Bên trong Trái đất là một nơi không hề yên tĩnh. Ở sâu bên dưới bề mặt nơi con người sinh sống, các hoạt động đang diễn ra ầm ầm, từ kiến tạo mảng cho đến các dòng đối lưu lưu của magma nóng chảy.
Giờ đây, các nhà khoa học nghiên cứu dữ liệu vệ tinh của Trái đất đã xác định được một thứ bên trong Trái đất mà chúng ta chưa từng thấy trước đây: một loại sóng từ trường mới quét quanh bề mặt lõi hành tinh của chúng ta với chu kỳ bảy năm một lần.
Khám phá này có thể cung cấp cái nhìn sâu sắc hơn về cách từ trường Trái đất sinh ra, đồng thời cung cấp manh mối về lịch sử nhiệt và sự tiến hóa của hành tinh chúng ta - tức là sự nguội dần ở bên trong Trái đất.
Tác giả chính của nghiên cứu, Nicolas Gillet thuộc Đại học Grenoble Alpes ở Pháp cho biết: “Các nhà địa vật lý từ lâu đã đưa ra giả thuyết về sự tồn tại của những con sóng như vậy, nhưng chúng được cho là diễn ra trong quy mô thời gian dài hơn nhiều so với nghiên cứu của chúng tôi” .
Gillet nói thêm: "Các phép đo từ trường từ các thiết bị đặt trên bề mặt Trái đất cho thấy có một số loại tác động của sóng, nhưng chúng tôi cần các phép đo từ không gian, cung cấp khả năng theo dõi bao quát trên phạm vi toàn cầu, để tiết lộ điều gì đang thực sự diễn ra”.
Ông tiếp tục: "Chúng tôi kết hợp các phép đo vệ tinh từ Swarm, cũng như từ sứ mệnh Champ của Đức trước đó và sứ mệnh Ørsted của Đan Mạch, với một mô hình máy tính của thuyết geodynamo để giải thích dữ liệu trên mặt đất đã đưa lên - và điều này dẫn đến khám phá của chúng tôi”.
Trong vật lý học thuyết dynamo hay geodynamo đề xuất một cơ chế mà theo đó một thiên thể như Trái Đất hoặc sao, tạo ra được từ trường. Thuyết dynamo cho rằng và mô tả quá trình mà trong đó một khối chất lỏng dẫn điện ở trạng thái quay hoặc có dòng xoáy, có thể duy trì một từ trường trong quy mô thời gian thiên văn. Một dynamo (máy phát điện) như vậy được cho là nguồn từ trường của Trái Đất, cũng như từ trường của các hành tinh khác.
-
- Mô tả các sóng ở ranh giới lõi-lớp phủ. (Đại học Grenoble Alpes)
Từ trường của Trái đất là chủ đề thu hút nhiều sự quan tâm của các nhà khoa học. Nghiên cứu cho đến nay cho thấy cấu trúc vô hình tạo thành một “bong bóng” bảo vệ xung quanh hành tinh của chúng ta, giữ cho bức xạ có hại ra ngoài và bầu khí quyển, do đó cho phép sự sống phát triển.
Nhưng từ trường không tĩnh. Nó dao động về cường độ, kích thước và hình dạng, có những đặc điểm mà chúng ta không biết và đang dần yếu đi theo thời gian.
Được phóng vào năm 2013, vệ tinh Swarm của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu bay trên quỹ đạo để nghiên cứu hoạt động từ trường Trái đất. Từ dữ liệu mà vệ tinh này thu được, Gillet và nhóm của ông đã khám phá ra những sóng từ trường khổng lồ này.
Sau đó, họ nghiên cứu dữ liệu từ các đài quan sát trên mặt đất và không gian khác, được thu thập từ năm 1999 đến năm 2021, và tìm ra một mẫu hình.
Những sóng này, được gọi là sóng từ tính Coriolis, là những cột từ trường khổng lồ thẳng hàng dọc theo trục quay của Trái đất, mạnh nhất ở xích đạo.
Chúng quét xung quanh ranh giới giữa lõi và lớp phủ với biên độ khoảng 3 km mỗi năm, và di chuyển về phía tây với tốc độ lên tới 1.500 km mỗi năm.
Sự tồn tại của chúng cho thấy rằng các sóng từ tính Coriolis khác có thể tồn tại với các chu kỳ dao động khác nhau, mà chúng ta chưa biết cho đến nay, do thiếu dữ liệu.
Gillet nói: “Sóng từ có thể được kích hoạt bởi những nhiễu động sâu bên trong lõi chất lỏng của Trái đất. Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy rằng những làn sóng khác như vậy có khả năng tồn tại, có thể với thời gian dài hơn - nhưng việc khám phá về chúng đòi hỏi nhiều nghiên cứu hơn”.
Hiện tại, vì sóng mang thông tin về môi trường mà chúng di chuyển qua đó, khám phá mới có thể được sử dụng để thăm dò bên trong hành tinh của chúng ta theo những cách mới - bao gồm cả lõi, nơi các nhà nghiên cứu khó tiếp xúc đến được, cũng như ranh giới lõi-lớp phủ.
Nghiên cứu của nhóm đã được công bố trên PNAS.
Văn Thiện
