Trong khi các vụ phun trào núi lửa và động đất đóng vai trò như những lời nhắc nhở ngay lập tức rằng bên trong Trái đất không hề yên bình, thì cũng có những quá trình động lực khó nắm bắt khác xảy ra sâu bên trong chân chúng ta. Sử dụng thông tin từ sứ mệnh vệ tinh Swarm của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu, các nhà khoa học đã phát hiện ra một loại sóng từ trường hoàn toàn mới quét qua phần bên ngoài của lõi ngoài Trái đất cứ bảy năm một lần. Khám phá đáng chú ý này, được trình bày hôm nay tại Hội nghị chuyên đề về Hành tinh Trái đất của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu, mở ra một cửa sổ mới về một thế giới mà chúng ta không bao giờ có thể nhìn thấy.

Từ trường của trái đất Nó giống như một bong bóng khổng lồ bảo vệ chúng ta khỏi sự tấn công của bức xạ vũ trụ và các hạt tích điện do gió mạnh mang theo thoát khỏi lực hấp dẫn của mặt trời và chảy qua hệ mặt trời. Nếu không có từ trường của chúng ta, sự sống như chúng ta biết sẽ không thể tồn tại.

chòm sao bầy đàn. Tín dụng: ESA / ATG Medialab

Hiểu chính xác cách thức và vị trí từ trường của chúng ta được tạo ra, tại sao nó liên tục dao động, cách nó tương tác với gió mặt trời, và trên thực tế, tại sao nó hiện đang suy yếu, không chỉ quan tâm đến học thuật mà còn có lợi cho xã hội. Ví dụ, Bão mặt trời có thể phá hủy mạng lưới liên lạc Và các hệ thống định vị và vệ tinh, vì vậy trong khi chúng ta không thể làm gì với những thay đổi trong từ trường, việc hiểu được lực vô hình này sẽ giúp chúng ta chuẩn bị.

Phần lớn trường được tạo ra bởi một đại dương sắt lỏng siêu nóng, xoáy tạo thành lõi bên ngoài của Trái đất cách chân chúng ta 3.000 km (1.900 dặm). Hoạt động giống như một dây dẫn quay trong máy nổ xe đạp, nó tạo ra dòng điện và trường điện từ luôn thay đổi.

Sứ mệnh Swarm của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu, bao gồm ba vệ tinh giống hệt nhau, đo các tín hiệu từ trường này bắt nguồn từ lõi Trái đất, cũng như các tín hiệu khác đến từ lớp vỏ, đại dương, tầng điện ly và từ quyển.

Kể từ khi phóng ba vệ tinh Swarm vào năm 2013, các nhà khoa học đã phân tích dữ liệu của họ để có được cái nhìn sâu sắc mới về nhiều quá trình tự nhiên của Trái đất, từ khí hậu không gian với tôi Vật lý và động lực học Tâm bão của trái đất.

Sử dụng thông tin từ sứ mệnh vệ tinh Swarm của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu, các nhà khoa học đã phát hiện ra một loại sóng từ trường hoàn toàn mới quét qua phần bên ngoài của lõi ngoài Trái đất cứ bảy năm một lần. Khám phá đáng chú ý này mở ra một cửa sổ mới vào một thế giới mà chúng ta không bao giờ có thể nhìn thấy. Làn sóng bí ẩn này dao động bảy năm một lần và lan về phía tây với tốc độ lên tới 1.500 km (900 dặm) mỗi năm. Tín dụng: ESA / Hình ảnh hành tinh

Đo từ trường của chúng ta từ không gian Đó là cách thực sự duy nhất để điều tra độ sâu của lõi Trái đất. Địa chấn học và vật lý khoáng cung cấp thông tin về các đặc tính vật lý của lõi, nhưng chúng không làm sáng tỏ chuyển động tạo ra động lực của lõi bên ngoài chất lỏng.

Nhưng giờ đây, bằng cách sử dụng dữ liệu từ sứ mệnh Swarm, các nhà khoa học đã phát hiện ra một bí mật tiềm ẩn.

