Μια ανησυχητική μεταβολή στη μαγνητική ασπίδα της Γης αποκαλύπτουν τα τελευταία δεδομένα από την αποστολή Swarm του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA). Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι η South Atlantic Anomaly, η αδύναμη περιοχή του μαγνητικού πεδίου πάνω από τον Νότιο Ατλαντικό, έχει επεκταθεί κατά σχεδόν το μισό της έκτασης της Ευρώπης από το 2014 έως σήμερα. Η ανακάλυψη, που δημοσιεύτηκε στο Physics of the Earth and Planetary Interiors, ρίχνει νέο φως στη δυναμική και ασταθή φύση του μαγνητικού πεδίου του πλανήτη μας.
Τι είναι η South Atlantic Anomaly
Η South Atlantic Anomaly (SAA) είναι μια περιοχή με ασυνήθιστα χαμηλή ένταση μαγνητικού πεδίου, η οποία εκτείνεται νοτιοανατολικά της Νότιας Αμερικής και προς την Αφρική. Ανακαλύφθηκε τον 19ο αιώνα, αλλά τα τελευταία χρόνια έχει γίνει πεδίο εντατικής έρευνας λόγω της αυξανόμενης επιρροής της στις δορυφορικές επικοινωνίες και στην ασφάλεια των διαστημικών αποστολών.
Το μαγνητικό πεδίο της Γης λειτουργεί σαν αόρατη ασπίδα, προστατεύοντας τον πλανήτη από την κοσμική ακτινοβολία και τα φορτισμένα σωματίδια του Ήλιου. Δημιουργείται από το ρευστό, λιωμένο σίδηρο του εξωτερικού πυρήνα, περίπου 3.000 χιλιόμετρα κάτω από την επιφάνεια. Όπως ένα δυναμό ποδηλάτου, ο περιστρεφόμενος αυτός “ωκεανός” μετάλλου παράγει ηλεκτρικά ρεύματα, τα οποία δημιουργούν και συντηρούν το μαγνητικό πεδίο. Ωστόσο, οι φυσικές διεργασίες που το ρυθμίζουν είναι εξαιρετικά περίπλοκες και συνεχώς μεταβαλλόμενες.
Η συμβολή της αποστολής Swarm
Η αποστολή Swarm αποτελείται από τρεις πανομοιότυπους δορυφόρους που μετρούν με ακρίβεια τα μαγνητικά σήματα που προέρχονται:
- από τον πυρήνα,
- τον μανδύα και τον φλοιό της Γης,
- καθώς και από την ιονόσφαιρα και τη μαγνητόσφαιρα.
Χάρη στα 11 χρόνια συνεχών μετρήσεων, οι επιστήμονες μπορούν πλέον να παρακολουθούν πώς το μαγνητικό πεδίο εξασθενεί σε κάποιες περιοχές και ενισχύεται σε άλλες, αποκαλύπτοντας νέα δεδομένα για την εσωτερική δομή και τη “ζωντανή” συμπεριφορά του πλανήτη.
Η αποδυνάμωση επιταχύνεται κοντά στην Αφρική
Σύμφωνα με τον καθηγητή Chris Finlay του Technical University of Denmark, η South Atlantic Anomaly δεν είναι ενιαίο φαινόμενο, αλλά εξελίσσεται διαφορετικά ανά περιοχή. Από το 2020, το τμήμα της που εκτείνεται νοτιοδυτικά της Αφρικής παρουσιάζει ταχύτερη εξασθένιση του μαγνητικού πεδίου σε σχέση με εκείνο κοντά στη Νότια Αμερική.
Ο Finlay εξηγεί ότι αυτό συνδέεται με αντίστροφες μαγνητικές ροές (reverse flux patches) στα όρια ανάμεσα στον ρευστό εξωτερικό πυρήνα και τον στερεό μανδύα. Σε αυτές τις περιοχές, οι μαγνητικές γραμμές αντί να εξέρχονται από τον πυρήνα, εισέρχονται ξανά σε αυτόν, κάτι που προκαλεί τοπική αποδυνάμωση. Τα δεδομένα της αποστολής Swarm δείχνουν ότι ένα τέτοιο φαινόμενο μετακινείται δυτικά, προς την Αφρική, συμβάλλοντας περαιτέρω στην αποδυνάμωση της περιοχής.
