Pole magnetyczne tworzy ogromną bańkę ochronną, która chroni Ziemię przed naporem promieniowania kosmicznego i naładowanych cząstek transportowanych przez wiatr słoneczny. Naukowcy wiedzą, że bez pola magnetycznego życie na Ziemi nie byłoby możliwe.
Naukowcy starają się zrozumieć, jak i gdzie powstaje pole magnetyczne oraz dlaczego podlega ono ciągłym wahaniom. Wchodzi ono w interakcję z wiatrem słonecznym powstającym podczas burz słonecznych. Te mogą uszkodzić sieci komunikacyjne, systemy nawigacyjne i satelity, więc choć nie możemy nic zrobić ze zmianami pola magnetycznego, zrozumienie tej niewidzialnej siły jest konieczne.
Jak powstaje pole magnetyczne?
Pole magnetyczne jest wytwarzane przez ocean płynnego żelaza, który tworzy zewnętrzne jądro planety 3000 km pod naszymi stopami. Mechanizm ten jest porównywalny do dynamo rowerowego i generuje prądy elektryczne oraz zmienne pole elektromagnetyczne. Kluczowa w jego badaniu jest misja ESA Swarm, która składa się z trzech identycznych satelitów mierzących sygnały magnetyczne pochodzące z jądra Ziemi, skorupy ziemskiej, oceanów, jonosfery i litosfery.
Czytaj też: Pole magnetyczne Słońca skrywa więcej tajemnic niż sądzono
Praca opublikowana w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences opisuje, jak zespół naukowców wykrył nowy rodzaj fali magnetycznej, która przesuwa się po “powierzchni” zewnętrznego jądra Ziemi, czyli tam, gdzie jądro styka się z płaszczem. Ta tajemnicza fala oscyluje co siedem lat i rozchodzi się w kierunku zachodnim z prędkością do 1500 km rocznie.
Geofizycy od dawna teoretyzowali na temat istnienia takich fal, ale sądzono, że występują one w znacznie dłuższych skalach czasowych, niż wykazały to nasze badania. Pomiary pola magnetycznego za pomocą instrumentów umieszczonych na powierzchni Ziemi sugerowały, że mamy do czynienia z pewnego rodzaju falami, ale potrzebowaliśmy globalnego zasięgu oferowanego przez pomiary z kosmosu, aby dowiedzieć się, co tak naprawdę się dzieje. Połączyliśmy pomiary satelitarne z misji Swarm, a także z wcześniejszej niemieckiej misji Champ i duńskiej misji Ørsted, z komputerowym modelem geodynamiki, aby wyjaśnić to, co wynikało z danych naziemnych – i to doprowadziło do naszego odkrycia.Dr Nicolas Gillet z Uniwersytetu Grenoble Alpes
Ze względu na ruch obrotowy Ziemi, fale te układają się w kolumny wzdłuż osi obrotu. Ruch i zmiany pola magnetycznego związane z tymi falami są najsilniejsze w pobliżu równikowego obszaru jądra. Chociaż badania wykazały istnienie fal magneto-Coriolisa o okresie siedmioletnim, pozostaje jednak pytanie o istnienie takich fal, które oscylowałyby w innych okresach.
Fale magnetyczne są prawdopodobnie wywoływane przez zakłócenia w głębi płynnego jądra Ziemi, prawdopodobnie związane z pióropuszami wypornościowymi. Każda fala charakteryzuje się okresem i typową skalą długości, a okres zależy od właściwości działających sił. W przypadku fal magneto-Coriolisa okres jest wskaźnikiem natężenia pola magnetycznego w jądrze. Nasze badania sugerują, że prawdopodobnie istnieją inne takie fale, prawdopodobnie o dłuższych okresach – ale ich odkrycie wymaga dalszych badań.Dr Nicolas Gillet
Przeprowadzone badania poprawiają naukowy model pola magnetycznego wewnątrz Ziemi, ale wciąż jeszcze wiele jest do odkrycia.
