به نقل ازscitechdaily، زمین از وجود میدان مغناطیسی بهره مند است؛ سپری که از آن در برابر پرتوهای کیهانی مضر محافظت می کند و امکان شکل گیری حیات را فراهم می سازد. در مقابل، سیاراتی مانند مریخ دائماً در معرض ذرات باردار قرار دارند و محیطی بسیار خصمانه تر را تجربه می کنند.

دانشمندان منشأ میدان مغناطیسی زمین را به نظریه دینامو نسبت می دهند. طبق این نظریه، سرد شدن تدریجی هسته مایع آهن و نیکل زمین باعث ایجاد جریان های همرفتی قدرتمند در هسته بیرونی می شود. با چرخش زمین، این جریان ها منحرف شده و به شکل مارپیچ حرکت می کنند. حرکت فلزات مایع جریان های الکتریکی تولید می کند که خود میدان های مغناطیسی ایجاد کرده و سپر محافظ زمین را شکل می دهند.

اما این نظریه یک محدودیت دارد: پیش از آنکه هسته داخلی زمین شروع به تبلور کند رویدادی که حدود یک میلیارد سال پیش رخ داد هسته زمین کاملاً مایع بوده است. این پرسش مهم را مطرح می کند: آیا در آن دوران اولیه نیز میدان مغناطیسی وجود داشته است؟

از آنجا که نمی توان فرآیندهای درون زمین را مستقیماً مشاهده کرد، زمین شناسان با کمک مدل های رایانه ای به مطالعه آن می پردازند.

پژوهشگران از دانشگاه ETH زوریخ و دانشگاه SUSTech چین، مدلی رایانه ای از زمین طراحی کردند تا بررسی کنند آیا هسته کاملاً مایع نیز می تواند میدان مغناطیسی پایدار تولید کند. بخشی از این شبیه سازی ها با استفاده از ابررایانه Piz Daint در مرکز CSCS لوگانو انجام شد.

در این شبیه سازی ها، پژوهشگران نشان دادند که در شرایط فیزیکی خاصی، ویسکوزیته (گران روی) هسته زمین تأثیری بر اثر دینامو ندارد. این یعنی میدان مغناطیسی زمین در دوران اولیه نیز به شیوه ای مشابه امروز تولید می شده است.

این تیم پژوهشی نخستین گروهی است که موفق شده تأثیر ویسکوزیته هسته زمین را در مدل سازی به حداقل برساند. یوفنگ لین، نویسنده اصلی مقاله، می گوید: تا کنون هیچ کس نتوانسته بود چنین محاسباتی را تحت شرایط فیزیکی صحیح انجام دهد.

اندی جکسون، استاد ژئوفیزیک در ETH زوریخ و نویسنده همکار مقاله، می گوید: این یافته به ما کمک می کند تا تاریخچه میدان مغناطیسی زمین را بهتر درک کنیم و در تفسیر داده های زمین شناسی گذشته مفید است.

این کشف همچنین دیدگاه ما درباره پیدایش حیات را تغییر می دهد. میلیاردها سال پیش، میدان مغناطیسی زمین با دفع پرتوهای مضر فضایی، شرایط لازم برای شکل گیری حیات را فراهم کرده است.

پژوهشگران می توانند از این یافته ها برای مطالعه میدان های مغناطیسی سایر اجرام آسمانی مانند خورشید، مشتری و زحل نیز استفاده کنند.

میدان مغناطیسی زمین نه تنها از حیات محافظت می کند، بلکه نقش حیاتی در ارتباطات ماهواره ای و بسیاری از جنبه های تمدن مدرن دارد. جکسون می گوید: بنابراین مهم است که بدانیم میدان مغناطیسی چگونه تولید می شود، چگونه در طول زمان تغییر می کند و چه مکانیزم هایی آن را حفظ می کنند. اگر نحوه تولید میدان مغناطیسی را درک کنیم، می توانیم روند آینده آن را پیش بینی کنیم.

میدان مغناطیسی زمین در طول تاریخ بارها قطب های خود را تغییر داده است. در دهه های اخیر، پژوهشگران شاهد جابه جایی سریع قطب شمال مغناطیسی به سمت قطب شمال جغرافیایی بوده اند. درک تغییرات مغناطیسی زمین برای تمدن انسانی ضروری است.