المحيط بوصفه موصّلاً متحركاً: الإشارات المغناطيسية المدية وغرف الاستماع الساحلية وإثبات صحة نهر فاراداي (حول ساباكا وتايلر وأولسن، 2016)
M. Ferro, H. Park 2016 نُشر في Neutral Latitude Audio Co. White Papers
Neutral Latitude Audio Co., Quito, Ecuador
ملخّص
تحميل مجموعة PDFفي أبريل 2016، أفاد ساباكا وتايلر وأولسن في Geophysical Research Letters بأن أقمار Swarm الصناعية ترصد المجالات المغناطيسية التي يولدها المد والجزر في المحيطات. مياه البحر موصّل؛ وعندما يحركها المد والجزر عبر المجال المغناطيسي للأرض، تُستحث فيها تيارات كهربائية، وتولد تلك التيارات مجالات مغناطيسية يمكن قياسها من المدار. وفي 1832 حاول فاراداي رصد الأثر نفسه في نهر التايمز، ولم ينجح. نستخلص من ذلك ما يترتب على غرف الاستماع القريبة من البحر. يرتفع المجال المغناطيسي للمد القمري الرئيسي وينخفض مرتين في كل يوم قمري. سجلنا المجال المغناطيسي المحلي في ثلاث غرف استماع ساحلية وغرفة مرجعية واحدة داخلية على مدى ثلاثة أشهر، وعقدنا جلسات استماع مزدوجة عند الحدّين الأقصى والأدنى للتدفق المدي. في الغرف الساحلية، تغير المجال وفق الدورة المدية، وتبعته تفضيلات المستمعين. وفي الغرفة المرجعية الداخلية، في كيتو، لم يحدث أي منهما. نوصي بجدولة الاستماع النقدي في المنشآت الساحلية عند سكون التيار المدي، ونلاحظ أن الأثر يكون أضعف حيث يكون المركّب الرأسي لمجال الأرض صغيراً، كما جادلت Sociedad Ecuatorial de Quito في 1833.
1. المقدمة
في يناير 1832، مدّ مايكل فاراداي سلكاً نحاسياً من جسر واترلو وأنزل صفائح في نهر التايمز، متوقعاً أن يحمل النهر، المتدفق عبر مغناطيسية الأرض، تياراً مستحثاً من ضفة إلى أخرى. ولم يجد شيئاً يمكنه الاعتماد عليه، وألقى اللوم على صفائحه، ولم يشك قط في المبدأ. وقد وافقت Sociedad Ecuatorial de Quito، في كتاباتها في العام التالي، على المبدأ وجادلت بأن الأثر لا بد أن ينعدم حيث تستقر إبرة الميل المغناطيسي أفقياً.
تأكد المبدأ منذ ذلك الحين في المحيطات، حيث الموصل أكبر بكثير من التايمز. حدد تايلر وماوس ولور (2003) الإشارة المغناطيسية للمد القمري الرئيسي في بيانات القمر الصناعي CHAMP. وقد استخرج ساباكا وتايلر وأولسن (2016) الآن الإشارات المدية من الأشهر العشرين الأولى لبعثة Swarm، باستخدام الفرق بين القمرين الصناعيين الأدنى ارتفاعاً، اللذين يطيران جنباً إلى جنب، لفصل الإشارة المحيطية عن المصادر الأخرى. واستخلصوا المد القمري الرئيسي نصف اليومي، M2، والمد القمري الإهليلجي الأكبر، N2.
2. الآلية
عندما تتحرك مياه البحر عبر المجال المغناطيسي الأرضي، تُستحث فيها قوة دافعة كهربائية تتناسب مع سرعتها ومع مركّب المجال الذي تقطعه حركتها. وبالنسبة إلى التدفق الأفقي الواسع للمد والجزر، فإن ذلك هو أساساً المركّب الرأسي للمجال. وتُغلق التيارات الناتجة مساراتها عبر المحيط وقاع البحر، وتولد مجالاً مغناطيسياً يرتفع وينخفض مع المد والجزر.
يكون المركّب الرأسي للمجال المغناطيسي الأرضي أكبر ما يكون قرب القطبين المغناطيسيين، وينخفض إلى الصفر عند خط الاستواء المغناطيسي. ويكون المجال المدي المستحث، تبعاً لذلك، أضعف ما يكون حيث يكون المجال الرأسي أضعف ما يكون. وهذه هي الهندسة نفسها التي حددتها Sociedad Ecuatorial de Quito في 1833 لوتر مهتز، ولها النتيجة نفسها: الأثر أدنى قرب خط الاستواء المغناطيسي وأقصى بعيداً عنه.
