Znanstvenici su, koristeći jedanaest godina podataka s ESA-ine konstelacije satelita Swarm, otkrili da se slabo magnetsko područje iznad Južnog Atlantika, poznato kao Južnoatlantska anomalija, proširilo za površinu gotovo polovice veličine Europe od 2014. godine.
Zemljino magnetsko polje ključno je za život na našem planetu. Ono je složena i promjenjiva sila koja nas štiti od kozmičkog zračenja i nabijenih čestica koje dolaze sa Sunca.
Geodinamo u središtu planeta
Magnetsko polje nastaje u vanjskoj jezgri Zemlje, oko 3000 kilometara ispod površine, gdje se nalazi golemi sloj rastaljenog željeza koje polako kruži zbog toplinskih strujanja. To gibanje pokreće takozvani geodinamo, mehanizam koji stvara električne struje, a one zatim oblikuju Zemljino magnetsko polje koje se neprestano mijenja. U stvarnosti su ti procesi mnogo složeniji od ove pojednostavljene slike.
Misija Swarm, dio ESA-ina programa Earth Observation FutureEO, sastoji se od tri identična satelita koji precizno mjere magnetske signale koji potječu iz Zemljine jezgre, plašta, kore i oceana, kao i iz ionosfere i magnetosfere.
Zahvaljujući ovoj misiji, znanstvenici sve bolje razumiju različite izvore magnetizma i uzroke zbog kojih se magnetsko polje u nekim regijama slabi, a u drugima pojačava.
Anomalija koja raste
Slabo magnetsko polje iznad Južnog Atlantika prvi je put zabilježeno jugoistočno od Južne Amerike još u 19. stoljeću.
Danas je Južnoatlantska anomalija posebno važna za sigurnost svemirskih misija, jer sateliti koji prelijeću to područje nailaze na veće količine zračenja. To može uzrokovati kvarove, oštećenja ključnih dijelova opreme, pa čak i privremene prekide rada.
Najnoviji rezultati misije Swarm pokazuju da se anomalija stalno širila između 2014. i 2025. godine, dok je područje Atlantskog oceana jugozapadno od Afrike od 2020. doživjelo još brže slabljenje magnetskog polja.
“Južnoatlantska anomalija nije jedinstveni blok,” kaže glavni autor studije Chris Finlay, profesor geomagnetizma na Tehničkom sveučilištu Danske. “Ona se mijenja drukčije prema Africi nego prema Južnoj Americi. U tom se području događa nešto posebno što uzrokuje intenzivnije slabljenje polja.”
Ovo ponašanje povezano je s neobičnim područjima magnetskog toka na granici između tekuće vanjske jezgre i čvrstog plašta, gdje se smjer magnetskog polja privremeno obrće.
Profesor Finlay objašnjava: “Obično bismo očekivali da magnetske silnice izlaze iz jezgre na južnoj hemisferi. No ispod Južnoatlantske anomalije vidimo neočekivana područja gdje polje, umjesto da izlazi, ponovno ulazi u jezgru. Zahvaljujući podacima Swarma, možemo pratiti kako se jedno od tih područja pomiče prema zapadu, iznad Afrike, što pridonosi slabljenju anomalije u tom dijelu svijeta.”
Jedanaest godina kontinuiranih mjerenja
Najnoviji model magnetskog polja koje stvara Zemljina jezgra označava novi rekord za ESA-inu misiju Swarm, koja sada ima najdulji neprekinuti niz mjerenja magnetskog polja iz svemira.
Sateliti su lansirani 22. studenoga 2013. kao četvrta misija programa Earth Explorer, ključnog dijela ESA-ina FutureEO programa usmjerenog na napredna istraživanja Zemlje.
Iako su izvorno zamišljeni kao demonstratori inovativnih tehnologija promatranja Zemlje, ovi su sateliti daleko premašili svoj planirani vijek trajanja. Danas čine temelj dugoročnih mjerenja, pružaju podatke za operativne službe i otvaraju put budućim generacijama istraživačkih misija.
Podaci Swarma temelj su globalnih magnetskih modela koji se koriste u navigaciji, praćenju svemirskog vremena i istraživanju cjelokupnog sustava Zemlje, od njezine jezgre do najviših slojeva atmosfere.
Jačanje polja iznad Sibira
Najnovija otkrića također pokazuju koliko je Zemljino magnetsko polje dinamično. Na južnoj hemisferi postoji jedno područje izrazite jačine, dok se na sjevernoj nalaze dva, jedno iznad Kanade i drugo iznad Sibira.
“Kad pokušavate razumjeti magnetsko polje Zemlje, važno je zapamtiti da ono nije jednostavni dipol poput magneta. Tek zahvaljujući satelitima poput Swarma možemo potpuno mapirati njegovu strukturu i pratiti promjene,” ističe profesor Finlay.
Od početka misije, magnetsko se polje iznad Sibira ojačalo, dok je iznad Kanade oslabilo. Područje snažnog polja iznad Kanade smanjilo se za 0,65 posto Zemljine površine, gotovo koliko iznosi Indija, dok je sibirsko naraslo za 0,42 posto, približno veličinu Grenlanda.
Ove promjene, uzrokovane složenim procesima u turbulentnoj Zemljinoj jezgri, povezane su s pomicanjem sjevernog magnetskog pola prema Sibiru u posljednjih nekoliko godina. To pomicanje ima velik značaj za navigaciju, jer ovisi o ravnoteži između ovih dvaju područja snažnog magnetskog polja.
Voditeljica ESA-ine misije Swarm, Anja Strømme, rekla je: “Nevjerojatno je vidjeti koliko nam Swarmov dugotrajni niz podataka otkriva o dinamičnoj Zemlji. Svi su sateliti u izvrsnom stanju i daju odlične podatke, pa se nadamo da će misija potrajati i nakon 2030., kada će solarni minimum omogućiti nova jedinstvena saznanja o našem planetu.”
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
