एक चुंबकीय मोहीम पृष्ठभागाखाली खोलवरची हालचाल उघड करत आहे
पृथ्वीचे चुंबकीय क्षेत्र ही अशी ग्रहवैशिष्ट्यांपैकी एक आहे जी जवळून पाहिल्यावर ती प्रत्यक्षात किती गतिमान आहे हे लक्षात येईपर्यंत स्थिर वाटते. चुंबकीय क्षेत्रातील बदल अत्यंत अचूकतेने मोजण्यासाठी 2013 मध्ये प्रक्षेपित केलेली ESA ची तीन-उपग्रहांची Swarm मोहीम आता पॅसिफिकच्या खोल खाली घडत असलेली एक लक्षवेधी गोष्ट समजून घेण्यासाठी वैज्ञानिकांना मदत करत आहे: पृथ्वीच्या बाह्य केंद्रातील वितळलेल्या पदार्थाच्या हालचालीत मोठ्या प्रमाणावर झालेला उलटफेर. अहवालानुसार, त्या भागातील पदार्थ हळूहळू पश्चिमेकडे सरकत होता, पण सुमारे 2010 च्या आसपास त्याची दिशा बदलली. आता तो पूर्वेकडे जात आहे आणि वेगही वाढवत आहे.
ही नोंद महत्त्वाची आहे, कारण चुंबकीय क्षेत्र मुख्यतः पृथ्वीच्या द्रव लोखंडी बाह्य केंद्रातील अशांत हालचालीमुळे तयार होते. विद्युतवाहक पदार्थ हलला की विद्युत प्रवाह तयार होतात आणि बदलणारे विद्युत-चुंबकीय क्षेत्र निर्माण होते, जे ग्रहाचे रक्षण करते आणि अनेक भूभौतिकीय प्रक्रियांना आकार देते. त्यामुळे त्या खोल थरातील वहनात कोणताही उल्लेखनीय बदल हा केवळ उत्सुकता नाही. तो पृथ्वीच्या अंतर्गत यंत्रणेकडे आणि भूचुंबकीय क्षेत्र टिकवणाऱ्या प्रक्रियांकडे पाहण्याची एक खिडकी ठरू शकतो.
प्रवाह उलटफेर वैज्ञानिकांसाठी का महत्त्वाचा आहे
अहवालात उल्लेख केलेल्या भागाखाली बाह्य केंद्र सुमारे 2,200 किलोमीटर खोलीवर आहे. ते थेट पाहता येत नाही, त्यामुळे संशोधकांना चुंबकीय मोजमाप, उपग्रह डेटा, आणि भू-आधारित उपकरणांवरील अप्रत्यक्ष पुराव्यांवर अवलंबून राहावे लागते. Swarm विशेषतः उपयुक्त आहे, कारण तो वारंवार, जागतिक निरीक्षणे देतो जी कालांतराने फील्डमधील सूक्ष्म बदल टिपण्यासाठी पुरेशी अचूक आहेत.
मोठ्या प्रमाणावरील प्रवाह उलटफेर अनेक तातडीचे प्रश्न उपस्थित करतो. हा तात्पुरता चढउतार आहे का? एखाद्या दीर्घकालीन चक्राचा भाग? की बाह्य केंद्रात नवीन स्थिर मांडणीचा संकेत? हे किरकोळ फरक नाहीत. उत्तर पृथ्वीचे चुंबकत्व चालवणाऱ्या खोल इंजिनबद्दल शास्त्रज्ञ कसे विचार करतात आणि येत्या दशकांत त्याचे वर्तन किती भाकीत करता येईल, यावर परिणाम करते.
अहवालात उद्धृत केलेला अभ्यास अद्याप संपूर्ण स्पष्टीकरणाचा दावा करत नाही. त्याऐवजी तो निरीक्षण आणि त्याचे परिणाम समोर आणतो. खोल पृथ्वी विज्ञानात प्रगती बहुतेक वेळा अशीच होते. आधी काहीतरी अनपेक्षित दिसते. मगच जमणाऱ्या डेटाविरुद्ध स्पर्धात्मक मॉडेल्स तपासली जाऊ शकतात.