Một bài báo được xuất bản trên tạp chí Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia, mô tả cách một nhóm các nhà khoa học đã phát hiện ra một loại sóng từ trường mới quét qua ‘bề mặt’ của lõi ngoài Trái đất – nơi lõi gặp lớp phủ. Làn sóng bí ẩn này dao động bảy năm một lần và lan về phía tây với tốc độ lên tới 1.500 km (900 dặm) mỗi năm.

Nicholas Gillet, thuộc Đại học Grenoble Alps và là tác giả chính của bài báo cho biết: “Địa vật lý từ lâu đã đưa ra giả thuyết về sự tồn tại của những sóng như vậy, nhưng chúng được cho là xảy ra trong khoảng thời gian dài hơn nhiều so với nghiên cứu của chúng tôi.

Các phép đo từ trường từ các thiết bị dựa trên Trái đất cho thấy rằng có một số loại chuyển động của sóng, nhưng chúng tôi cần phạm vi bao phủ toàn cầu mà các phép đo từ không gian cung cấp để tiết lộ điều gì đang thực sự xảy ra.

“Chúng tôi đã kết hợp các phép đo vệ tinh từ Swarm, cũng như từ sứ mệnh Champ của Đức trước đó và sứ mệnh Ørsted của Đan Mạch, với mô hình máy tính của geodynamo để giải thích dữ liệu trên mặt đất đã gây ra điều gì – và điều này dẫn đến khám phá của chúng tôi.”

Do Trái đất quay, các sóng này xếp thành các cột dọc theo trục quay. Chuyển động và thay đổi từ trường liên quan đến các sóng này là mạnh nhất gần vùng xích đạo của lõi.

Trong khi nghiên cứu hiển thị các sóng từ trường Coriolis gần khoảng thời gian 7 năm, câu hỏi về sự tồn tại của những sóng như vậy sẽ dao động ở các thời kỳ khác nhau, vẫn còn.

Tiến sĩ Gillett nói thêm, “Sóng từ có khả năng gây ra bởi những nhiễu động sâu trong lõi chất lỏng của Trái đất, có thể liên quan đến các chùm lực nổi. Mỗi sóng được xác định theo thời lượng và thang độ dài điển hình của nó, và chu kỳ phụ thuộc vào đặc tính của các lực tác động. Đối với Sóng từ-Coriolis, chu kỳ biểu thị cường độ của từ trường bên trong tim.

“Nghiên cứu của chúng tôi gợi ý rằng có thể có những làn sóng khác như thế này, có thể với thời lượng dài hơn – nhưng khám phá của chúng phụ thuộc vào nghiên cứu sâu hơn.”

Elias Daras, nhà khoa học sứ mệnh Swarm của ESA, lưu ý, “Nghiên cứu hiện tại này chắc chắn sẽ cải thiện mô hình khoa học về từ trường trong lõi ngoài của Trái đất. Nó cũng có thể cho chúng ta cái nhìn mới về độ dẫn điện của lớp phủ dưới cũng như đối với Lịch sử nhiệt của Trái đất. “

Tham khảo: “Dữ liệu từ tính vệ tinh tiết lộ sóng liên năm trong lõi Trái đất” của Nicholas Gillett, Felix Gerek, Dominic Gault, Tobias Schweiger, Julian Ober và Matthew Estas, ngày 21 tháng 3 năm 2022 Có sẵn tại đây Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia.
DOI: 10.1073 / pnas.2115258119

Với sự hỗ trợ từ chương trình Khoa học cho Xã hội của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu, nghiên cứu này đã được trình bày tại Hội nghị chuyên đề về Hành tinh Sống của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu diễn ra vào tuần này ở Bonn, Đức. Những người tham dự được nghe về những phát hiện khoa học mới nhất trên hành tinh của chúng ta và cách quan sát Trái đất từ ​​không gian hỗ trợ nghiên cứu môi trường và hành động để chống lại cuộc khủng hoảng khí hậu. Họ cũng được nghe về các công nghệ không gian mới và về những cơ hội mới xuất hiện trong lĩnh vực quan sát Trái đất đang thay đổi nhanh chóng. Các phiên đã chọn được phát sóng, hãy xem Các kênh truyền hình trên web ESA.