Το μαγνητικό πεδίο της Γης είναι ζωτικής σημασίας για τη ζωή στον πλανήτη μας. Είναι μια πολύπλοκη και δυναμική δύναμη που μας προστατεύει από την κοσμική ακτινοβολία και τα φορτισμένα σωματίδια από τον Ήλιο.

Παράγεται σε μεγάλο βαθμό από έναν παγκόσμιο ωκεανό λιωμένου, στροβιλιζόμενου υγρού σιδήρου που αποτελεί τον εξωτερικό πυρήνα περίπου 3.000 χλμ. κάτω από τα πόδια μας. Λειτουργώντας σαν περιστρεφόμενος αγωγός σε δυναμό ποδηλάτου, δημιουργεί ηλεκτρικά ρεύματα, τα οποία με τη σειρά τους παράγουν το συνεχώς μεταβαλλόμενο ηλεκτρομαγνητικό μας πεδίο – αλλά στην πραγματικότητα οι διαδικασίες που παράγουν το πεδίο είναι πολύ πιο περίπλοκες.

Το Swarm, μια αποστολή Earth Explorer που αναπτύχθηκε στο πλαίσιο του προγράμματος Earth Observation FutureEO της ESA , αποτελείται από έναν αστερισμό τριών πανομοιότυπων δορυφόρων που μετρούν με ακρίβεια τα μαγνητικά σήματα που προέρχονται από τον πυρήνα, τον μανδύα, τον φλοιό και τους ωκεανούς της Γης, καθώς και από την ιονόσφαιρα και τη μαγνητόσφαιρα.

Χάρη σε αυτήν την εξαιρετική αποστολή, οι επιστήμονες αποκτούν περισσότερη γνώση σχετικά με τις διαφορετικές πηγές μαγνητισμού, ώστε να κατανοήσουν πώς και γιατί το μαγνητικό πεδίο εξασθενεί σε ορισμένα σημεία και ενισχύεται σε άλλα.

Η Ανωμαλία του Ασθενούς Πεδίου του Νότιου Ατλαντικού εντοπίστηκε για πρώτη φορά νοτιοανατολικά της Νότιας Αμερικής τον 19ο αιώνα.

Σήμερα, η Ανωμαλία του Νότιου Ατλαντικού παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον για την ασφάλεια του διαστήματος, καθώς οι δορυφόροι που διέρχονται από την περιοχή αντιμετωπίζουν υψηλότερες δόσεις εισερχόμενης ακτινοβολίας. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε δυσλειτουργίες ή ζημιές σε κρίσιμο υλικό, ακόμη και σε διακοπές ρεύματος.

Τα τελευταία αποτελέσματα της αποστολής Swarm, που δημοσιεύθηκαν αυτόν τον μήνα στο Physics of the Earth and Planetary Interiors , αποκαλύπτουν ότι ενώ η Ανωμαλία του Νότιου Ατλαντικού επεκτάθηκε σταθερά μεταξύ 2014 και 2025, μια περιοχή του Ατλαντικού Ωκεανού νοτιοδυτικά της Αφρικής έχει βιώσει μια ακόμη ταχύτερη εξασθένηση του μαγνητικού πεδίου της Γης από το 2020.

«Η Ανωμαλία του Νότιου Ατλαντικού δεν είναι απλώς ένα μόνο μπλοκ», λέει ο επικεφαλής συγγραφέας Chris Finlay, καθηγητής Γεωμαγνητισμού στο Τεχνικό Πανεπιστήμιο της Δανίας. «Αλλάζει διαφορετικά προς την Αφρική από ό,τι κοντά στη Νότια Αμερική. Υπάρχει κάτι ιδιαίτερο που συμβαίνει σε αυτήν την περιοχή που προκαλεί την αποδυνάμωση του πεδίου με πιο έντονο τρόπο».

Αυτή η συμπεριφορά συνδέεται με παράξενα μοτίβα στο μαγνητικό πεδίο στα όρια μεταξύ του υγρού εξωτερικού πυρήνα της Γης και του βραχώδους μανδύα της, γνωστά ως κηλίδες αντίστροφης ροής.

Ο καθηγητής Φίνλεϊ εξηγεί: «Κανονικά θα περιμέναμε να δούμε γραμμές μαγνητικού πεδίου να προέρχονται από τον πυρήνα στο νότιο ημισφαίριο. Αλλά κάτω από την Ανωμαλία του Νότιου Ατλαντικού βλέπουμε απροσδόκητες περιοχές όπου το μαγνητικό πεδίο, αντί να προέρχεται από τον πυρήνα, επιστρέφει στον πυρήνα. Χάρη στα δεδομένα του Swarm, μπορούμε να δούμε μία από αυτές τις περιοχές να κινείται δυτικά πάνω από την Αφρική, γεγονός που συμβάλλει στην αποδυνάμωση της Ανωμαλίας του Νότιου Ατλαντικού σε αυτήν την περιοχή».

