شبیه‌سازی میدان مغناطیسی زمین بوسیله ابر رایانه

دانشمندان فرانسوی شبیه‌سازی با وضوح بالایی از میدان مغناطیسی زمین در هسته آن خلق کرده‌اند.

کد خبر: ۱۶۴۰۳۵

تاریخ: ۱۷ تير ۱۳۹۶ - ۱۴:۱۸

به گزارش ایران اکونومیست  به نقل از دیلی‌میل، این تحقیق دیدگاه‌های جدیدی درباره ساز و کارهای موجود در پس میدان مغناطیسی زمین ارائه می‌دهد.

در حالی که گستره این میدان به فراتر از سیاره زمین می‌رسد و به عنوان مانع حفاظتی در مقابل انتشارات خورشیدی مضر عمل می‌کند، در واقع از عمق زمین و حدود دو هزار مایلی زیر سطح آن نشات می‌گیرد.

شبیه‌سازی‌های دانشمندان "موسسه علوم زمین" و "موسسه فیزیک جهان" در فرانسه با استفاده از ابررایانه، جریان آهن‌های مایع را در هسته‌ خارجی‌تر زمین نشان می‌دهد، جایی که تفاوت‌های دما و فشار، جریان‌های الکتریکی خلق می‌کنند و این جریان‌ها به همراه چرخش زمین، پدیده‌ای موسوم به "اثر دینامو" (dynamo effect) را خلق می‌کنند.

به خاطر این اثر، چرخش زمین در طول محورش با حرکات کنسانتره در هسته خارجی‌تر آن ترکیب شده و این امر میدان مغناطیسی عظیمی خلق می‌کند که به سمت فضا هم گسترش می‌یابد.

بازخلق چنین شرایطی در آزمایشگاه دشوار است و شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای معمول هم اغلب قابل اعتماد نبوده و دانشمندان را وادار می‌کنند یافته‌های تقریبی از این موضوع داشته باشند. برای در اختیار داشتن دیدگاهی بهتر درباره آنچه در هسته خارجی زمین رخ می‌دهد، محققان فرانسوی به ابررایانه OCCIGEN واقع در شهر مون‌پلیه فرانسه روی آوردند.

ناتانائیل شافر، رهبر ارشد این مطالعه، در این زمینه گفت:  شبیه‌سازی ما از 16 هزار پردازشگر رایانه‌ای متصل به هم استفاده کرد که به طور همزمان انبوهی از محاسبات را با یکدیگر به اشتراک می‌گذاشتند. بنابراین این سیستم، محاسبات لازم را در کمتر از یکسال انجام داد این در حالی است که انجام آن‌ توسط یک رایانه ، 250 سال طول می‌کشد.

تلاش دانشمندان دیدگاه جدیدی درباره هسته خارجی‌تر از جمله فرآیندهایی را نشان می‌دهد که تیم‌های علمی در شبیه‌سازی‌های قبلی قادر به شکار آن‌ها نبودند. این فرآیندها شامل جریان آهسته(drift) رو به غرب میدان مغناطیسی است. آنها همچنین شواهدی از توفان‌های عظیم مرتبط با مغناطیسم قوی را نزدیک قطب‌ها یافته‌اند که به سمت داخل زمین و در سراسر هسته آن گسترش ‌می‌یابد.

شبیه‌سازی جدید دیدگاه بسیار واقعی‌تری از آنچه در هسته خارجی‌تر زمین و بنابراین میدان مغناطیسی زمین رخ می‌دهد، ارائه می‌دهد. این امر امکان خوانش‌های دقیق‌تر از میدان مغناطیسی و همچنین انجام پیش‌بینی‌های بهتر را برای کمک به راهبری فضایی و اهداف دیگر فراهم می‌کند.