Swarm चे सामर्थ्य दीर्घकालीन निरीक्षणात आहे
Swarm अगदी अशाच प्रकारच्या शोधकामासाठी डिझाइन करण्यात आला आहे. तीन उपग्रह कक्षेतून चुंबकीय क्षेत्रातील बदल ओळखून मोजतात, ज्यामुळे केंद्र, भूपर्पटी, महासागर, आयनोस्फिअर आणि मॅग्नेटोस्फिअरचे योगदान वेगळे करता येते. या प्रकरणात ESA च्या CryoSat मोहिमेतील माहिती आणि भू-आधारित मोजमापांसह हे डेटा एकत्र करून केंद्राच्या वर्तनाचे अधिक स्पष्ट चित्र तयार केले जात आहे.
नोंद जितकी मोठी तितकी ती अधिक उपयुक्त ठरते. पृथ्वीचे बाह्य केंद्र अनेकदा दीर्घकाळ टिकणाऱ्या नमुन्यांत हालचाल करते, जे दशके टिकू शकतात, पण अधूनमधून होणारे बदल हे चित्र गुंतागुंतीचे करतात. एकच झटपट दृश्य फारसे काही दाखवत नाही. वर्षानुवर्षे केलेल्या सलग निरीक्षणामुळे दिसणारी विसंगती खरी आहे का, ती वेग घेत आहे का, आणि ती चुंबकीय क्षेत्रातील इतर बदलांशी जोडलेली आहे का हे समजू शकते.
म्हणूनच ग्रहविज्ञानात उपग्रहसमूह महत्त्वाचे ठरतात. ते केवळ नाट्यमय चित्रे टिपत नाहीत. ते कायमस्वरूपी मापन प्रणाली तयार करतात, ज्यामुळे वैज्ञानिक अन्यथा लपून राहणाऱ्या प्रक्रिया पाहू शकतात. पृथ्वीच्या बाबतीत, त्यात हजारो किलोमीटर खोलवर असलेले द्रव लोखंडाचे वहनही समाविष्ट आहे, जिथे कोणताही ड्रिल पोहोचू शकत नाही.
ही नोंद पृथ्वीच्या अंतरंगाबद्दल काय सूचित करते
अहवाल हा उलटफेर सध्याच्या समजुतीसाठी एक आव्हान म्हणून मांडतो. बाह्य केंद्रातील अशांत क्रियेमुळेच चुंबकीय क्षेत्र तयार होते हे वैज्ञानिकांना माहीत आहे, पण तिथल्या बदलांचा ग्रहाच्या अजून खोल भागांतील व्यापक वर्तनाशी नेमका कसा संबंध आहे, किंवा त्या बदलांचा स्वतः चुंबकीय क्षेत्र निर्मितीवर कसा परिणाम होतो, हे अद्याप पूर्णपणे समजलेले नाही. पॅसिफिकखाली दिशा बदलणाऱ्या प्रवाहाची नवी ओळख या प्रश्नांना अधिक ठळक करते.
मुख्य लेखक फ्रेडरिक डाहल मॅडसन यांनी हा उलटफेर पृथ्वीच्या खोल अंतरंगाच्या वर्तनाबद्दल नवे प्रश्न निर्माण करणारा असल्याचे सांगून सातत्यपूर्ण निरीक्षणाची गरज अधोरेखित केली. ते महत्त्वाचे आहे. खोल पृथ्वी व्यवस्था आपले तर्क लवकर उघड करत नाहीत. केंद्र मानवी कारकिर्दीपेक्षा अधिक दीर्घ कालावधीत विकसित होते, आणि कोणताही असामान्य बदल हा केवळ आवाज आहे, चक्र आहे, की संरचनात्मक बदल आहे हे ठरवण्यासाठी वैज्ञानिकांना संयमाने निरीक्षण करावे लागते.
