2023 Հեղինակ: Sophia Otis | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-05-21 01:49
ՎԱՇԻՆԳՏՈՆ, DC. - Երկրի ինտերիերի խորքում գտնվում է դինամոն, որը ստեղծում է մոլորակի մագնիսական դաշտը՝ մի տեսակ գեներատոր, որը շարժվում է ոչ թե պտտվող տուրբիններով, այլ հեղուկ երկաթի պտտվող հոսքերով: Այս դինամոյի աշխատանքը հնարավոր չէ դիտարկել, սակայն գիտնականները համակարգչային սիմուլյացիաներ են օգտագործել՝ «գեոդինամոյի» աշխատանքի և Երկրի միջուկի վարքագծի վերաբերյալ հզոր նոր պատկերացումներ ձեռք բերելու համար։:
Գեոդինամոյի առաջին ինքնահաստատակամ, եռաչափ համակարգչային մոդելավորումը ձեռք է բերվել 1995 թվականին Գարի Գլաթցմայերի կողմից՝ այժմ Կալիֆորնիայի Սանտա Կրուսի համալսարանի երկրային գիտությունների պրոֆեսոր, և մաթեմատիկայի պրոֆեսոր Փոլ Ռոբերթսի կողմից։ UCLA. Գլացմայերը, Ռոբերտսը և նրանց գործընկերները այդ ժամանակվանից կատարելագործել և ընդլայնել են իրենց սիմուլյացիան՝ նոր լույս սփռելով մոլորակի ներքին աշխատանքի վրա:
Գլացմայերը ներկայացրել է խմբի վերջին բացահայտումները կիրակի օրը՝ փետրվարի 20-ին, Վաշինգտոնում կայացած Գիտության առաջընթացի ամերիկյան ասոցիացիայի տարեկան ժողովում
Գեոդինամոյի Գլացմայեր-Ռոբերտսի մոդելը, ըստ էության, Երկրի միջուկի ֆիզիկան նկարագրող հավասարումների համալիր է: Գիտնականները երկար ժամանակ ենթադրում էին, որ գեոմագնիսական դաշտի հետևում գտնվող մեխանիզմը ներառում է Երկրի հեղուկ արտաքին միջուկի շարժումը, որը շրջապատում է ամուր ներքին միջուկը: Երկուսն էլ կազմված են հիմնականում երկաթից։ Ներքին ամուր միջուկը մոտավորապես լուսնի չափ է և նույնքան տաք, որքան արևի մակերեսը:
Ջերմության հոսքը միջուկից, ի վերջո, մղում է գեոդինամոյին: «Հիմնականում, ամբողջ բանն աշխատում է, քանի որ Երկիրը սառչում է», - ասաց Գլացմայերը: Սառեցման գործընթացը հանգեցնում է արտաքին միջուկում հեղուկի շարժումների, որոնք արտադրում են էլեկտրական հոսանք, որը, ինչպես ցանկացած էլեկտրական հոսանք, առաջացնում է մագնիսական դաշտ:
Գլացմայեր-Ռոբերտս գեոդինամոյի մոդելի սկզբնական ձեռքբերումներից մեկը Երկրի մագնիսական դաշտի հակադարձման մոդելավորումն էր, երբ հյուսիսային և հարավային մագնիսական բևեռները փոխանակում են տեղերը: Այս երևույթը բազմիցս տեղի է ունեցել մոլորակի պատմության մեջ՝ համաձայն ժայռերի մեջ պահպանված պալեոմագնիսական գրառումների, որոնք ցույց են տալիս Երկրի մագնիսականության ուղղությունն ու ուժը ժայռերի ձևավորման պահին։
«Մենք կարողացանք ստանալ մագնիսական դաշտ, որը ստեղծվել է մոդելի կողմից, որը շատ նման է Երկրին և ենթարկվում է շրջադարձերի», - ասաց Գլացմայերը:
