Hatalmas repedés jelent meg a Föld mágneses terén

A kutatók szerint a jelenség a bolygó mélyén, a magban zajló komplex vasáramlásokhoz köthető, amelyek hosszú távon a műholdas kommunikációt, az űrutazást és a navigációs rendszereket is befolyásolhatják.

A Föld mágneses mezeje olyan, mint egy óriási védőburok, amely megakadályozza, hogy a Nap töltött részecskéi és a kozmikus sugárzás elérjék a felszínt. E láthatatlan erőteret a külső magban keringő olvadt vas és nikkel mozgása hozza létre. A mozgás — hasonlóan egy hatalmas generátorhoz — elektromos áramot, és ezzel együtt mágneses mezőt generál. A folyamatot geodinámónak nevezik: ez a Föld „belső motorja”, amely állandóan működésben tartja a bolygó mágneses pajzsát. A mágneses mezőnek köszönhető, hogy a légkör nem bomlik le, és az élővilágot sem éri halálos sugárzás. 

A Mars példája jól mutatja, mi történik, ha egy bolygó elveszíti ezt a védelmet: a mágneses mező hiányában a napszél szó szerint „elfújta” a légkörét.

A Dél-atlanti Anomália: a Föld mágneses mezőjének gyenge pontja

A Föld mágneses mezeje nem egyenletes, azaz bizonyos helyeken erősebb, máshol gyengébb. Az egyik legkülönösebb ilyen terület a Dél-atlanti Anomália (South Atlantic Anomaly, SAA), amely Afrika déli része és Dél-Amerika között terül el az Atlanti-óceán felett. A Európai Űrügynökség (ESA) három műholdból álló Swarm missziója 2013 óta követi nyomon a jelenséget. 

Az adatok szerint az anomália 2014 óta Európa felének megfelelő területtel nőtt, miközben mágneses intenzitása fokozatosan csökken.

A Dél-atlanti Anomália térségében a mágneses erővonalak eltérnek a megszokott iránytól, így itt a védőpajzs gyengébb. Ennek következtében a térség felett áthaladó műholdak, például a Hubble űrteleszkóp vagy a Nemzetközi Űrállomás fokozott sugárterhelésnek vannak kitéve, és gyakran biztonsági üzemmódba kapcsolnak, amíg elhagyják a területet.

Miért éppen itt gyengül a mágneses pajzs?

A Dán Műszaki Egyetem kutatója, Chris Finlay szerint a Dél-atlanti Anomália nem egyetlen homogén terület. Afrikához közelebb másképp változik, mint Dél-Amerika térségében. 

Valami különös történik itt a mélyben, ami miatt a mező ebben a régióban erősebben gyengül”  – mondta Finlay.

A Swarm adatai szerint a Föld belsejében, az anomália alatt, helyenként megfordul a mágneses fluxus iránya: az erővonalak nem kifelé, hanem visszafelé, a mag irányába mutatnak. Ez ellentétes a normális viselkedéssel, és úgy tűnik, ez az egyik oka annak, hogy a mező itt „megroppan”.

A jelenség valószínűleg összefügg egy mélyen fekvő, óriási, szuperforró kőzettömeggel, az úgynevezett afrikai nagy alacsony nyírási sebességű tartománnyal (LLSVP). 

Ez a Föld magja fölött helyezkedik el, és megzavarja a magban zajló konvekciós áramlásokat — vagyis azt, ahogyan a forró vas mozog és energiát közvetít. Ennek eredménye a felszínig ható mágneses „zavar”.

Most már jól látjuk, hogy a Földön semmi sem állandó

A Swarm műholdak megfigyelései arra is rávilágítanak, hogy a Föld belső szerkezete állandóan változik. A mágneses tér nem statikus: az elmúlt évtizedekben gyengülés figyelhető meg Kanada alatt, míg Szibéria alatt erősödés történt. Ezek a folyamatok a bolygó mélyén zajló áramlásokkal, illetve a magban lévő fémes folyadék viselkedésével függnek össze.

A mágneses pólusok sem állandóak: az északi mágneses pólus például az 1990-es évek óta évente több tíz kilométert vándorol Szibéria felé. 

Bár egy teljes pólusváltás akár több ezer évig is eltarthat, a változások jól jelzik, hogy a Föld belseje élő, dinamikus rendszer.

Veszélyben vagyunk vagy megmarad a jelenség a tudományos érdekesség szintjén?

A mágneses tér gyengülése nem jelent közvetlen veszélyt a felszínen élő emberekre – a légkör továbbra is védelmet nyújt –, 

ám az űrtechnológia és a modern kommunikáció szempontjából már korántsem mindegy, mi történik.

A Dél-atlanti Anomália térségében áthaladó műholdak sérülékenyebbek a töltött részecskékkel szemben, így adatvesztést, elektronikai hibákat vagy akár kieső űreszközöket is eredményezhet a gyengülés. Emellett az anomália hatásai a repülőgépeket is érintheti; különösen a nagy magasságban repülő járatok "sebezhetők", ahol a sugárzás erősebb lehet.

• A kutatók szerint a jelenség alapos feltérképezése segíthet a navigációs rendszerek fejlesztésében, valamint a jövő űrmisszióinak biztonságosabb tervezésében.

A Swarm küldetés jövője

Az ESA Swarm küldetésének vezetője, Anja Stromme elmondta, hogy a műholdak kiváló állapotban vannak, és a programot várhatóan 2030 után is folytatják. A hosszú távú adatsorok lehetővé teszik, hogy a tudósok példátlan részletességgel kövessék nyomon a Föld mágneses változásait. Stromme szerint a következő naptevékenységi minimum idején  olyan betekintést nyerhetünk bolygónk belső működésébe, amilyenre még nem volt példa”.

A kutatás a Physics of the Earth and Planetary Interiors című tudományos folyóiratban jelent meg, számol be az origo.hu.