Zatiaľ čo sopečné erupcie a zemetrasenia slúžia ako okamžitá pripomienka toho, že vnútro Zeme nie je pokojné, hlboko v našich nohách sa vyskytujú aj iné nepolapiteľné dynamické procesy. Pomocou informácií zo satelitnej misie Swarm Európskej vesmírnej agentúry vedci objavili úplne nový typ magnetickej vlny, ktorá sa každých sedem rokov preleje cez vonkajšiu časť vonkajšieho jadra Zeme. Tento pozoruhodný objav, ktorý bol dnes predstavený na sympóziu Living Planet Európskej vesmírnej agentúry, otvára nové okno do sveta, ktorý nikdy nevidíme.

Magnetické pole Zeme Je ako obrovská bublina, ktorá nás chráni pred náporom kozmického žiarenia a nabitých častíc nesených silnými vetrami, ktoré unikajú slnečnej gravitácii a prúdia cez slnečnú sústavu. Bez nášho magnetického poľa by život, ako ho poznáme, nemohol existovať.

súhvezdie roj. Kredit: ESA/ATG Medialab

Pochopenie toho, ako a kde presne vzniká naše magnetické pole, prečo neustále kolíše, ako interaguje so slnečným vetrom a vlastne aj to, prečo v súčasnosti slabne, je nielen v akademickom záujme, ale aj prínosom pre spoločnosť. napríklad, Slnečné búrky môžu zničiť komunikačné siete A navigačné systémy a satelity, takže zatiaľ čo so zmenami magnetického poľa nemôžeme nič urobiť, pochopenie tejto neviditeľnej sily nám pomáha pripraviť sa.

Väčšinu poľa tvorí oceán prehriateho, víriaceho tekutého železa, ktoré tvorí vonkajšie jadro Zeme 3000 kilometrov (1900 míľ) pod našimi nohami. Pôsobí ako otáčajúci sa vodič v dyname na bicykli, generuje elektrické prúdy a neustále sa meniace elektromagnetické pole.

Misia Swarm Európskej vesmírnej agentúry, pozostávajúca z troch rovnakých satelitov, meria tieto magnetické signály, ktoré pochádzajú zo zemského jadra, ako aj ďalšie signály, ktoré pochádzajú z kôry, oceánov, ionosféry a magnetosféry.

Od vypustenia troch satelitov Swarm v roku 2013 vedci analyzujú svoje údaje, aby získali nový pohľad na mnohé z prírodných procesov na Zemi, od vesmírna klíma mne Fyzika a dynamika Búrlivé srdce zeme.

Pomocou informácií zo satelitnej misie Swarm Európskej vesmírnej agentúry vedci objavili úplne nový typ magnetickej vlny, ktorá sa každých sedem rokov preleje cez vonkajšiu časť vonkajšieho jadra Zeme. Tento pozoruhodný objav otvára nové okno do sveta, ktorý nikdy nevidíme. Táto záhadná vlna osciluje každých sedem rokov a šíri sa smerom na západ rýchlosťou až 1500 kilometrov (900 míľ) za rok. Kredit: ESA/Planet Insights

Zmerajte naše magnetické pole z vesmíru Je to jediný skutočný spôsob, ako preskúmať hĺbku zemského jadra. Seizmológia a minerálna fyzika poskytujú informácie o fyzikálnych vlastnostiach jadra, ale nevrhajú žiadne svetlo na pohyb kvapalného vonkajšieho jadra vytvárajúci dynamo.

Teraz však vedci pomocou údajov z misie Swarm objavili skryté tajomstvo.

Príspevok uverejnený v časopise Zborník Národnej akadémie vied, opisuje, ako tím vedcov objavil nový typ magnetickej vlny, ktorá sa šíri cez „povrch“ vonkajšieho jadra Zeme – kde sa jadro stretáva s plášťom. Táto záhadná vlna osciluje každých sedem rokov a šíri sa smerom na západ rýchlosťou až 1500 kilometrov (900 míľ) za rok.

„Geofyzika dlho teoretizovala o existencii takýchto vĺn, ale predpokladalo sa, že sa vyskytujú v oveľa dlhších časových intervaloch, ako ukázal náš výskum,“ povedal Nicholas Gillet z Grenoble Alps University a hlavný autor článku.

Merania magnetického poľa z prístrojov na Zemi naznačovali, že došlo k nejakému pohybu vĺn, ale potrebovali sme globálne pokrytie, ktoré merania z vesmíru poskytujú, aby sme odhalili, čo sa skutočne deje.

„Skombinovali sme satelitné merania z Swarm, ako aj z predchádzajúcej nemeckej misie Champ a dánskej misie Ørsted, s počítačovým modelom geodynama, aby sme vysvetlili, čo spôsobili pozemné údaje – a to viedlo k nášmu objavu.“

Kvôli rotácii Zeme sa tieto vlny zoraďujú do stĺpcov pozdĺž osi rotácie. Zmeny pohybu a magnetického poľa spojené s týmito vlnami sú najsilnejšie v blízkosti rovníkovej oblasti jadra.

Zatiaľ čo výskum zobrazuje Coriolisove magnetické vlny v blízkosti sedemročného obdobia, otázka existencie takých vĺn, ktoré by oscilovali v rôznych obdobiach, však zostáva.

Dr Gillette dodal: „Magnetické vlny sú pravdepodobne spôsobené poruchami hlboko vo vnútri tekutého jadra Zeme, ktoré môžu súvisieť so vztlakovými vlečkami. Každá vlna je určená jej trvaním a typickou dĺžkovou stupnicou a perióda závisí od charakteristík pôsobiacich síl. magnetické-Coriolisove vlny, obdobie označuje silu magnetického poľa vo vnútri srdca.

„Náš výskum naznačuje, že môžu existovať ďalšie podobné vlny, možno s dlhším trvaním – ale ich objav závisí od ďalšieho výskumu.“

Elias Daras, vedec misie ESA Swarm, poznamenal: „Tento súčasný výskum určite zlepší vedecký model magnetického poľa vo vonkajšom jadre Zeme. Môže nám tiež poskytnúť nový pohľad na elektrickú vodivosť spodného plášťa, ako aj Tepelná história Zeme.“

Referencia: „Satelitné magnetické údaje odhaľujú medziročné vlny v jadre Zeme“ Nicholas Gillett, Felix Gerek, Dominic Gault, Tobias Schweiger, Julian Ober a Matthew Estas, 21. marca 2022 Dostupné tu Zborník Národnej akadémie vied.
DOI: 10.1073/pnas.2115258119

S podporou programu Veda pre spoločnosť Európskej vesmírnej agentúry bol tento výskum prezentovaný na sympóziu planétovej biológie Európskej vesmírnej agentúry, ktoré sa koná tento týždeň v nemeckom Bonne. Účastníci si vypočujú najnovšie vedecké poznatky o našej planéte a o tom, ako pozorovanie Zeme z vesmíru podporuje environmentálny výskum a opatrenia na boj proti klimatickej kríze. Počuli tiež o nových vesmírnych technológiách a nových príležitostiach, ktoré sa objavujú v rýchlo sa meniacom sektore pozorovania Zeme. Vybrané relácie sú vysielané, viď Webové televízne kanály ESA.