Hvordan NASA har å gjøre med tanden i jordens magnetfelt

Jorden er en enorm magnet, og dens jernrike kjerne skaper et magnetskjoldskjold som omslutter planeten - vel, nesten. En "bul" i dette magnetfeltet kjent som South Atlantic Anomaly lar ladede partikler fra solen dyppe nærmere planeten i et område over Sør-Amerika og det sørlige Atlanterhavet. 

Disse partiklene kan i det minste rote med instrumenter oppe i rommet. Så NASA-forskere og andre forskere har ikke noe annet valg enn å tilpasse seg denne hikken i magnetfeltet, slå av satellittinstrumenter som går gjennom SAA og aksepterer tapet av noen data om instrumenter ombord den internasjonale romstasjonen (ISS). De følger også nøye med på SAA, ifølge en ny artikkel fra NASAs Goddard Space Flight Center.

I slekt: Hva om jordens magnetfelt forsvant?

"Selv om SAA er i sakte bevegelse, gjennomgår den en viss endring i morfologien, så det er også viktig at vi fortsetter å observere den," sa Terry Sabaka, geofysiker ved Goddard i Maryland.. 

Anomalien

Jordens magnetfelt er produktet av sin jernrike ytre kjerne, som skaper feltet når det virvler rundt den indre kjernen. Feltet beskytter jordas atmosfære fra å sakte bli strippet bort av ladede partikler fra solen. Det beskytter også elektronisk utstyr på jorden mot samme bombardement. 

Normalt avbøyes partikler fra solen av feltet eller blir fanget i to soner som kalles Van Allen Belter, som lar partiklene ikke være nærmere 644 kilometer fra jordens overflate. Dette gir god plass til å beskytte planeten og dens menneskelanserte satellitter. ISS, for eksempel, kretser rundt 350 mil over jordoverflaten.

Men magnetfeltet svekkes, og får noen forskere til å tro at det kan være i ferd med å snu og bytte nord- og sørpolene. (Alternativt kan det gå gjennom en svak fase og deretter styrke seg igjen, som har skjedd i fortiden.) Jord null for denne svekkelsen ser ut til å være South Atlantic Anomaly, et merkelig sted med spesiell svakhet som strekker seg mellom Sør-Amerika og Afrika. Sonen er i endring, med nyere forskning som antyder at den ikke utvikler ett, men to, separate lavpunkter. 

I slekt: 7 måter Jorden endrer seg med et øyeblikk

Allerede må satellitter som går gjennom SAA gjøre det med mange sensitive instrumenter slått av, ifølge Goddard. Når ISS passerer gjennom den, er noen av romstasjonens instrumenter sårbare for "blips" forårsaket av større eksponering for solpartikler. GEDI-oppdraget (Global Ecosystem Dynamics Investigation) opplever for eksempel en strømtilbakestilling omtrent en gang i måneden og mister noen timer med data hver gang takket være SAA.

Heldigvis, "disse hendelsene forårsaker ingen skade for GEDI," sa Bryan Blair, misjonens stedfortredende hovedetterforsker og en lidar-instrumentforsker ved Goddard, i byråets artikkel. 

Sporing av endringene

Goddard-forskere og deres kolleger over hele verden holder oversikt over SAA, både for å sikre at deres operasjoner er beskyttet mot dens virkninger og for å prøve å forstå hvordan avviket vil endre seg i fremtiden.

Ved å bruke data fra SAMPEX (Solar Anomalous and Magnetospheric Particle Explorer), en satellitt som ble lansert i 1992 og samlet inn data til 2012, lærte Goddard-forskere at SAA driver litt vestover, resultater publisert i tidsskriftet Space Weather i 2016. The European Space Agency (ESA) lanserte et sett satellitter kjent som Swarm i 2013 som gir detaljerte observasjoner av jordas magnetfelt og endringer i SAA. Det var data fra Swarm-satellitter som viste utviklingen av to separate minstestyrkepunkter i SAA, og antydet at avviket kan splitte seg i to separate soner. 

-Jorden ovenfra: 101 fantastiske bilder fra bane

-11 rare og mystiske lyder på jorden og utover

-5 måter verden vil endre seg radikalt dette århundret

Ved å analysere disse dataene kan satellittingeniører utforme satellittene sine slik at de tåler mengden solstråling som de sannsynligvis vil møte en gang i bane, ifølge Goddard. Forskere kombinerer også observasjonsdataene med modeller av jordens kjernedynamikk for å prøve å forutsi hva avviket vil gjøre videre. 

"Dette ligner på hvordan værmeldinger blir produsert, men vi jobber med mye lengre tidsskala," sa Andrew Tangborn, matematiker i Goddards planetary Geodynamics Laboratory, i Goddard-artikkelen. 

I mellomtiden jobber forskere utenfor NASA for å forstå koblingene mellom bevegelsen i den ytre kjernen og funksjonene i magnetfeltet den produserer. Forskere fra University of Liverpool i England rapporterte nylig at vulkanske bergarter laget av lava som brøt ut for lenge siden på Atlanterhavsøya Saint Helena, viser magnetiske anomalier som strekker seg fra mellom 8 millioner og 11,5 millioner år siden, noe som antyder at dette området i Sør-Atlanteren Anomali har vært ustabil i millioner av år.