Ανακαλύφθηκε ένας εντελώς νέος τύπος μαγνητικού κύματος που σαρώνει τον εξωτερικό πυρήνα της Γης

Ενώ οι ηφαιστειακές εκρήξεις και οι σεισμοί χρησιμεύουν ως άμεσες υπενθυμίσεις ότι το εσωτερικό της Γης δεν είναι ειρηνικό, υπάρχουν επίσης άλλες άπιαστες δυναμικές διεργασίες που συμβαίνουν βαθιά μέσα στα πόδια μας. Χρησιμοποιώντας πληροφορίες από τη δορυφορική αποστολή Swarm της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας, οι επιστήμονες ανακάλυψαν έναν εντελώς νέο τύπο μαγνητικού κύματος που σαρώνει το εξωτερικό μέρος του εξωτερικού πυρήνα της Γης κάθε επτά χρόνια. Αυτή η αξιοσημείωτη ανακάλυψη, που παρουσιάστηκε σήμερα στο συμπόσιο Living Planet της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας, ανοίγει ένα νέο παράθυρο σε έναν κόσμο που δεν μπορούμε ποτέ να δούμε.

μαγνητικό πεδίο της γης Είναι σαν μια τεράστια φούσκα που μας προστατεύει από την επίθεση της κοσμικής ακτινοβολίας και των φορτισμένων σωματιδίων που μεταφέρονται από ισχυρούς ανέμους που διαφεύγουν από τη βαρύτητα του ήλιου και ρέουν μέσα από το ηλιακό σύστημα. Χωρίς το μαγνητικό μας πεδίο, η ζωή όπως την ξέρουμε δεν θα μπορούσε να υπάρξει.

αστερισμός σμήνος. Πίστωση: ESA/ATG Medialab

Το να κατανοήσουμε ακριβώς πώς και πού δημιουργείται το μαγνητικό μας πεδίο, γιατί κυμαίνεται συνεχώς, πώς αλληλεπιδρά με τον ηλιακό άνεμο και, στην πραγματικότητα, γιατί εξασθενεί αυτή τη στιγμή, δεν είναι μόνο ακαδημαϊκού ενδιαφέροντος αλλά και ωφέλιμο για την κοινωνία. για παράδειγμα, Οι ηλιακές καταιγίδες μπορούν να καταστρέψουν τα δίκτυα επικοινωνίας Και συστήματα πλοήγησης και δορυφόροι, οπότε ενώ δεν μπορούμε να κάνουμε τίποτα για τις αλλαγές στο μαγνητικό πεδίο, η κατανόηση αυτής της αόρατης δύναμης μας βοηθά να προετοιμαστούμε.

Το μεγαλύτερο μέρος του πεδίου δημιουργείται από έναν ωκεανό υπερθερμασμένου, στροβιλιζόμενου υγρού σιδήρου που σχηματίζει τον εξωτερικό πυρήνα της Γης 3.000 χιλιόμετρα (1.900 μίλια) κάτω από τα πόδια μας. Λειτουργώντας σαν περιστρεφόμενος αγωγός σε ένα δυναμό ποδηλάτου, παράγει ηλεκτρικά ρεύματα και ένα διαρκώς μεταβαλλόμενο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο.

Η αποστολή Swarm της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας, που αποτελείται από τρεις πανομοιότυπους δορυφόρους, μετρά αυτά τα μαγνητικά σήματα που προέρχονται από τον πυρήνα της Γης, καθώς και άλλα σήματα που προέρχονται από τον φλοιό, τους ωκεανούς, την ιονόσφαιρα και τη μαγνητόσφαιρα.

Από την εκτόξευση τριών δορυφόρων Swarm το 2013, οι επιστήμονες αναλύουν τα δεδομένα τους για να αποκτήσουν νέα εικόνα για πολλές από τις φυσικές διαδικασίες της Γης, από διαστημικό κλίμα σε μένα Φυσική και δυναμική Η θυελλώδης καρδιά της γης.

Χρησιμοποιώντας πληροφορίες από τη δορυφορική αποστολή Swarm της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας, οι επιστήμονες ανακάλυψαν έναν εντελώς νέο τύπο μαγνητικού κύματος που σαρώνει το εξωτερικό μέρος του εξωτερικού πυρήνα της Γης κάθε επτά χρόνια. Αυτή η αξιοσημείωτη ανακάλυψη ανοίγει ένα νέο παράθυρο σε έναν κόσμο που δεν μπορούμε ποτέ να δούμε. Αυτό το μυστηριώδες κύμα ταλαντώνεται κάθε επτά χρόνια και εξαπλώνεται προς τα δυτικά με ταχύτητες έως και 1.500 χιλιομέτρων (900 μίλια) το χρόνο. Πίστωση: ESA/Planet Insights

Μετρήστε το μαγνητικό μας πεδίο από το διάστημα Είναι ο μόνος πραγματικός τρόπος αναζήτησης στα βάθη του πυρήνα της Γης. Η σεισμολογία και η φυσική των ορυκτών παρέχουν πληροφορίες για τις φυσικές ιδιότητες του πυρήνα, αλλά δεν ρίχνουν φως στην κίνηση που δημιουργεί δυναμό του υγρού εξωτερικού πυρήνα.

