A fost descoperit un tip complet nou de undă magnetică care traversează nucleul exterior al Pământului

În timp ce erupțiile vulcanice și cutremurele servesc drept mementouri instantanee că interiorul Pământului nu este pașnic, există și alte procese dinamice evazive care au loc adânc în picioarele noastre. Folosind informațiile din misiunea satelitului Swarm a Agenției Spațiale Europene, oamenii de știință au descoperit un tip complet nou de undă magnetică care traversează partea exterioară a nucleului exterior al Pământului la fiecare șapte ani. Această descoperire remarcabilă, prezentată astăzi la Simpozionul Planetei Pământ Vie al Agenției Spațiale Europene, deschide o nouă fereastră asupra unei lumi pe care nu o putem vedea niciodată.

Câmpul magnetic al Pământului Este ca o bulă uriașă care ne protejează de atacul radiațiilor cosmice și a particulelor încărcate purtate de vânturile puternice care scapă de gravitația soarelui și curg prin sistemul solar. Fără câmpul nostru magnetic, viața așa cum o cunoaștem nu ar putea exista.

roi de constelații. Credit: ESA/ATG Medialab

Înțelegerea exactă a modului și unde este creat câmpul nostru magnetic, de ce fluctuează constant, cum interacționează cu vântul solar și, de fapt, de ce slăbește în prezent, este nu numai de interes academic, ci și benefic pentru societate. de exemplu, Furtunile solare pot distruge rețelele de comunicații Și sistemele de navigație și sateliții, așa că, deși nu putem face nimic cu privire la schimbările în câmpul magnetic, înțelegerea acestei forțe invizibile ne ajută să ne pregătim.

Cea mai mare parte a câmpului este creată de un ocean de fier lichid supraîncălzit, învolburat, care formează miezul exterior al Pământului la 3.000 de kilometri (1.900 de mile) sub picioarele noastre. Acționând ca un conductor care se rotește într-un dinam de bicicletă, generează curenți electrici și un câmp electromagnetic în continuă schimbare.

Misiunea Swarm a Agenției Spațiale Europene, constând din trei sateliți identici, măsoară aceste semnale magnetice care provin din nucleul Pământului, precum și alte semnale care provin din crustă, oceane, ionosferă și magnetosferă.

De la lansarea a trei sateliți Swarm în 2013, oamenii de știință și-au analizat datele pentru a obține o nouă perspectivă asupra multor procese naturale ale Pământului, de la climatul spațial mie Fizica si dinamica Inima furtunoasă a pământului.

Folosind informațiile din misiunea satelitului Swarm a Agenției Spațiale Europene, oamenii de știință au descoperit un tip complet nou de undă magnetică care traversează partea exterioară a nucleului exterior al Pământului la fiecare șapte ani. Această descoperire remarcabilă deschide o nouă fereastră într-o lume pe care nu o putem vedea niciodată. Acest val misterios oscilează la fiecare șapte ani și se răspândește spre vest cu viteze de până la 1.500 de kilometri (900 de mile) pe an. Credit: ESA / Planetary Visions

Măsurați câmpul nostru magnetic din spațiu Este singura modalitate reală de a investiga adâncurile nucleului Pământului. Seismologia și fizica mineralelor oferă informații despre proprietățile fizice ale miezului, dar nu aruncă nicio lumină asupra mișcării generatoare de dinamo a miezului exterior lichid.

Dar acum, folosind datele misiunii Swarm, oamenii de știință au descoperit un secret ascuns.

O lucrare publicată în revistă Proceedings of the National Academy of Sciences, descrie modul în care o echipă de oameni de știință a descoperit un nou tip de undă magnetică care străbate „suprafața” nucleului exterior al Pământului – acolo unde nucleul se întâlnește cu mantaua. Acest val misterios oscilează la fiecare șapte ani și se răspândește spre vest cu viteze de până la 1.500 de kilometri (900 de mile) pe an.

„Geofizica a teoretizat de mult despre existența unor astfel de valuri, dar s-a considerat că ele apar pe perioade de timp mult mai lungi decât au arătat cercetările noastre”, a spus Nicholas Gillet, de la Universitatea Grenoble Alps și autorul principal al lucrării.

Măsurătorile câmpului magnetic de la instrumentele de pe Pământ au sugerat că a existat un fel de mișcare de undă, dar aveam nevoie de acoperirea globală pe care o oferă măsurătorile din spațiu pentru a dezvălui ce se întâmplă cu adevărat.

„Am combinat măsurătorile prin satelit de la Swarm, precum și din misiunea anterioară German Champ și misiunea daneză Ørsted, cu un model computerizat al geodinamului pentru a explica ce cauzează datele de la sol – iar acest lucru a condus la descoperirea noastră”.

Datorită rotației Pământului, aceste unde se aliniază în coloane de-a lungul axei de rotație. Mișcarea și modificările câmpului magnetic asociate cu aceste unde sunt cele mai puternice în apropierea regiunii ecuatoriale a miezului.

În timp ce cercetarea afișează unde magnetice Coriolis aproape de o perioadă de șapte ani, întrebarea existenței unor astfel de unde care ar oscila în perioade diferite rămâne totuși.

Dr. Gillett a adăugat: „Undele magnetice sunt probabil cauzate de perturbări adânci în miezul fluidului Pământului, posibil legate de plumurile de flotabilitate. Fiecare undă este determinată de durata sa și de scala de lungime tipică, iar perioada depinde de caracteristicile forțelor care acționează. Pentru unde magnetice-Coriolis, perioada denota puterea campului magnetic din interiorul inimii.

„Cercetarea noastră sugerează că pot exista și alte valuri ca acesta, posibil cu durate mai lungi – dar descoperirea lor depinde de cercetări ulterioare”.

Elias Daras, om de știință al misiunii Swarm de la ESA, a remarcat: „Această cercetare actuală va îmbunătăți cu siguranță modelul științific al câmpului magnetic din nucleul exterior al Pământului. De asemenea, ne poate oferi o nouă perspectivă asupra conductivității electrice a mantalei inferioare, precum și pentru Istoria termică a Pământului.”

Referință: „Datele magnetice prin satelit relevă undele interanuale în miezul Pământului” De Nicholas Gillett, Felix Gerek, Dominic Gault, Tobias Schweiger, Julian Ober și Matthew Estas, 21 martie 2022 Disponibil aici Proceedings of the National Academy of Sciences.
DOI: 10.1073/pnas.2115258119

Cu sprijinul programului Știință pentru Societate al Agenției Spațiale Europene, această cercetare a fost prezentată la Simpozionul Planetă Vie al Agenției Spațiale Europene care are loc săptămâna aceasta la Bonn, Germania. Participanții aud despre cele mai recente descoperiri științifice despre planeta noastră și despre modul în care observarea Pământului din spațiu susține cercetarea și acțiunea de mediu pentru combaterea crizei climatice. Ei aud, de asemenea, despre noile tehnologii spațiale și despre noile oportunități care apar în sectorul de observare a Pământului, aflat în schimbare rapidă. Sesiunile selectate sunt difuzate, vezi Canalele ESA Web TV.