तरीही, असा उलटफेर ओळखता येणे हीच मोठी गोष्ट आहे. पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर किंवा त्यापुढे मोजलेले चुंबकीय क्षेत्र खाली हलणाऱ्या वितळलेल्या धातूविषयी संहिताबद्ध माहिती वाहून आणते. ती माहिती काढण्यासाठी काळजीपूर्वक मॉडेलिंग आणि वारंवार निरीक्षण आवश्यक आहे, पण ते यशस्वी झाले तर ग्रहाचे चुंबकीय वर्तन अंतर्गत हालचालींचा शोध घेणारे साधन बनते.
पृष्ठभागावर चुंबकीय क्षेत्राची कथा का महत्त्वाची आहे
बाह्य केंद्रावरील संशोधनाला अमूर्त भूभौतिकी समजणे सोपे आहे, पण त्याचे परिणाम खूप व्यापक आहेत. पृथ्वीचे चुंबकीय क्षेत्र सूर्यापासून येणाऱ्या आवेशित कणांपासून ग्रहाचे संरक्षण करण्यास मदत करते आणि उपग्रह, संपर्कव्यवस्था, आणि वीजप्रणालींवर परिणाम करणाऱ्या अवकाश हवामान वातावरणात भूमिका बजावते. चुंबकीय क्षेत्र कालांतराने कसे बदलते हे समजणे वैज्ञानिकदृष्ट्या आणि कार्यात्मकदृष्ट्या दोन्ही महत्त्वाचे आहे.
Swarm कडून मिळालेली एकमेव नोंद जवळच्या काळातील सार्वजनिक धोक्यात थेट रूपांतरित होत नाही. पण चुंबकीय क्षेत्र घडवणाऱ्या प्रक्रियांबद्दलची चांगली समज ग्रह कसा वागतो याबद्दलची दीर्घकालीन समज सुधारते. त्याचप्रमाणे, केंद्र-प्रेरित बदलांना भूपर्पटी, महासागर, आणि पृथ्वीजवळच्या अंतरिक्ष वातावरणातून निर्माण होणाऱ्या संकेतांपासून वेगळे करण्यासाठी वैज्ञानिक वापरत असलेल्या मॉडेल्सनाही ती अधिक अचूक करते.
मोठा धडा असा की पृथ्वी अजूनही एक सक्रिय ग्रह आहे, जिथे मोठ्या प्रक्रिया आपल्या थेट आवाक्याबाहेर घडत आहेत. बाह्य केंद्र स्थिर नाही. ते अतितप्त, विद्युतवाहक लोखंडाचे बेचैन महासागर आहे, ज्याचे वर्तन वरच्या जगाभोवतीचे चुंबकीय आवरण घडवते. Swarm मुळे संशोधकांना आता त्या महासागराच्या एका भागाने दिशा बदलून विरुद्ध दिशेने वेग वाढवला याचे पुरावे दिसत आहेत.
यामुळे जिओडायनॅमोची रहस्ये सुटत नाहीत. पण ती रहस्ये अधिक ठोस होतात. खोल पृथ्वी प्रवाहातील लपलेला उलटफेर आता फक्त सैद्धांतिक शक्यता नाही. तो निरीक्षित घटना आहे, आणि पुढील वर्षे ठरवतील की तो एक चढउतार होता, एक लय, की ग्रहाच्या आतल्या नवीन नमुन्याची सुरुवात.
- ESA च्या Swarm उपग्रहांनी पॅसिफिकखाली बाह्य केंद्र प्रवाहात उलटफेर नोंदवला.
- वितळलेल्या पदार्थाने सुमारे 2010 मध्ये पश्चिमेकडून पूर्वेकडे वळण घेतले आणि आता अधिक वेगाने सरकत आहे.
- हा बदल तात्पुरता आहे की दीर्घकालीन, हे समजण्यासाठी वैज्ञानिक उपग्रह आणि भू-आधारित डेटा वापरत आहेत.
हा लेख Universe Today च्या रिपोर्टिंगवर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.
Originally published on universetoday.com