De sterkte van het magnetisch veld van de aarde verandert elke tien jaar scherp als gevolg van het bestaan van speciale turbulente golven in de kern van de planeet, die de materie "opschudt" wanneer het de grens met de mantel bereikt. Daarover schrijven Franse en Deense geologen in het tijdschrift Nature Geoscience.
De kern van onze planeet bestaat volgens wetenschappers van vandaag uit twee lagen: een stevige metalen kern in het midden en een laag vloeibaar ijzer en nikkel eromheen. Deze metallische "vloeistof" staat niet stil, maar beweegt constant, als water in een kokende ketel, en deze beweging wekt een magnetisch veld op dat het leven op aarde beschermt tegen kosmische straling, zonnevlammen en andere gevaarlijke kosmische verschijnselen.
Tegenwoordig weet niemand hoe deze beweging plaatsvindt, aangezien het vrijwel onmogelijk is om met seismische apparaten in de kern van de aarde te kijken. Daarom moeten wetenschappers de geheimen ervan bestuderen met wiskundige modellen en laboratoriumexperimenten om de omstandigheden in de kern te reproduceren met behulp van superkrachtige persen en aambeelden.
Wetenschappers hebben onlangs ontdekt dat de kern van de aarde extreem heterogeen van structuur is, waardoor ze vermoedden dat er niet twee, maar drie lagen in zitten. Nog twee groepen geologen hebben ongebruikelijke "bellen" van ijzer ontdekt, die van de kern naar de mantel stijgen, en hebben ook sporen gevonden van het bestaan van een soort "straalstromen" van ijzer erin.
Julien Obert van het Institute of Physics of the Earth in Parijs (Frankrijk) en zijn collega Christopher Finlay van de Technical University of Denmark in Lyngby bestudeerden een ander vreemd kenmerk van de kern van de aarde, ontdekt aan het einde van de vorige eeuw.
Tot die tijd geloofden wetenschappers dat het magnetische veld van de planeet in een vrij langzaam tempo verzwakt of sterker wordt, bijna onmerkbaar voor onze instrumenten. In 1978 veranderde de situatie drastisch toen de eerste nauwkeurige geomagnetische instrumenten vastlegden dat de snelheid van deze veranderingen met verschillende ordes van grootte toenam. Na ongeveer een jaar stopte deze "spurt" en werd het magnetische veld weer normaal, maar iets soortgelijks herhaalde zich in het volgende decennium.
In totaal hebben wetenschappers de afgelopen halve eeuw tien van dergelijke gebeurtenissen geregistreerd, waarvan de aard en hun effect op de veldsterkte en poolmigratie nog steeds een punt van controverse zijn onder geologen.
Finlay en Aubert vonden een verklaring voor hun uiterlijk door gegevens te onderzoeken die tijdens de laatste drie geomagnetische sleepboten in 2007, 2011 en 2014 waren geregistreerd, en door de bevindingen te analyseren van hun recente pogingen om uit te leggen hoe de polen van de aarde zijn omgekeerd.
Promotie video:
Vervolgens suggereerden wetenschappers dat periodieke tijdelijke of permanente veranderingen van de polen van de planeet verband hielden met het bestaan van speciale trillingen erin, de zogenaamde "dynamogolven". Ze verplaatsen zich van de evenaar naar de polen en herbouwen de magnetische structuur van de kern met regelmatige tussenpozen.
Iets soortgelijks, zoals opgemerkt door geofysici, doet zich voor op het moment van het verschijnen van "geomagnetische schokken". Ze manifesteren zich het sterkst in de buurt van de evenaar van de planeet, waar zones verschijnen waarin de sterkte van het magnetische veld bijzonder sterk toeneemt of afneemt. Dit zette hen ertoe aan te denken dat dergelijke anomalieën een soort diepe golven in de kern zouden kunnen genereren, in verband met het feit dat de aarde om zijn as draait.
Geleid door dit idee, creëerden wetenschappers een zeer gedetailleerd computermodel van de materie, met behulp waarvan ze berekenden hoe dergelijke oscillaties zouden ontstaan en bewegen. Om deze berekeningen uit te voeren hadden Aubert en Finlay een krachtige supercomputer en 4 miljoen uur computertijd nodig, maar deze kosten wierpen hun vruchten af.
Het bleek dat geomagnetische schokken op zichzelf in een dergelijk systeem verschenen vanwege het feit dat de golven die in de centrale delen van de kern verschenen geleidelijk vertraagden en intenser werden toen ze de grens met de mantel naderden. Toen ze deze zone bereikten, 'wekten' deze trillingen op een speciale manier zijn materie op, wat leidde tot een sterke toename of afname van het magnetische veld.
Wetenschappers hopen dat de resultaten van hun berekeningen en een computermodel zullen helpen om nauwkeurig vast te stellen welke rol aardmagnetische schokken spelen in de evolutie van het magnetisch veld van de aarde en bij het omkeren van de polen.
