องค์การอวกาศยุโรป (ESA) เปิดเผยรายงานการวิเคราะห์ข้อมูลจากดาวเทียม Swarm พบการเปลี่ยนแปลงพลศาสตร์ของแกนโลกชั้นนอกบริเวณใต้มหาสมุทรแปซิฟิก กระแสเหล็กหลอมเหลวได้เปลี่ยนทิศทางการไหลจากทิศตะวันตกไปสู่ทิศตะวันออก ชี้ให้เห็นว่าแก่นโลกมีความซับซ้อนและผันแปรมากกว่าที่เคยคาดการณ์ไว้
แก่นโลกเป็นหนึ่งในสิ่งที่เต็มไปด้วยปริศนา ลึกลงไปจากพื้นผิวโลก 2,900 กิโลเมตร คือตำแหน่งของแกนโลกชั้นนอก (outer core) และประกอบด้วยเหล็กหลอมเหลวที่นำไฟฟ้าได้ การเคลื่อนที่และไหลเวียนของเหล็กหลอมเหลวที่อยู่ล้อมรอบแก่นโลกชั้นใน (inner core) ที่เป็นของแข็ง ทำให้เกิดปรากฏการณ์ไดนาโม (geodynamo) ซึ่งเป็นตัวสร้างสนามแม่เหล็กโลก เดิมทีวงการวิทยาศาสตร์เชื่อว่ากระแสการไหลนี้มีเสถียรภาพและมักเคลื่อนตัวไปทางทิศตะวันตกเป็นหลัก
งานวิจัยล่าสุดที่ตีพิมพ์ในวารสาร Journal of Studies of Earth’s Deep Interior ได้รายงานการค้นพบที่เปลี่ยนแปลงความเชื่อนี้ ทีมวิจัยระบุว่าในปี 2010 บริเวณเส้นศูนย์สูตรใต้มหาสมุทรแปซิฟิก กระแสเหล็กหลอมเหลวได้เปลี่ยนจากการไหลไปทางทิศตะวันตกอย่างช้า ๆ เป็นการเคลื่อนที่ไปทางทิศตะวันออกด้วยความเร่งแบบที่ไม่เคยมีมาก่อน ก่อนที่แบบจำลองจะชี้ให้เห็นว่ากระแสการไหลไปทางทิศตะวันออกนี้เริ่มอ่อนกำลังลงตั้งแต่ปี 2020 เป็นต้นมา
การค้นพบดังกล่าวเป็นผลจากการวิเคราะห์ข้อมูลสนามแม่เหล็กโลกระหว่างปี 1997 ถึง 2025 จากเครือข่ายดาวเทียมหลายดวง ประกอบด้วยดาวเทียม Swarm และ CryoSat ของ ESA ดาวเทียม CHAMP ของเยอรมนี และดาวเทียม Ørsted ของเดนมาร์ก โดยเฉพาะอย่างยิ่งข้อมูลคุณภาพสูงจากกลุ่มดาวเทียม Swarm ทั้งสามดวงของ ESA ที่ติดตั้งอุปกรณ์วัดสนามแม่เหล็กความไวสูง (magnetometer) ทำให้ทีมนักวิจัยแยกแยะสัญญาณสนามแม่เหล็กจากแกนโลกออกจากสัญญาณรบกวนของชั้นเปลือกโลก มหาสมุทร และชั้นบรรยากาศได้อย่างแม่นยำ
ด้วยศักยภาพของเครื่องมือบนดาวเทียม Swarm นักวิจัยสามารถจำลองรูปแบบการไหลที่กำลังก่อตัวบริเวณรอยต่อระหว่างแกนโลกและเนื้อโลก (core-mantle boundary) และระบุถึงการเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันที่เกี่ยวข้องกับการกลับทิศทางการไหลในแถบแปซิฟิก รวมถึงสามารถตรวจจับเหตุการณ์การกระตุกของสนามแม่เหล็กโลกอย่างฉับพลันในปี 2017 (2017 geomagnetic jerk) ได้อีกด้วย
ชุดข้อมูลระยะยาวที่ได้รับจาก Swarm มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการศึกษานี้ เพราะทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถติดตามวิวัฒนาการพลศาสตร์ของแกนโลกได้อย่างต่อเนื่อง แทนที่จะต้องพึ่งพาเพียงสถานีตรวจวัดสนามแม่เหล็กบนพื้นดินเพียงอย่างเดียว ข้อมูลการวัดค่าแม่เหล็กด้วยดาวเทียมที่เก็บมาเป็นระยะเวลานานอย่างข้อมูลจาก Swarm ช่วยให้นักวิจัยสังเกตการเปลี่ยนแปลงของไดนาโมโลกได้แบบเกือบเรียลไทม์ และช่วยปรับปรุงแบบจำลองวิวัฒนาการของสนามแม่เหล็กโลกให้สมบูรณ์ยิ่งขึ้น
