Sværmsatellitter afslører magnetiske bølger, der skyder den yderste del af Jordens ydre kerne

Mens vulkanudbrud og jordskælv tjener som umiddelbare påmindelser om, at Jordens indre er alt andet end rolige, er der også andre, mere undvigende, dynamiske processer, der sker dybt nede under Jorden. Ved hjælp af information fra ESA's Swarm-satellitmission har forskere opdaget en helt ny type magnetisk bølge, der fejer hen over den yderste del af Jordens ydre kerne hvert syvende år. Denne fascinerende opdagelse, præsenteret på ESA's Living Planet Symposium, åbner et nyt vindue til en verden, vi aldrig kan se.

Jordens magnetfelt er som en enorm boble, der beskytter os mod angrebet af kosmisk stråling og ladede partikler båret af kraftige vinde, der undslipper solens tyngdekraft og strømmer hen over solsystemet. Uden vores magnetfelt ville livet, som vi kender det, ikke eksistere.

At forstå præcis, hvordan og hvor vores magnetfelt genereres, hvorfor det svinger konstant, hvordan det interagerer med solvinden og faktisk hvorfor det svækkes i øjeblikket, er ikke kun af akademisk interesse, men også til gavn for samfundet. For eksempel kan solstorme skade kommunikationsnetværk og navigationssystemer og satellitter, så selvom vi ikke kan gøre noget ved ændringer i magnetfeltet, hjælper forståelsen af ​​denne usynlige kraft at være forberedt.

Det meste af feltet er genereret af et hav af overophedet, hvirvlende flydende jern, der udgør Jordens ydre kerne 3.000 km under vores fødder. Den fungerer som den roterende leder i en cykeldynamo og genererer elektriske strømme og det konstant skiftende elektromagnetiske felt.

ESA's Swarm-mission, som omfatter tre identiske satellitter, måler disse magnetiske signaler, der stammer fra Jordens kerne, såvel som andre signaler, der kommer fra skorpen, oceanerne, ionosfæren og magnetosfæren.

Siden trioen af ​​Swarm-satellitter blev opsendt i 2013, har videnskabsmænd analyseret deres data for at få ny indsigt i mange af Jordens naturlige processer, fra rumvejr til fysikken og dynamikken i Jordens stormfulde hjerte.

At måle vores magnetfelt fra rummet er den eneste rigtige måde at sondere dybt ned til Jordens kerne. Seismologi og mineralfysik giver information om kernens materialeegenskaber, men de kaster ikke lys over den flydende ydre kernes dynamogenererende bevægelse.

Men nu, ved hjælp af data fra Swarm-missionen, har videnskabsmænd afsløret en skjult hemmelighed.

Et papir, offentliggjort i tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences , beskriver, hvordan et hold af videnskabsmænd opdagede en ny type magnetisk bølge, der fejer hen over "overfladen" af Jordens ydre kerne, hvor kernen møder kappen. Denne mystiske bølge svinger hvert syvende år og forplanter sig vestpå med op til 1.500 kilometer om året.

Nicolas Gillet, fra University Université Grenoble Alpes og hovedforfatter af papiret, sagde:"Geofysikere har længe teoretiseret over eksistensen af ​​sådanne bølger, men de blev anset for at finde sted over meget længere tidsskalaer, end vores forskning har vist." P>

"Målinger af magnetfeltet fra instrumenter baseret på Jordens overflade tydede på, at der var en form for bølgehandling, men vi havde brug for den globale dækning, som målinger fra rummet tilbyder for at afsløre, hvad der rent faktisk foregår.

"Vi kombinerede satellitmålinger fra Swarm, og også fra den tidligere tyske Champ-mission og danske Ørsted-mission, med en computermodel af geodynamoen for at forklare, hvad de jordbaserede data havde kastet op - og det førte til vores opdagelse."

På grund af Jordens rotation justerer disse bølger sig i søjler langs rotationsaksen. Bevægelses- og magnetfeltændringerne forbundet med disse bølger er stærkest nær ækvatorialområdet af kernen.

Mens forskningen udviser magneto-Coriolis-bølger i en periode på næsten syv år, er spørgsmålet om eksistensen af ​​sådanne bølger, der ville oscillere i forskellige perioder, dog stadig tilbage.

Dr. Gillet tilføjede:"Magnetiske bølger vil sandsynligvis blive udløst af forstyrrelser dybt inde i Jordens flydende kerne, muligvis relateret til opdriftsfaner. Hver bølge er specificeret ved sin periode og typiske længdeskala, og perioden afhænger af kræfternes karakteristika i spil. For magneto-Coriolis-bølger er perioden en indikation af intensiteten af ​​magnetfeltet i kernen.

"Vores forskning tyder på, at andre sådanne bølger sandsynligvis vil eksistere, sandsynligvis med længere perioder - men deres opdagelse er afhængig af mere forskning."

ESA's Swarm-missionsforsker, Ilias Daras, bemærkede:"Denne aktuelle forskning vil helt sikkert forbedre den videnskabelige model af magnetfeltet i Jordens ydre kerne. Det kan også give os ny indsigt i den elektriske ledningsevne af den nederste del af kappen og også af Jordens termiske historie." + Udforsk yderligere

Ikke-aksisymmetriske bølgelignende mønstre identificeret i ækvatorialområdet af Jordens kerne