Τα 11 χρόνια που έσπασαν το ρεκόρ του Swarm
Το τελευταίο μοντέλο του μαγνητικού πεδίου που παράγεται από τον πυρήνα της Γης σηματοδοτεί ένα νέο ορόσημο για τους δορυφόρους Swarm της ESA, οι οποίοι έχουν πλέον παράσχει το μεγαλύτερο σε διάρκεια συνεχές αρχείο μετρήσεων μαγνητικού πεδίου από το διάστημα.

Οι δορυφόροι εκτοξεύτηκαν στις 22 Νοεμβρίου 2013 ως η τέταρτη αποστολή Earth Explorer, πρωτοποριακοί δορυφόροι που αποτελούν βασικό στοιχείο του μακρόπνοου προγράμματος FutureEO της ESA.

Σχεδιασμένες ως επίδειξη καινοτόμων τεχνολογιών παρατήρησης της Γης, αυτές οι αποστολές έχουν ξεπεράσει προ πολλού την αρχική τους σχεδιαστική διάρκεια ζωής, έχουν γίνει αναπόσπαστο κομμάτι των μακροπρόθεσμων αρχείων, παρείχαν δεδομένα για κρίσιμες επιχειρησιακές υπηρεσίες και έχουν ανοίξει τον δρόμο για τις μελλοντικές γενιές δορυφόρων.

Τα δεδομένα σμήνους υποστηρίζουν τα παγκόσμια μαγνητικά μοντέλα που χρησιμοποιούνται για την πλοήγηση, παρακολουθούν τους κινδύνους από το διαστημικό καιρό και επιτρέπουν πρωτοφανείς γνώσεις για το γήινο σύστημά μας από τον πυρήνα του έως τα εξωτερικά όρια της ατμόσφαιρας της Γης.

Το μαγνητικό πεδίο της Γης ενισχύεται πάνω από τη Σιβηρία.
Τα τελευταία αποτελέσματα του Swarm υπογραμμίζουν τη δυναμική φύση του μαγνητισμού της Γης. Για παράδειγμα, στο νότιο ημισφαίριο υπάρχει ένα σημείο όπου το μαγνητικό πεδίο είναι ιδιαίτερα ισχυρό, και στο βόρειο ημισφαίριο υπάρχουν δύο – το ένα γύρω από τον Καναδά και το άλλο γύρω από τη Σιβηρία.

«Όταν προσπαθείτε να κατανοήσετε το μαγνητικό πεδίο της Γης, είναι σημαντικό να θυμάστε ότι δεν είναι απλώς ένα απλό δίπολο, όπως ένας ραβδωτός μαγνήτης. Μόνο έχοντας δορυφόρους όπως ο Swarm μπορούμε να χαρτογραφήσουμε πλήρως αυτή τη δομή και να τη δούμε να αλλάζει», δήλωσε ο καθηγητής Finlay.

Ωστόσο, από τότε που ο Swarm βρίσκεται σε τροχιά, το μαγνητικό πεδίο πάνω από τη Σιβηρία έχει ενισχυθεί, ενώ έχει αποδυναμωθεί πάνω από τον Καναδά. Η περιοχή ισχυρού πεδίου του Καναδά έχει συρρικνωθεί κατά 0,65% της επιφάνειας της Γης, που είναι σχεδόν το μέγεθος της Ινδίας, ενώ η περιοχή της Σιβηρίας έχει αυξηθεί κατά 0,42% της επιφάνειας της Γης, που είναι συγκρίσιμο με το μέγεθος της Γροιλανδίας. 

Αυτή η μετατόπιση, η οποία προκαλείται από πολύπλοκες διεργασίες που συμβαίνουν στον ταραγμένο πυρήνα της Γης, σχετίζεται με την  κίνηση του βόρειου μαγνητικού πόλου προς τη Σιβηρία  τα τελευταία χρόνια. Αυτή η μετατόπιση είναι σημαντική για την πλοήγηση, η οποία επηρεάζεται από τον χορό μεταξύ αυτών των δύο περιοχών ισχυρού μαγνητικού πεδίου.

Η Anja Stromme, Διευθύντρια της Αποστολής Swarm της ESA, δήλωσε: «Είναι πραγματικά υπέροχο να βλέπουμε τη συνολική εικόνα της δυναμικής μας Γης χάρη στην εκτεταμένη χρονοσειρά της Swarm. Όλοι οι δορυφόροι είναι υγιείς και παρέχουν εξαιρετικά δεδομένα, οπότε ελπίζουμε ότι μπορούμε να επεκτείνουμε αυτό το ρεκόρ πέρα ​​από το 2030, όταν το ηλιακό ελάχιστο θα επιτρέψει περισσότερες πρωτοφανείς πληροφορίες για τον πλανήτη μας».

Πηγή https://www.esa.int/Applications/Observing_the_Earth/FutureEO/Swarm/Swarm_reveals_growing_weak_spot_in_Earth_s_magnetic_field#msdynmkt_trackingcontext=d424d496-118d-4824-ac56-71cb9c060000