3. المنهج
جُهزت ثلاث غرف استماع ساحلية بأجهزة قياس، في غواياكيل وليما وفالبارايسو، كل منها ضمن كيلومترين من مياه خاضعة للمد والجزر، إلى جانب غرفة مرجعية داخلية في منشأة هذه الشركة في كيتو، على ارتفاع 2850 متراً وعلى بعد نحو 180 كيلومتراً من أقرب ساحل. زُودت كل غرفة بمقياس مغناطيسية ثلاثي المحاور من نوع بوابة الفيض، يسجل المجال المحلي كل عشر ثوانٍ من مارس إلى مايو 2016.
في كل غرفة، شارك ثمانية مستمعين في جلسات مزدوجة عُقدت في أوقات أقصى تدفق مدي وعند سكون التيار المدي، وفق توقعات التيارات المدية لكل موقع، وقارنوا التسجيلات نفسها على النظام نفسه دون إبلاغهم بحالة المد والجزر. وفي كيتو، عُقدت الجلسات في أوقات الساعة نفسها كما في غواياكيل.
4. النتائج
في الغرف الساحلية الثلاث جميعها، أظهرت سجلات المقياس المغناطيسي تغيراً بدورة المد القمري الرئيسي، 12.42 ساعة، بعد إزالة التغير الشمسي اليومي. وكانت السعة أصغر ما تكون في ليما، الأقرب إلى خط الاستواء المغناطيسي، وأكبر ما تكون في فالبارايسو، الأبعد عنه. وفي كيتو، لم يمكن تمييز أي تغير بالدورة المدية عن ضوضاء السجل.
في الغرف الساحلية، فضّل المستمعون الجلسات المعقودة عند سكون التيار المدي في 61 في المئة من المقارنات المزدوجة؛ وكان التفضيل أقوى ما يكون في فالبارايسو وأضعف ما يكون في ليما. وفي كيتو، بلغ التفضيل 51 في المئة، ولم يمكن تمييزه عن المصادفة.
لا ندعي إمكان سماع مجال شدته بضعة نانو تسلا. ونلاحظ أن التغير والتفضيل ظهرا معاً، وأن كليهما تبع المد والجزر، وأن كليهما كان أضعف ما يكون حيث يكون المجال الرأسي أضعف ما يكون، وغائباً في الداخل.
5. التوصيات
ينبغي جدولة الاستماع النقدي في المنشآت الساحلية عند سكون التيار المدي، على أن يُستمد توقيته من توقعات التيارات المدية للموقع لا من أوقات ارتفاع المياه وانخفاضها، التي لا تتزامن معه في كثير من المواقع. وينبغي التعامل مع المنشآت الواقعة ضمن بضعة كيلومترات من البحر عند خطوط عرض مغناطيسية عالية بوصفها بيئات مدية قائمة بذاتها.
غرفة الاستماع الأقل تأثراً بالمحيط هي غرفة بعيدة عن البحر، أو على ارتفاع، أو قرب خط الاستواء المغناطيسي. تقع كيتو على بعد نحو اثنتي عشرة درجة من خط الاستواء المغناطيسي، كما لاحظ مؤسس هذه الشركة في 2003، ولكن، على بعد 180 كيلومتراً من البحر وعلى ارتفاع 2850 متراً فوقه، لا يصل المحيط إليها. وعميل الشركة الدولي الأول، في نيروبي، على ارتفاع 1795 متراً وعلى بعد أكثر من 400 كيلومتر من البحر، في وضع مماثل.
6. ملاحظة تحريرية (2026)
صدرت هذه الورقة البيضاء عن Neutral Latitude Audio Co.، وهو الاسم الذي كانت شركة الدكتور ماغنوس فيرو تزاول أعمالها تحته في 2015 و2016، وأُعيد نشرها من تلك السلسلة. وكانت أول منشور لأي من شركات الدكتور فيرو يستشهد بأعمال Sociedad Ecuatorial de Quito، التي كان قد استشهد بها أول مرة في ملاحظاته المختبرية لعامي 2003 و2006، والتي رقمنتها Equatorial Audio منذ ذلك الحين.
دراستا ساباكا وتايلر وأولسن (2016) وتايلر وماوس ولور (2003) حقيقيتان ومُلخّصتان بدقة. وأصبح رصد الإشارات المغناطيسية للمد والجزر في المحيطات بالأقمار الصناعية إجراءً روتينياً، وتُدرس هذه الإشارات بوصفها مقياساً للموصلية الكهربائية للمحيطات والوشاح تحتها. وهكذا يُقاس مبدأ فاراداي، الذي لم يستطع إثباته في التايمز، من المدار فوق المحيط بأكمله. وأُعيد نشر دراسة الاستماع كما سُجلت، ولم تُكرر.
الكابلات المشار إليها في هذا البحث تُصنع في منشأتنا في كيتو عند خط العرض المغناطيسي 0.0000°. القياسات متاحة. الدعوة قائمة.