كتب – رامز يوسف:
في 17 ديسمبر، أصدرت المراكز الوطنية للمعلومات البيئية (NCEI) والمسح الجيولوجي البريطاني (BGS) نسخة محدثة من النموذج المغناطيسي العالمي، وهو تنبؤ بكيفية تحول المجال المغناطيسي للأرض وتغيره على مدار السنوات الخمس المقبلة.
يلعب النموذج المغناطيسي العالمي، الذي يتنبأ بالفرق بين الشمال المغناطيسي والشمال الحقيقي في كل نقطة على الأرض، دورًا حيويا في الملاحة عبر الأقمار الصناعية والطائرات ويساعد مستخدمي الهواتف الذكية على تحديد اتجاههم باستخدام خدمات مثل خرائط جوجل.
ولن يلاحظ معظم المستخدمين أي شيء مختلف نتيجة التغييرات، لكنها ضرورية للحفاظ على عمل أنظمة الملاحة وإجراء تنبؤات مستقبلية أفضل حول المجال المغناطيسي للأرض.
كيف يتولد المجال المغناطيسي للأرض؟
يتولد المجال المغناطيسي الرئيسي للأرض في اللب الخارجي للكوكب، وهي طبقة من الحديد المنصهر على عمق (2,890-5,000 كيلومتر) تحت سطح الكوكب. يتحرك الحديد السائل الموصل للكهرباء باستمرار، وعندما يتحرك عبر مجال مغناطيسي ضعيف موجود، تنتج هذه الحركة تيارًا كهربائيًا. يولد التيار الكهربائي بدوره مجاله المغناطيسي الخاص، ما يؤدي إلى عملية ذاتية الاستدامة تُعرف باسم الدينامو الأرضي.
يعمل هذا الدينامو الأرضي على تجديد المجال المغناطيسي للأرض باستمرار لمليارات السنين. وبدون وجود شيء لدعم المجال، كانت الأرض ستفقد مجالها المغناطيسي بعد حوالي 40 ألف عام، كما قال بروس بوفيت، عالم الجيوفيزياء بجامعة كاليفورنيا، بيركلي.
قال بافيت لمجلة لايف ساينس “إذا كانت لديك قذيفة مدفع ساخنة ووضعتها على الطاولة، فإنها ستبرد تدريجيًا. الحرارة ستنتشر وتعود إلى المحيط بشكل أساسي، وينطبق الشيء نفسه على المجال المغناطيسي. إذا لم تحافظ عليه بهذه الحركات السائلة، فسوف يتلاشى تدريجيًا ويختفي”.
أين القطب الشمالي المغناطيسي؟
يختلف القطب الشمالي المغناطيسي عن القطب الشمالي الجغرافي، الذي يكون ثابتًا دائمًا. القطب الشمالي الجغرافي هو النقطة التي يلتقي فيها محور دوران الأرض بسطح الكوكب حيث تتقارب جميع خطوط الطول. أما، القطب الشمالي المغناطيسي فهو النقطة في نصف الكرة الشمالي حيث تشير خطوط المجال المغناطيسي للأرض مباشرة إلى الكوكب.
تتسبب الحركة المعقدة للنواة الخارجية في تحول القطب الشمالي المغناطيسي عشرات الكيلومترات في السنة. ونظرًا لأن المجال المغناطيسي للأرض غير متماثل قليلاً وأكثر تعقيدًا من المجال المغناطيسي للقضيب العادي، فإن القطب الجنوبي المغناطيسي – النقطة في نصف الكرة الجنوبي حيث يشير المجال المغناطيسي مباشرة إلى الكوكب – لا يتحرك بنفس الطريقة تمامًا. لكن التغييرات في قوة المجال المغناطيسي بالقرب من القطب الشمالي تسببت في تحوله من القطب الشمالي الكندي نحو سيبيريا في السنوات الأخيرة.
ما هو النموذج المغناطيسي العالمي؟
النموذج المغناطيسي العالمي هو نموذج رياضي للمجال المغناطيسي للأرض وتوقع لكيفية تطور المجال على مدى السنوات العديدة القادمة. يجمع النموذج بين البيانات من الأقمار الصناعية مثل مهمة Swarm التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية ومن أجهزة قياس المغناطيسية عالية الدقة في المراصد الأرضية للتنبؤ بالمجال المغناطيسي في كل نقطة على الأرض.
تستخدم تطبيقات الملاحة النموذج المغناطيسي العالمي جنبًا إلى جنب مع نظام تحديد المواقع العالمي لتوجيه المستخدمين. قال ويليام براون، عالم الجيوفيزياء في BGS الذي ساعد في إنشاء وتحديث النموذج المغناطيسي العالمي: “يحتوي هاتفك الذكي أو نظام تحديد المواقع العالمي على مقياس مغناطيسي، وهو عبارة عن بوصلة رقمية مدمجة فيه.. يقيس هذا الجهاز اتجاه المجال المغناطيسي في المكان الذي تكون فيه، ويدخل موقعك في برنامج النموذج المغناطيسي العالمي ليخبره بالشكل الذي ينبغي أن يبدو عليه المجال المغناطيسي. ومن ثم، من خلال مقارنة ما قمت بقياسه وما كان ينبغي أن أحصل عليه، يمكنك تحديد الاتجاه الذي تواجهه”.
لماذا التحديث الآن؟
تصدر نسخة جديدة من النموذج المغناطيسي العالمي كل 5 سنوات، لمراعاة التغيرات في المجال المغناطيسي من حركة اللب الخارجي. والتحديث الأخير جزء من هذا الجدول الزمني.
قال براون: “التحدي الحقيقي والسبب وراء إصدار نموذج كل 5 سنوات، أنه لا يتغير بطريقة منتظمة. إنه ليس قابلاً للتنبؤ تمامًا. إنه نظام معقد وفوضوي حقًا.. عادةً، بعد حوالي 5 سنوات، تبدأ دقة النموذج في الوصول إلى النقطة التي لا يكون فيها جيدًا كما نرغب”.
يمكن أن تتراكم الانحرافات الصغيرة عن المجال المتوقع بمرور الوقت وتتفاقم أحيانًا إلى الحد الذي يجب عنده تحديث النموذج بشكل متكرر. على سبيل المثال، أصدر المعهد الوطني لعلوم الأرض وهيئة المسح الجيولوجي البريطانية تحديثًا خارج الدورة في عام 2019 لتوضيح تدفق اللب الخارجي بشكل أسرع من المعتاد في نصف الكرة الشمالي – وهي الظاهرة التي تسببت في تحول القطب الشمالي المغناطيسي بسرعة أكبر من المعتاد.
ولكن بالنسبة لمعظم الناس، لن يؤدي تحديث 2025 إلى أي تغييرات ملحوظة في الملاحة، ولن يضطر المستخدمون إلى تغيير أي شيء حتى تعمل تطبيقات خرائط الهاتف بشكل صحيح.
اقرأ أيضا:
