به گزارش مجله نجم
زمین به طور مداوم توسط ذرات باردار پرانرژی به نام پرتوهای کیهانی بمباران می شود. ما معمولاً توسط حباب مغناطیسی زمین، مگنتوسفر، از این رگبار محافظت می شویم. اما وقتی این زره ضعیف می شود چه اتفاقی می افتد؟
پرتوهای کیهانی عمدتاً هسته های هیدروژنی هستند که توسط رویدادهای آسمانی قدرتمند مانند مرگ ابرنواخترهای ستارگان پرجرم به فضا رها می شوند. این ذرات فوق‌العاده پرانرژی معمولاً توسط مغناطیس‌کره رهگیری می‌شوند، که همچنین از ما در برابر تشعشعات شدید خورشیدی خورشید محافظت می‌کند.
با این حال، مگنتوسفر یک موجود همگن و تغییرناپذیر نیست. شمال مغناطیسی نه تنها کمی از «شمال واقعی» جغرافیایی «تلو تلو می‌خورد»، بلکه کل مگنتوسفر گاهی اوقات «واژگون می‌شود». این باعث می شود که قطب شمال میدان به سمت جنوب و بالعکس حرکت کند و قدرت میدان در این فرآیند کاهش یابد.
علاوه بر این، دوره های کوتاه دیگری نیز وجود دارد که طی آن دو قطب مغناطیسی مگنتوسفر “ناپدید می شوند” و تعداد زیادی قطب مغناطیسی جایگزین می شوند. در طول این دوره‌ها که «گشت‌های میدان مغناطیسی» نامیده می‌شوند، قدرت قطب‌های مغناطیسی نیز ضعیف می‌شود، به این معنی که سیاره ما در این مواقع کمتر از پرتوهای کیهانی محافظت می‌شود.
مربوط: پرتوهای کیهانی از کجا می آیند؟
سوال این است: آیا دوره‌های کاهش چگالی مگنتوسفر با اختلالات عمده در بیوسفر زمین، کل منطقه سیاره ما که در آن حیات وجود دارد، از قله‌های کوه گرفته تا عمیق‌ترین گودال‌های اقیانوس، مرتبط است؟
سانیا بانوفسکا، دانشمند GFZ Potsdam در آلمان در بیانیه ای گفت: درک این رویدادهای شدید برای وقوع آینده آنها، پیش بینی های آب و هوایی مبتنی بر فضا و ارزیابی تأثیرات بر محیط زیست و سیستم زمین مهم است.
برای تعیین دوره هایی که زمین بمباران شدیدتر از حد معمول پرتوهای کیهانی را تجربه کرده است، دانشمندان می توانند فراوانی ایزوتوپ های مختلف را اندازه گیری کنند. اینها اشکال مختلف یک عنصر هستند که دارای تعداد متفاوتی نوترون در هسته اتمی خود هستند.
هنگامی که پرتوهای کیهانی به ذرات موجود در جو زمین برخورد می کنند، بارانی از ایزوتوپ هایی به نام “رادیونوکلئیدهای کیهانی” ایجاد می کنند که بر سطح سیاره ما می بارد. این عناصر در طول زمان در رسوبات تجمع می یابند که دانشمندان می توانند پس از بازیابی آنها از کف دریا و در نمونه های یخی استخراج شده از مناطقی مانند قطب جنوب و گرینلند مطالعه کنند.
یکی از نمونه های به خوبی مطالعه شده از پرواز میدان مغناطیسی، پرواز Lachamp است که حدود 41000 سال پیش رخ داده است. بانوفسکا در این رویداد در حال مطالعه رابطه بین شدت مغناطیس کره زمین و غلظت رادیونوکلئیدهای کیهانی مانند بریلیم-10 بود.
این تحقیق نشان داد که متوسط نرخ تولید بریلیم-10 در مقایسه با سرعت تولید این رادیونوکلئید کیهانی توسط بمباران پرتوهای کیهانی امروز دو برابر شده است. این نشان‌دهنده چگالی بسیار کم مگنتوسفر در طول پرواز لاکمپ است که باعث می‌شود پرتوهای کیهانی بیشتری به جو زمین برسد و بارش‌هایی از ذرات ثانویه ایجاد شود.
بانوفسکا از این اندازه‌گیری‌ها برای بازسازی مغناطیس کره زمین استفاده کرد و دریافت که در طول این رویداد با کاهش قدرت آن منقبض شد. او امیدوار است که این بازسازی به او و دیگر دانشمندانش کمک کند تا اطلاعات بیشتری از رادیونوکلئیدهای کیهانی و بمباران پرتوهای کیهانی به دست آورند.
بانوفسکا نتایج پرتوهای کیهانی را در مجمع عمومی اتحادیه علوم زمین اروپا (EGU) 2024 در روز جمعه (19 آوریل) ارائه کرد.