Επιπτώσεις για τη διαστημική τεχνολογία και την ασφάλεια
Η South Atlantic Anomaly αποτελεί σοβαρό κίνδυνο για δορυφόρους και διαστημικές αποστολές. Καθώς οι δορυφόροι περνούν πάνω από την περιοχή, εκτίθενται σε υψηλότερα επίπεδα ακτινοβολίας, γεγονός που μπορεί να προκαλέσει:
- δυσλειτουργίες σε ηλεκτρονικά συστήματα,
- αλλοιώσεις δεδομένων,
- ακόμα και ολικές διακοπές λειτουργίας (blackouts).
Ο ESA επισημαίνει ότι η κατανόηση των μεταβολών της SAA είναι κρίσιμη για την ασφάλεια των μελλοντικών αποστολών, ειδικά καθώς αυξάνεται ο αριθμός των δορυφόρων χαμηλής τροχιάς.
Έντεκα χρόνια παρατηρήσεων: Ένα επιστημονικό ορόσημο
Η αποστολή Swarm, που εκτοξεύθηκε στις 22 Νοεμβρίου 2013, έχει προσφέρει το μεγαλύτερο και πιο ακριβές αρχείο μετρήσεων του μαγνητικού πεδίου από το Διάστημα. Αν και αρχικά σχεδιάστηκε ως αποστολή επίδειξης τεχνολογίας, έχει ξεπεράσει κατά πολύ τη διάρκεια ζωής της, παρέχοντας κρίσιμα δεδομένα για:
- παγκόσμια μαγνητικά μοντέλα πλοήγησης,
- παρακολούθηση διαστημικού καιρού,
- κατανόηση των γεωφυσικών διεργασιών του πλανήτη.
Η Anja Stromme, υπεύθυνη της αποστολής, δήλωσε ότι όλοι οι δορυφόροι βρίσκονται σε εξαιρετική κατάσταση και ότι ο ESA σχεδιάζει να επεκτείνει την αποστολή έως το 2030, όταν οι ηλιακές δραστηριότητες θα επιτρέψουν ακόμα πιο λεπτομερείς παρατηρήσεις.
Ενίσχυση του μαγνητικού πεδίου πάνω από τη Σιβηρία
Εκτός από την εξασθένιση στον Νότιο Ατλαντικό, τα δεδομένα της Swarm δείχνουν αύξηση της έντασης του μαγνητικού πεδίου πάνω από τη Σιβηρία, ενώ στον Καναδά η μαγνητική δύναμη μειώνεται. Η περιοχή του Καναδά συρρικνώθηκε κατά 0,65% της συνολικής επιφάνειας της Γης – έκταση σχεδόν ίση με την Ινδία – ενώ η σιβηρική ζώνη ενισχύθηκε κατά 0,42%, όσο περίπου η Γροιλανδία.
Αυτή η μετατόπιση των ισχυρών μαγνητικών περιοχών σχετίζεται με τη μετακίνηση του βόρειου μαγνητικού πόλου προς τη Σιβηρία, ένα φαινόμενο που επηρεάζει συστήματα ναυσιπλοΐας και δορυφορικού εντοπισμού σε παγκόσμια κλίμακα.
Το μαγνητικό πεδίο της Γης σε διαρκή μεταβολή
Ο Chris Finlay επισημαίνει ότι το μαγνητικό πεδίο αποτελεί ένα πολύπλοκο και δυναμικό σύστημα. Μόνο μέσω δορυφόρων όπως αυτών της αποστολής Swarm μπορούν οι επιστήμονες να χαρτογραφήσουν πλήρως τη δομή του και να παρακολουθούν τις συνεχείς μεταβολές του.
Ο ESA τονίζει ότι οι παρατηρήσεις αυτές δεν είναι απλώς ακαδημαϊκές. Καθώς η τεχνολογία και οι επικοινωνίες βασίζονται όλο και περισσότερο στη σταθερότητα του μαγνητικού πεδίου, η κατανόηση αυτών των αλλαγών είναι ζωτικής σημασίας για την ασφάλεια και τη βιωσιμότητα των διαστημικών και γήινων υποδομών.
[via]