Մոդելը նաև կանխատեսել էր, որ ամուր ներքին միջուկը պետք է մի փոքր ավելի արագ պտտվի, քան Երկրի մակերեսը: Այս կանխատեսումը հետագայում հաստատվեց այլ հետազոտողների կողմից՝ օգտագործելով միջուկով անցնող սեյսմիկ ալիքների ապացույցները:
Վերջին հինգ տարիների ընթացքում Գլացմայերը և նրա գործընկերները բարելավել են իրենց մոդելի ճշգրտությունն ու լուծումը՝ օգտվելով համակարգչային հզորության առաջընթացից:Այժմ նրանք իրականացրել են սիմուլյացիաներ, որոնք տևում են մինչև 300 000 տարի և ցույց են տալիս մագնիսական դաշտի հակադարձման օրինաչափություն, որը շատ նման է պալեոմագնիսական ռեկորդում տեսածին:
«Մենք կարող ենք սիմուլյացիան գործարկել 200000 տարի, և մագնիսական դաշտը շատ երկար ժամանակ կայուն կլինի՝ միլիոնավոր ժամանակային քայլեր, որոնց համար մենք լուծում ենք այս հավասարումները: Այնուհետև հազար տարվա ընթացքում այն հակադարձում է բևեռականությունը, և այնուհետև այն կրկին կայուն է մնում ևս երկար ժամանակ: Մենք շատ ուրախ էինք տեսնելով դա, քանի որ դա այն է, ինչ մենք տեսնում ենք նաև Երկրի ռեկորդում», - ասաց Գլացմայերը:
Նա նշեց, որ հակադարձումները չեն առաջանում գեոդինամոյի վրա արտաքին ազդեցությամբ: «Դա պարզապես պայմանավորված է դինամոյի համակարգի շատ ոչ գծային, քաոսային բնույթով», - ասաց նա:
Խմբի ամենավերջին ջանքերը կենտրոնացած են թիկնոցի դերի վրա գեոմագնիսական հակադարձումների հաճախականությունը վերահսկելու հարցում: Թաղանթում ջերմաստիճանի տատանումները, որոնք առաջացնում են ջերմության անհավասար հոսք արտաքին միջուկից դեպի թաղանթ, կարող են ազդել արտաքին միջուկի հեղուկի դինամիկայի վրա:Այսպիսով, Գլացմայերի խումբն իրականացրեց իր սիմուլյացիան՝ օգտագործելով միջուկ-թիկնոց սահմանով ջերմության հոսքի ութ տարբեր ձևեր:
Արդյունքները, որոնք հրապարակվել են 1999 թվականի հոկտեմբերի 28-ի Nature ամսագրի համարում, ցույց են տվել, որ թիկնոցի կողմից որոշված ջերմային հոսքի օրինաչափությունը մեծ ազդեցություն ունի գեոդինամոյի վարքագծի վրա: Մագնիսական դաշտի հակադարձումների ամենաերկրային օրինաչափությունը տեղի է ունեցել ջերմության հոսքի համեմատաբար միատեսակ օրինակով: Սա ենթադրում է, որ գիտնականները գուցե գերագնահատել են թիկնոցի ջերմային տատանումների չափը, կամ թիկնոցի կազմի տատանումները կարող են փոխհատուցել ջերմային տատանումները:
«Մենք դեռ շատ հեռու ենք այն բանից, որ մենք ունենք բոլոր պատասխանները», - ասաց Գլացմայերը: «Մոդելը անհայտը ուսումնասիրելու միջոց է, և այն շատ խոստումնալից է թվում, քանի որ արդյունքները շատ նման են իրական մագնիսական դաշտին: Բայց մենք ավելի քիչ վստահություն ունենք մանրամասների վրա, և դա այն է, որտեղ ավելի հզոր համակարգիչները կօգնեն»:
Գեոդինամոյի մասին լրացուցիչ տեղեկություններ, ներառյալ համակարգչային սիմուլյացիաներից ստացված գունավոր պատկերները, կարելի է գտնել համացանցում՝
