Grote anomalie in het aardmagnetisch veld eindelijk verklaard?

De oorsprong van de grote anomalieën in het magnetisch veld van de aarde is lange tijd een mysterie geweest. De onderzoekers suggereren echter dat ze mogelijk een verband hebben met de abnormaal hete gebieden aan de basis van de mantel.

Een beschermende bubbel van zonnestraling, het magnetische veld van de aarde vindt zijn oorsprong in de kern van onze planeet. Een proces genaamd geodynamo, dat berust op de stroom van materie die een buitenste kern van vloeibaar ijzer beweegt. Een mechanisme dat al vele miljarden jaren werkt en dat, als het onveranderlijk lijkt, echter geen stabiel en uniform magnetisch veld over de hele wereld produceert.

Zo is het magnetische veld sinds zijn ontstaan ​​ontelbare keren omgekeerd, wat trouwens nog steeds slecht gedateerd is. Alleen al in de afgelopen 200 miljoen jaar zijn er minstens 300 omkeringen geweest. Het is een natuurlijk fenomeen en heeft geen gevolgen voor levende wezens, wat altijd moeilijk uit te leggen is.

Zwakke magnetische veldgebieden die problemen veroorzaken voor satellieten

Naast deze omkeringen is de magnetische veldsterkte niet overal ter wereld uniform. Er zijn gebieden waar de intensiteit erg hoog is, en andere waar het erg laag is. Dan hebben we het over magnetische veldafwijkingen. De belangrijkste is de negatieve Zuid-Atlantische anomalie. Grofweg strekt het zich uit van Zuid-Amerika tot het zuidelijkste puntje van Afrika. Het magnetisch veld is daar relatief zwak, een kenmerk dat ook niet zonder gevolgen is voor de satellieten die regelmatig dit deel van de aardbol doorkruisen. Terwijl ze over de Zuid-Atlantische Oceaan vliegen, zijn satellieten in een baan minder beschermd tegen zonnestraling, tot het punt waarop sommigen, zoals Hubble, eenvoudigweg geen metingen uitvoeren wanneer ze door dit gebied gaan, om het risico te verkleinen. van schade.

Als het fenomeen algemeen bekend is, is de oorsprong ervan veel minder waarschijnlijk. Voor Jonathan Maund en Christopher Davies, auteurs van een nieuwe studie gepubliceerd in Natuurwetenschappen Aardwetenschappende mantel en thermische interacties met de buitenste kern zullen een grote rol spelen in dit verhaal.

Correlatie met temperatuurafwijkingen aan de basis van de mantel

Over het algemeen zijn de convectiestromen die het magnetische veld in de buitenste kern produceren nauw verwant aan de evacuatie van de interne warmte van de aarde. Warmte wordt eigenlijk overgedragen van het zaad naar de mantel door door de buitenste kern te gaan, die de convectiecellen activeert. De warmte wordt vervolgens via de mantel naar het aardoppervlak overgebracht. Het lijkt er dus op dat deze warmteflux een essentiële rol speelt bij het opwekken van het magnetische veld. Wetenschappers van de Universiteit van Leeds merken echter op dat gebieden waar het magnetische veld zwakker is, overeenkomen met thermische anomalieën in de ondermantel.

Deze anomalieën zijn bekend. Er zijn twee hoofdtypen, genoemd naar LLVP Grote provincie lage snelheid (grote onderverdelingen met lage snelheid), gelegen onder Afrika en onder de Stille Oceaan, ter hoogte van de kern-mantelgrens.

Effect op warmtestroom binnen de buitenste kern

Door numerieke simulaties uit te voeren waarbij rekening werd gehouden met de aanwezigheid van deze gebieden van de oververhitte mantel, realiseerden de onderzoekers zich dat ze de warmtestroom in de onderliggende buitenste kern verminderden. Met andere woorden, de aanwezigheid van een temperatuurafwijking aan de basis van de mantel voorkomt dat de buitenste kern in deze gebieden afkoelt, waardoor de convectiecondities en dus het genereren van magnetische velden worden beïnvloed. Het zijn dus verschillen in de ontsnappingssnelheid van de interne warmte van de aarde die aan de basis liggen van de afwijkingen in het magnetische veld die aan het oppervlak worden waargenomen.

Het valt nog te bezien hoe lang dit fenomeen aanhoudt. Het tijdstip waarop deze anomalieën bestaan, hangt dus af van de evolutie van hete gebieden aan de basis van de mantel. De processen die de mantel aandrijven zijn echter erg traag en de levensduur van de temperatuurafwijkingen in de onderste mantel kan worden geschat op tientallen miljoenen jaren. Als gevolg hiervan wordt verwacht dat anomalieën in het magnetische veld gedurende een vergelijkbare tijdschaal zullen aanhouden. De auteurs benadrukken echter het feit dat de buitenste kern een zeer dynamische omgeving vertegenwoordigt. Het zou dus niet verwonderlijk zijn om variaties in het magnetische veld waar te nemen op kleinere schaal, over kortere perioden, in de orde van grootte van een paar honderd of een paar duizend jaar.