Αλλά τώρα, χρησιμοποιώντας δεδομένα από την αποστολή Swarm, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ένα κρυμμένο μυστικό.

Ένα άρθρο που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών, περιγράφει πώς μια ομάδα επιστημόνων ανακάλυψε έναν νέο τύπο μαγνητικού κύματος που σαρώνει την «επιφάνεια» του εξωτερικού πυρήνα της Γης – όπου ο πυρήνας συναντά τον μανδύα. Αυτό το μυστηριώδες κύμα ταλαντώνεται κάθε επτά χρόνια και εξαπλώνεται προς τα δυτικά με ταχύτητες έως και 1.500 χιλιομέτρων (900 μίλια) το χρόνο.

«Η γεωφυσική έχει από καιρό θεωρητικοποιήσει την ύπαρξη τέτοιων κυμάτων, αλλά πιστεύεται ότι συμβαίνουν σε πολύ μεγαλύτερα χρονικά διαστήματα από ό,τι έχει δείξει η έρευνά μας», δήλωσε ο Nicholas Gillet, από το Πανεπιστήμιο της Γκρενόμπλ των Άλπεων και επικεφαλής συγγραφέας της εργασίας.

Οι μετρήσεις μαγνητικού πεδίου από όργανα με βάση τη Γη υπέδειξαν ότι υπήρχε κάποιο είδος κυματικής κίνησης, αλλά χρειαζόμασταν την παγκόσμια κάλυψη που παρέχουν οι μετρήσεις από το διάστημα για να αποκαλύψουμε τι πραγματικά συμβαίνει.

“Συνδυάσαμε δορυφορικές μετρήσεις από το Swarm, καθώς και από την προηγούμενη αποστολή German Champ και τη δανική αποστολή Ørsted, με ένα μοντέλο υπολογιστή του γεωδύναμο για να εξηγήσουμε τι προκαλούσαν τα επίγεια δεδομένα – και αυτό οδήγησε στην ανακάλυψή μας.”

Λόγω της περιστροφής της Γης, αυτά τα κύματα ευθυγραμμίζονται σε στήλες κατά μήκος του άξονα περιστροφής. Οι αλλαγές κίνησης και μαγνητικού πεδίου που σχετίζονται με αυτά τα κύματα είναι ισχυρότερες κοντά στην ισημερινή περιοχή του πυρήνα.

Ενώ η έρευνα εμφανίζει μαγνητικά κύματα Coriolis κοντά σε μια περίοδο επτά ετών, το ερώτημα της ύπαρξης τέτοιων κυμάτων που θα ταλαντεύονται σε διαφορετικές περιόδους, ωστόσο, παραμένει.

Ο Δρ Gillett πρόσθεσε, “Τα μαγνητικά κύματα πιθανότατα προκαλούνται από διαταραχές βαθιά μέσα στον πυρήνα του ρευστού της Γης, πιθανώς σχετιζόμενες με λοφία άνωσης. Κάθε κύμα καθορίζεται από τη διάρκειά του και την τυπική κλίμακα μήκους και η περίοδος εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά των δυνάμεων που δρουν. μαγνητικά κύματα Coriolis, η περίοδος υποδηλώνει την ισχύ του μαγνητικού πεδίου μέσα στην καρδιά.

«Η έρευνά μας δείχνει ότι μπορεί να υπάρχουν και άλλα κύματα όπως αυτό, πιθανώς με μεγαλύτερη διάρκεια – αλλά η ανακάλυψή τους εξαρτάται από περαιτέρω έρευνα».

Ο Ηλίας Δάρας, επιστήμονας της αποστολής Swarm της ESA, σημείωσε: “Αυτή η τρέχουσα έρευνα σίγουρα θα βελτιώσει το επιστημονικό μοντέλο του μαγνητικού πεδίου στον εξωτερικό πυρήνα της Γης. Μπορεί επίσης να μας δώσει νέα εικόνα για την ηλεκτρική αγωγιμότητα του κατώτερου μανδύα καθώς και για το Η θερμική ιστορία της Γης».

Αναφορά: «Δορυφορικά μαγνητικά δεδομένα αποκαλύπτουν διαχρονικά κύματα στον πυρήνα της Γης» Από τους Nicholas Gillett, Felix Gerek, Dominic Gault, Tobias Schweiger, Julian Ober και Matthew Estas, 21 Μαρτίου 2022 Διαθέσιμο εδώ Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών.
DOI: 10.1073/pnas.2115258119

Με την υποστήριξη του προγράμματος Science for Society του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος, αυτή η έρευνα παρουσιάστηκε στο Συμπόσιο Living Planet του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος που πραγματοποιείται αυτή την εβδομάδα στη Βόννη της Γερμανίας. Οι παρευρισκόμενοι μαθαίνουν για τα πιο πρόσφατα επιστημονικά ευρήματα στον πλανήτη μας και πώς η παρατήρηση της Γης από το διάστημα υποστηρίζει την περιβαλλοντική έρευνα και δράση για την καταπολέμηση της κλιματικής κρίσης. Ακούνε επίσης για νέες διαστημικές τεχνολογίες και για νέες ευκαιρίες που αναδύονται στον ταχέως μεταβαλλόμενο τομέα παρατήρησης της Γης. Μεταδίδονται επιλεγμένες συνεδρίες, βλ Τηλεοπτικά κανάλια Ιστού της ESA.