Maapallon magneettikentän voimakkuus muuttuu voimakkaasti kymmenen vuoden välein, koska planeetan ytimessä on erityisiä pyörteitä aiheuttavia aaltoja, jotka "ravistavat" materiaaliaan, kun se saavuttaa vaipan rajan. Ranskalaiset ja tanskalaiset geologit kirjoittavat tästä Nature Geoscience -lehdessä.
Maapallon ydin koostuu tutkijoiden mukaan tänään kahdesta kerroksesta - kiinteä metalliydin keskellä ja kerros sitä ympäröivää nestemäistä rautaa ja nikkeliä. Tämä metalli "neste" ei seiso paikallaan, mutta liikkuu jatkuvasti, kuten vesi kiehuvassa vedenkeittimessä, ja tämä liike tuottaa magneettikentän, joka suojaa maapallon elämää kosmisilta säteiltä, aurinkolähteiltä ja muilta vaarallisilta kosmisilta ilmiöiltä.
Nykyään kukaan ei tiedä miten tämä liike tapahtuu, koska on käytännössä mahdotonta tutkia maan ydintä seismisillä laitteilla, minkä vuoksi tutkijoiden on tutkittava sen salaisuuksia matemaattisten mallien ja laboratoriokokeiden avulla ydinolosuhteiden jäljentämiseksi supervoimilla puristimet ja alasivut.
Tutkijat havaitsivat äskettäin, että maapallon ydin on rakenteeltaan erittäin heterogeeninen, minkä johdosta he epäilivät, että sen sisällä ei ole kaksi vaan kolme kerrosta. Kaksi muuta geologiryhmää on löytänyt epätavallisia "rakkukuplia", jotka nousevat ytimestä vaippaan, ja löytäneet jälkiä myös eräänlaisista raudan "suihkuputkista".
Julien Obert Pariisin Maan fysiikan instituutista (Ranska) ja hänen kollegansa Christopher Finlay Tanskan teknillisestä yliopistosta Lyngbyssä tutkivat toista maapallon ytimen omituista ominaisuutta, joka löydettiin viime vuosisadan lopulla.
Siihen saakka tiedemiehet uskoivat, että planeetan magneettikenttä heikkenee tai vahvistuu melko hitaasti, melkein huomaamatta instrumenteillemme. Vuonna 1978 tilanne muuttui dramaattisesti, kun ensimmäiset tarkat geomagneettiset instrumentit havaitsivat, että näiden muutosten nopeus kasvoi useilla suuruusluokilla. Noin vuoden kuluttua tämä "spurtti" pysähtyi ja magneettikenttä palasi normaaliksi, mutta jotain vastaavaa toistettiin seuraavan vuosikymmenen aikana.
Yhteensä tutkijat ovat viimeisen puolen vuosisadan aikana rekisteröineet kymmenen tällaista tapahtumaa, joiden luonne ja niiden vaikutus kentän voimakkuuteen ja napojen siirtymiseen ovat edelleen kiistanalaisia geologien keskuudessa.
Finlay ja Aubert löysivät selityksen heidän ulkonäkönsä tutkimalla viimeisen kolmen geomagneettisten hinaajien vuosina 2007, 2011 ja 2014 tallennetut tiedot ja analysoimalla viimeaikaisten yritysten havainnot selittää, kuinka Maan navat ovat kääntyneet.
Mainosvideo:
Sitten tutkijat ehdottivat, että planeetan napojen määräajoin tapahtuvat väliaikaiset tai pysyvät muutokset liittyivät erityisiin värähtelyihin, ns. "Dinamo-aaltoihin". Ne siirtyvät päiväntasaajasta napoihin ja rakentavat ytimen magneettisen rakenteen uudelleen säännöllisin väliajoin.
Jotain vastaavaa, kuten geofysiikot huomauttavat, tapahtuu silloin, kun "geomagneettiset nykäykset" ilmestyvät. Ne ilmenevät voimakkaimmin planeetan päiväntasaajan läheisyydessä, missä esiintyy vyöhykkeitä, joissa magneettikentän voimakkuus kasvaa tai laskee erityisen voimakkaasti. Tämä sai heidät ajattelemaan, että tällaiset poikkeamat voisivat synnyttää jonkinlaisia syviä aaltoja ytimen sisällä, mikä liittyy tosiasiaan, että Maa pyörii akselillaan.
Tämän idean ohjaamana tutkijat loivat asiasta erittäin yksityiskohtaisen tietokonemallin, jonka avulla he laskivat kuinka tällaiset värähtelyt syntyvät ja liikkuvat. Laskelmien suorittamiseksi Aubert ja Finlay tarvitsivat tehokkaan supertietokoneen ja 4 miljoonaa tuntia tietokoneaikaa, mutta nämä kustannukset kannattivat.
Kävi ilmi, että geomagneettiset nykäykset ilmaantuivat sellaiseen järjestelmään itsessään johtuen siitä, että ytimen keskialueilla ilmestyneet aallot hidastuivat vähitellen ja voimistuivat lähestyessään sen rajaa vaipan kanssa. Kun he saavuttivat tämän vyöhykkeen, nämä värähtelyt "herättivät" erikoisesti "hänen asiaansa", mikä johti magneettikentän voimakkaaseen lisääntymiseen tai laskuun.
Tutkijat toivovat, että laskelmiensa ja tietokonemallin avulla voidaan tarkentaa roolia, joka geomagneettisilla nykimillä on maapallon magneettikentän evoluutiossa ja sen napojen kääntymisessä.