Illustration av jordens magnetfält och magnetisk storm

Så låter det när en solstorm kolliderar med jordens magnetfält

Smält järn i jordens yttre kärna skapar ett kraftfullt magnetfält, som skyddar planeten mot kosmisk strålning och magnetiska stormars radioaktiva partiklar. Med hjälp av satellitmätningar har forskare nu ljudsatt hur solens anstormning mot jorden kan låta.

Smält järn i jordens yttre kärna skapar ett kraftfullt magnetfält, som skyddar planeten mot kosmisk strålning och magnetiska stormars radioaktiva partiklar. Med hjälp av satellitmätningar har forskare nu ljudsatt hur solens anstormning mot jorden kan låta.

ESA/ATG medialab

Du tänker säkert inte på det särskilt ofta, men under dina fötter ligger en försvarsanläggning, som är nödvändig för att skydda allt liv på jorden.

Det strömmar magnetiska strålar från jordens kärna, som skapar ett magnetfält runt planeten och skärmar av oss från radioaktiva partiklar från solen samt kosmisk strålning.

Kampen mellan rymdpartiklar och magnetfält lyser ibland upp som polarsken på himlen, men nu har forskare från Danmarks tekniska universitet (DTU) lyckats ljudsätta solens anstormning mot jordens skyddsvärn.

Hör en magnetisk storm dundra in i jordens magnetfält här

Forskare översätter magnetiska mätningar till mardrömsljud

För att illustrera den våldsamma kamp som oavbrutet utspelar sig uppe i atmosfären har danska forskare bearbetat data från satellitmätningar.

Mätningarna har gjorts från tre satelliter, som tillsammans utgör Swarm-projektet under det europeiska rymdorganet (Esa). De tre identiska Swarm-satelliterna har sedan 2013 arbetat med att kartlägga jordens magnetfält med hjälp av magnetometrar, som bland annat mäter storlek, styrka och riktning av planetens skyddsvärn.

"Vi har använt oss av en serie mätningar som går tillbaka 100 000 år i tiden, och ljudsatt de olika svängningar som data visar", förklarar Klaus Nielsen, som har medverkat i DTU-studien.

Han poängterar att ljudbilden inte kommer från inspelningar under en viss magnetisk storm.

"Det är en konstnärlig tolkning, i vilken vi har spelat upp jordnära ljud – som stenar i rörelse och knarrande träd – i högre hastighet, genom filter eller högre volym beroende på vilka svängningar som har synts i mätningar av magnetfältet."

Tanken bakom ljudillustrationen är enligt Klaus Nielsen att visa vilka enorma krafter som hela tiden är i rörelse, så att livet på jorden kan bevaras.

Grönt polarsken över berg

När partiklarna från en magnetisk storm träffar jordens magnetiska sköld och kolliderar med vissa syre- och kväveatomer i atmosfären, förvandlas en del av energin från krocken till blågrönt ljus. Det vackra fenomenet kallas polarsken och förekommer enbart vid jordens poler, eftersom magnetfältet är svagare där än på resten av jorden.

© Shutterstock

Smält metall i jordens kärna skyddar mot solens anstormning

Swarm-satelliterna har redan svävat runt jorden under längre än det var tänkt att projektet skulle pågå. Men det ger å andra sidan forskare mer värdefull information om jordens magnetfält.

Det är speciellt intressant att övervaka hur magnetfältet utvecklas, inte minst om det blir svagare med tiden. Om så är fallet kan jorden vara på väg mot en så kallad polvändning, så att planetens magnetiska poler byter plats. Det kan få förödande konsekvenser, eftersom det skulle avaktivera den magnetiska skölden och låta fler radioaktiva partiklar från solstormar tränga igenom atmosfären.

© Claus Lunau

Flytande järn skyddar jorden

Jordens magnetfält uppstår i den yttre, flytande delen av planetens kärna. Där skapar rörelser i den flytande metallen elektriska strömningar, som bildar magnetfältet. Utan fältet skulle jorden vara försvarslös mot skadliga rymdpartiklar, som bland annat skapas under solutbrott och som färdas med ljusets hastighet.

Flytande järn stelnar i kärnan

Material från jordens flytande, yttre kärna stelnar på ytan av den inre fasta kärnan. Processen frisätter energi, som skapar upp- och nedåtgående strömningar i den yttre kärnans flytande järn. Strömningarna är desamma som dem som uppstår i vatten precis innan det börjar koka.

Rotation skapar virvelströmmar

Den så kallade corioliskraften, som skapas av jordens rotation, vrider de upp- och nedåtgående strömningarna av flytande järn till motroterande virvlar.

Polerna är utsatta

Järnets virvelrörelser skapar ett magnetfält som skyddar jorden mot strålning. Bara runt den magnetiska nord- och sydpolen, där magnetfältets fältlinjer ligger närapå lodrätt, tränger energirika partiklar ned från rymden. Där kolliderar de med luftens molekyler och skapar polarsken.

Solstormar uppstår som explosioner på solens yta och skickar ut stora plasmamoln av laddade partiklar – i synnerhet elektroner och protoner – från stjärnans atmosfär.

Solstormarna skjuts ut från solens så kallade solfläckar, som är områden på stjärnans glödheta yta, där ökad magnetisk aktivitet orsakar explosioner.

Partiklarna är radioaktiva och kan potentiellt ge upphov till sjukdomar och slå ut all elektronisk infrastruktur om de slipper igenom magnetfältet.

Men den nya studien vittnar om att den magnetiska skölden ger oss ett kraftfullt skydd mot de kosmiska krafterna.