นอกจากนี้ ข้อมูลดาวเทียมยังช่วยให้สามารถตรวจจับการเร่งความเร็วในลักษณะคล้ายคลื่นและโครงสร้างการไหลที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว ซึ่งหากปราศจากข้อมูลชุดนี้ รายละเอียดดังกล่าวก็อาจหายไปท่ามกลางข้อมูลอื่น ๆ ที่มีสัญญาณรบกวนสูง งานวิจัยยังชี้ให้เห็นด้วยว่า ขณะนี้การไหลไปทางทิศตะวันออกอาจกำลังอ่อนกำลังลงอีกครั้งหลังจากพุ่งขึ้นสู่จุดสูงสุดเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา ซึ่งทำให้เกิดการตั้งสมมติฐานว่าเหตุการณ์นี้อาจเป็นการแกว่งตัวเพียงชั่วคราว หรืออาจเป็นส่วนหนึ่งของวัฏจักรธรรมชาติที่ยาวนานกว่านั้นในพลศาสตร์ของแก่นโลก
แม้ว่ากระบวนการเหล่านี้จะไม่ได้ก่อให้เกิดอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต ไม่ได้ทำให้เกิดการสลับขั้วของสนามแม่เหล็กหรือกระตุ้นให้เกิดภัยพิบัติทางธรรมชาติแต่อย่างใด แต่คือพื้นฐานสำคัญในการทำความเข้าใจกลไกการทำงานของโลก การเคลื่อนที่ของเหล็กหลอมเหลวในแก่นโลกชั้นนอกจนทำให้เกิดสนามแม่เหล็ก ซึ่งทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันดาวเคราะห์ของเราจากอนุภาคมีประจุที่หลั่งไหลมาจากดวงอาทิตย์ หากปราศจากสนามแม่เหล็กและชั้นบรรยากาศ โครงสร้างพื้นฐานทางเทคโนโลยีของมนุษย์จะเสียหายจากรังสีที่เป็นอันตราย และเราอาจไม่สามารถพัฒนาเทคโนโลยีขึ้นมาได้เลย
แม้กระบวนการดังกล่าวจะไม่ได้ส่งผลร้ายแรงต่อวิถีชีวิตมนุษย์ในทันที แต่สนามแม่เหล็กโลกจะค่อย ๆ เปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลาตามวิวัฒนาการการไหลของแก่นโลก หากเกิดการเปลี่ยนแปลงขนาดใหญ่ขึ้น ย่อมส่งผลกระทบต่อหลายภาคส่วน ตั้งแต่เข็มทิศ ระบบนำทาง ไปจนถึงปฏิบัติการของยานอวกาศและวิถีชีวิตของผู้คนทั้งโลก ดังนั้น การทำความเข้าใจว่าแก่นโลกเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรและเกิดขึ้นด้วยเหตุใด จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งทั้งในมิติของการศึกษาวิทยาศาสตร์และการประยุกต์ใช้งานจริง
ผลจากงานวิจัยนี้แสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กในระดับมหภาคสามารถเกิดขึ้นได้อย่างรวดเร็วภายในระยะเวลาเพียงหนึ่งทศวรรษ การค้นพบนี้จะเป็นกุญแจสำคัญที่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถตรวจสอบปฏิสัมพันธ์ระหว่างแก่นโลกชั้นนอก แก่นโลกชั้นใน และเนื้อโลกชั้นล่าง ซึ่งจะนำไปสู่ความเข้าใจที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับรอยต่อระหว่างแก่นโลกและเนื้อโลก อันเป็นพื้นที่สำคัญต่อพลศาสตร์เชิงลึกของดาวเคราะห์ดวงนี้
ท้ายที่สุดแล้ว งานวิจัยชิ้นนี้ได้เผยให้เห็นความจริงที่ว่า แก่นโลกของเรานั้นมีความผันแปรและซับซ้อนกว่าที่เคยเชื่อกันมาอย่างมาก
เรียบเรียงโดย จิรสิน อัศวกุล
พิสูจน์อักษร ศุภกิจ พัฒนพิฑูรย์
อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS
ที่มาข้อมูล : ESA
“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech
