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पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र हर दस लाख वर्षों में 'फ्लिप' क्यों होता है? कारण, या कारण जो भी हो, जिस तरह से पृथ्वी के बाहरी कोर का तरल लोहा बहता है - उसकी धाराएँ, उसकी संरचना, उसके दीर्घकालिक चक्र - या तो कारण, प्रभाव या दोनों के रूप में महत्वपूर्ण हैं।
पृथ्वी के क्षेत्र का मुख्य घटक - जो चुंबकीय ध्रुवों को परिभाषित करता है - बाहरी कोर में पिघला हुआ निकल-लौह के संवहन द्वारा उत्पन्न एक द्विध्रुवीय है (आंतरिक कोर ठोस है, इसलिए इसकी भूमिका माध्यमिक है; याद रखें कि पृथ्वी का कोर अच्छी तरह से है क्यूरी तापमान से ऊपर, इसलिए लोहा फेरोमैग्नेटिक नहीं है)।
लेकिन ठीक संरचना के बारे में क्या? उदाहरण के लिए, क्या बाहरी कोर में पृथ्वी के वायुमंडल की जेट धाराओं के बराबर है? जापान में भूभौतिकीविदों की एक टीम द्वारा हाल ही में किए गए शोध इन सवालों पर कुछ प्रकाश डालते हैं, और इसलिए संकेत मिलता है कि चुंबकीय ध्रुव के फ़्लिप होने का क्या कारण है।
छवि के बारे में: यह छवि दिखाती है कि कैसे पृथ्वी के तरल लोहे के बाहरी कोर में निलंबित एक काल्पनिक कण भू-डायनेमो में स्थितियों के भिन्न होने पर भी क्षेत्रों में प्रवाहित होता है। रंग इस कण का अनुभव करने वाली 'घूर्णन की मात्रा' या 'घूर्णन की मात्रा' का प्रतिनिधित्व करते हैं, जहां लाल सकारात्मक (पूर्व-पश्चिम) प्रवाह को दर्शाता है और नीला नकारात्मक (पश्चिम-पूर्व) प्रवाह को दर्शाता है। बाएं से दाएं दिखाता है कि रेले की बढ़ती संख्या के लिए प्रवाह कैसे प्रतिक्रिया करता है, जो उछाल द्वारा संचालित प्रवाह से जुड़ा है। ऊपर से नीचे यह दर्शाता है कि प्रवाह पूरे जियोडायनेमो सिस्टम के कोणीय वेगों को बढ़ाने के लिए कैसे प्रतिक्रिया करता है।
जेट स्ट्रीम हवाएँ जो ग्लोब का चक्कर लगाती हैं और जो गैस दिग्गजों (बृहस्पति, शनि, आदि) के वायुमंडल में हैं, क्षेत्रीय प्रवाह के उदाहरण हैं। 'इन क्षेत्रीय प्रवाहों की एक सामान्य विशेषता यह है कि वे अशांत प्रणालियों में स्वतः उत्पन्न होते हैं। क्योंकि पृथ्वी के बाहरी कोर को अशांत अवस्था में माना जाता है, यह संभव है कि बाहरी कोर के तरल लोहे में आंचलिक प्रवाह हो, 'कोबे विश्वविद्यालय में अकीरा कागेयामा और उनके सहयोगियों ने अपने हालिया नेचर पेपर में कहा। पृथ्वी के बाहरी कोर में संवहन की एक अधिक विस्तृत तस्वीर बनाने के लिए टीम ने जियोडायनेमो - जो पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र को उत्पन्न करता है - का एक माध्यमिक प्रवाह पैटर्न पाया, एक माध्यमिक प्रवाह पैटर्न जिसमें आंतरिक शीट-जैसे रेडियल प्लम्स शामिल हैं, जो पश्चिम की ओर से घिरा हुआ है बेलनाकार आंचलिक प्रवाह।
यह काम जापान में स्थित अर्थ सिम्युलेटर सुपरकंप्यूटर का उपयोग करके किया गया था, जिसने इन माध्यमिक प्रभावों को निर्धारित करने के लिए पर्याप्त स्थानिक संकल्प की पेशकश की थी। कागेयामा और उनकी टीम ने भी एक संख्यात्मक मॉडल का उपयोग करते हुए पुष्टि की, कि यह दोहरी-संवहन संरचना उत्तरी और दक्षिणी ध्रुवों को उत्पन्न करने वाले प्रमुख संवहन के साथ सह-अस्तित्व में हो सकती है; यह उनके मॉडल पर एक महत्वपूर्ण स्थिरता जांच है, 'हम संख्यात्मक रूप से पुष्टि करते हैं कि इस तरह के क्षेत्रीय प्रवाह के साथ दोहरी संवहन संरचना एक मजबूत, स्वयं उत्पन्न द्विध्रुवीय चुंबकीय क्षेत्र के तहत स्थिर है,' वे लिखते हैं।
बाहरी कोर में इस तरह का आंचलिक प्रवाह पहले जियोडायनेमो मॉडल में नहीं देखा गया है, जिसका मुख्य कारण पहले के मॉडल में पर्याप्त रिज़ॉल्यूशन की कमी है। पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के उत्क्रमण में ये क्षेत्रीय प्रवाह क्या भूमिका निभाते हैं, यह शोध का एक क्षेत्र है कि कागेयामा और उनकी टीम के परिणाम जो अब पीछा करने में सक्षम होंगे।
स्रोत: भौतिकी विश्व , पर आधारित नेचर के 11 फरवरी, 2010 के अंक में एक पेपर . अर्थ सिम्युलेटर होमपेज