها وابسته شده. تا الان حدود ۱۳,۵۰۰ تا ماهواره دور زمین میچرخن (سال ۲۰۲۰ فقط ۳,۰۰۰ تا بودن). طبق آمار رسمی، تا سال ۲۰۳۰ نزدیک ۵۴ هزار ماهواره دیگه قراره بره مدار زمین! این ماهوارهها برای اینترنت، GPS، ارتباط اضطراری، پیشبینی آبوهوا و غیره حیاتی هستن. اگه یه بینظمی مغناطیسی جدی اتفاق بیفته و میدان خیلی ضعیف بشه، کل این سیستمها میتونن آسیب ببینن، اطلاعاتشون خراب بشه یا حتی کار نکنن!
در نهایت…
ما هنوز خیلی چیزها رو درباره میدان مغناطیسی زمین نمیدونیم. با وجود پیشرفتهای بزرگی که تو باستانمغناطیس و دیتابیسهایی مثل Geomagia50 داشتیم، همچنان جاهای زیادی از دنیا (مثل آفریقا یا آسیای مرکزی) عملاً هیچ دادهای ندارن. هر چی نمونه و داده بیشتر جمع بشه، احتمال اینکه بتونیم بفهمیم چرا و چطور بینظمیهایی مثل LIAA یا SAA شکل میگیرن و اصلاً میدان مغناطیسی آینده چه بلایی سر زمین و ماهوارههامون میاره، بیشتر میشه. پس دفعه بعد که یه تیکه سفال قدیمی یا فلز ذوبشده پیدا شد، بدونین که شاید تو دلش یه راز بزرگ از گذشته میدان مغناطیسی و حتی آینده تکنولوژی ما خوابیده باشه!
تهماجرا اینکه رشته باستانمغناطیس داره تو دنیا رشد میکنه؛ از کامبوج تا آفریقا حالا دارن شروع میکنن به نمونهبرداری و ساخت مدلهای منطقهای. شایدم با دادههای بیشتر، بتونیم نظریه واحدی برای همه این بینظمیهای عجیب پیدا کنیم و بالاخره قفل میدان مغناطیسی زمین رو باز کنیم!
منبع: +
