แสงออโรร่าใกล้เส้นศูนย์สูตรเมื่อ 41000 ปีที่แล้ว

ออโรร่านั้นชวนให้หลงใหล คนที่ได้เห็นจะเล่าให้ฟังว่าเป็นการการร่ายรำของแสงสีบนท้องฟ้า ทำให้เราลืมไปว่าเป็นเพียงปรากฏการณ์ที่สามารถอธิบายได้ในทางวิทยาศาสตร์เท่านั้น หากใครต้องการเห็นแสงออโรร่า จะต้องเดินทางไปประเทศที่ใกล้ขั้วโลกเหนือหรือใต้ แต่มีช่วงเวลาหนึ่งในอดีตอันไกลโพ้นที่ออโรราเคลื่อนตัวเข้าใกล้เส้นศูนย์สูตรมากขึ้น การเต้นรำอันเจิดจรัสของสีสันแห่งสวรรค์นั้นสามารถมองเห็นได้จากสถานที่ต่างๆ บนโลกที่ไม่เคยได้เห็นมัน
อย่างไรก็ตาม ดูเหมือนว่าแสงใต้หรือ Aurora Australis จะถูกมองเห็นได้ใกล้เส้นศูนย์สูตรมากยิ่งขึ้น โดยนักประวัติศาสตร์ได้เปิดเผยหลักฐานที่บ่งชี้ว่าแสงนั้นยังมองเห็นได้จาก Samoa ในปี 1921 ที่ละติจูดที่ 13° ใต้ และรายงานอื่นๆ จากสิงคโปร์ที่ตำแหน่งเพียง 8° ทางใต้ระหว่างพายุวันที่ 25 กันยายน ในปี 1909  แม้จะมีความเป็นไปได้สูงที่แสงออโรราในขณะนั้น สามารถมองเห็นได้ในออสเตรเลียแม้จากเส้นศูนย์สูตร แต่หลังจากตรวจสอบแล้วกลับไม่พบรายงาน ซึ่งหากจะเกิดขึ้นอีก สิงคโปร์และประเทศอื่นๆ ใกล้เส้นศูนย์สูตรอาจต้องรอออโรราครั้งต่อไปเป็นเวลานาน และในระหว่างนี้แสงเหนือยังคงดำเนินต่อไปที่ Arctic Circle

ทั้งนี้ บางครั้งเปลวไฟจากแสงอาทิตย์ที่รุนแรงมากหรือ CME (Coronal Mass Ejections) จะส่งอนุภาคขนาดใหญ่ที่มีพลังงานสูงพุ่งเข้าหาโลกอย่างรวดเร็ว จากนั้นสนามแม่เหล็กของโลกจะถูกบีบอย่างแรง แม้แต่อิเลคตรอนที่อยู่ใกล้กับศูนย์กลางของกระแสแม่เหล็ก (magnetotail) ก็สัมผัสได้ถึงแรงดันไฟที่เกิดขึ้น อิเล็กตรอนเหล่านี้จึงถูกชักนำไปตามเส้นสนามแม่เหล็กที่มาถึงชั้นไอโอโนสเฟียร์ซึ่งอยู่ไกลออกไปทางใต้ในซีกโลกเหนือ และไกลออกไปทางเหนือในซีกโลกใต้  พวกมันจะสร้างวงแหวนออโรราที่กว้างกว่ามาก หรือทำให้เกิดส่วนนูนขนาดใหญ่ในตอนกลางคืน ทำให้ผู้คนในพื้นที่ที่ใกล้กับเส้นศูนย์สูตรอาจเห็นแสงออโรร่าทุกๆ สองสามปีหรือหนึ่งครั้งในทศวรรษ
ในขณะที่แสงเหนือที่มีชื่อเสียง (aurora borealis) และสวยงามที่รู้จักกันในนามแสงขั้วโลก มักแสดงแสงบนท้องฟ้าของโลกส่วนใหญ่ในพื้นที่ละติจูดสูง แต่ผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่า กรณีดังกล่าวข้างต้นแตกต่างไปจากเมื่อ 41,000 ปีก่อน ที่แสงออโรร่าใกล้เส้นศูนย์สูตรเกิดจาการรบกวนของสนามแม่เหล็กโลกในเหตุการณ์ " Laschamp Event " หรือการโคจรของ Laschamp เมื่อสนามแม่เหล็กเอียงบนแกนของมัน ส่งผลให้สนามแม่เหล็กของทิศเหนือและทิศใต้จะลดลงเหลือเพียงเศษเสี้ยวของความแรงในอดีต และทำให้แรงดึงดูดแม่เหล็ก ที่ปกติจะกำหนดทิศทางการไหลของอนุภาคสุริยะพลังงานสูงไปทางขั้วเหนือและขั้วใต้ ซึ่งพวกมันมีปฏิสัมพันธ์กับก๊าซในชั้นบรรยากาศเพื่อให้แสงสว่างแก่ท้องฟ้ายามราตรีเป็นแสงเหนือและใต้ ลดลง

โดยแสงออโรราจะก่อตัวขึ้นผ่านโฟตอนที่ปล่อยออกมาจากอิเล็กตรอน ขณะที่พวกมันถอยกลับไปสู่สถานะพลังงานที่ต่ำกว่า หลังจากการหยุดชะงักจากการพลิกกลับของสนามแม่เหล็กโลกในระยะสั้น แรงดึงดูดแม่เหล็กที่นำพาอนุภาคสุริยะพลังงานสูงไปทางขั้วโลกเหนือและใต้จะลดลง ทำให้แสงออโรร่าหลงทางไปยังละติจูดใกล้เส้นศูนย์สูตร และทำให้เกิดสภาพอากาศของ " ภัยพิบัติ "

Agnit Mukhopadhyay / PhD สาขา Climate and Space Sciences ของมหาวิทยาลัยมิชิแกน กล่าวในการประชุมประจำปีของ AGU - American Geophysical  Union ซึ่งจัดขึ้นในนิวออร์ลีนส์และทางออนไลน์เมื่อวันที่ 16 ธ.ค.2021 ที่ผ่านมาว่า ช่วงเวลาของการเปลี่ยนแปลงทางธรณีแม่เหล็กที่รุนแรงนี้ อาจส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงของชั้นบรรยากาศของโลกที่ส่งผลต่อสภาพความเป็นอยู่ในส่วนต่างๆ ของโลก และอาจใช้เวลาราว 1,300 ปีในสนามแม่เหล็กเพื่อกลับคืนสู่ความแรงและความเอียงดั้งเดิม
 
ซึ่งตามข้อมูลครั้งแรกที่ NASA ระบุไว้ เมื่อ 41,000 ปีก่อน สนามแม่เหล็กที่ปกป้องชั้นบรรยากาศของโลกจากการถูกลมสุริยะทรุดตัวลงเกือบ 4% ของค่าสมัยใหม่ และเอียงไปทางด้านข้าง เชื่อกันว่า รูปแบบของเขตป้องกันนี้ที่ปกป้องโลกจากอนุภาคกัมมันตภาพรังสีจากอวกาศ ถูกบีบอัดให้มีรัศมีประมาณ
6 - 10 เท่าของรัศมีโลกและขยายความยาวโลกออกไปหลายร้อยเส้นได้ "หายไปโดยสิ้นเชิงในตอนกลางวัน" จากการตรวจสอบหลายครั้ง

จากกรณีดังกล่าว Mukhopadhyay และเพื่อนร่วมงานของเขาได้ทำการศึกษาสนามแม่เหล็กของโลก เพื่อจำลองระบบ Geospace และทำนายการกำหนดค่าของสนามแม่เหล็กพร้อมกับตำแหน่งของแสงออโรร่า และเป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้เทคนิคนี้ ด้วยการใช้ตะกอนหินโบราณ ข้อมูลภูเขาไฟ และการจำลองเหตุการณ์ Laschamp  ขณะที่ครั้งแรกมีการตั้งสมมติฐานว่าสนามแม่เหล็กหายไปนั้น การค้นพบของทีมเปิดเผยว่า ระหว่างเหตุการณ์ Laschamp มันไม่เคยหายไปทั้งหมดแต่ลดขนาดลงเหลือประมาณ 3.8 เท่าของรัศมีโลก โดยในช่วงเวลาที่ความแรงแม่เหล็กลดลง ขั้วที่แต่เดิมเคยตั้งอยู่เหนือและใต้จะเคลื่อนไปยังละติจูดของเส้นศูนย์สูตร และแสงออโรร่าก็เดินตามพวกมันไป

Mukhopadhyay กล่าวว่า ความลาดเอียงของสนามแม่เหล็กของโลก (geomagnetic) เอียงอย่างมากจากเสาทางภูมิศาสตร์ สิ่งนี้ทำให้เกิดการตกตะกอนของแสงออโรร่าไปตามขั้วแม่เหล็ก และย้ายจากบริเวณขั้วโลกทางภูมิศาสตร์ของโลกไปยังละติจูดของเส้นศูนย์สูตร ส่วนการศึกษาอื่น ๆ ชี้ให้เห็นว่าเหตุการณ์นี้อาจส่งผลกระทบต่อความสามารถในการอยู่อาศัยของโลกยุคก่อนประวัติศาสตร์ โดยการทำให้โลกตกอยู่ในวิกฤตสิ่งแวดล้อม และอาจทำให้เกิดแสงออโรร่าทั่วโลก รวมถึงทำให้เกิดพายุฝนฟ้าคะนองบ่อยครั้ง

แบบจำลองสภาพภูมิอากาศยังยืนยันว่า "มีโอกาสสูง" ที่เหตุการณ์เหล่านี้จะเกิดขึ้น แม้ว่าเมื่อต้นปีนี้ นักวิจัยคนอื่นๆ พบว่าสนามแม่เหล็กที่อ่อนกำลังจะถูกลมสุริยะทะลุทะลวงได้ง่าย นำไปสู่ชั้นโอโซนที่เสียหาย การเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศและการสูญพันธุ์ ซึ่งอาจมีส่วนทำให้มนุษย์นีแอนเดอร์ทัลในยุโรปหายตัวไป หรือการเริ่มต้นของภาพวาดในถ้ำ Nowaczyk แต่การค้นพบของพวกเขาก็ไม่ได้พิสูจน์ความสัมพันธ์แบบเหตุและผลระหว่างการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กของ Laschamp และผลกระทบทางนิเวศวิทยาร้ายแรงบนโลก อย่างไรก็ตาม แบบจำลองดังกล่าวได้นำเสนอข้อมูลเชิงลึกสำหรับการวิจัยในอนาคต ที่สามารถสร้างความเชื่อมโยงดังกล่าว