Sementara letusan gunung berapi dan gempa bumi berfungsi sebagai pengingat instan bahwa interior bumi tidak damai, ada juga proses dinamis yang sulit dipahami terjadi jauh di dalam kaki kita. Menggunakan informasi dari misi satelit Swarm Badan Antariksa Eropa, para ilmuwan telah menemukan jenis gelombang magnet yang sama sekali baru yang menyapu bagian luar inti luar bumi setiap tujuh tahun. Penemuan luar biasa ini, yang dipresentasikan hari ini di simposium Living Planet Badan Antariksa Eropa, membuka jendela baru ke dunia yang tidak pernah bisa kita lihat.

medan magnet bumi Itu seperti gelembung besar yang melindungi kita dari serangan radiasi kosmik dan partikel bermuatan yang dibawa oleh angin kencang yang lolos dari gravitasi matahari dan mengalir melalui tata surya. Tanpa medan magnet kita, kehidupan seperti yang kita tahu tidak akan ada.

kawanan konstelasi. Kredit: ESA/ATG Medialab

Memahami dengan tepat bagaimana dan di mana medan magnet kita diciptakan, mengapa medan itu terus berfluktuasi, bagaimana berinteraksi dengan angin matahari, dan, pada kenyataannya, mengapa saat ini melemah, tidak hanya menarik minat akademis tetapi juga bermanfaat bagi masyarakat. Misalnya, Badai matahari dapat menghancurkan jaringan komunikasi Dan sistem navigasi dan satelit, jadi sementara kita tidak bisa melakukan apa-apa tentang perubahan medan magnet, memahami kekuatan tak terlihat ini membantu kita mempersiapkan diri.

Sebagian besar bidang ini diciptakan oleh lautan besi cair yang berputar-putar dan sangat panas yang membentuk inti luar bumi 3.000 kilometer (1.900 mil) di bawah kaki kita. Bertindak seperti konduktor berputar dalam dinamo sepeda, ia menghasilkan arus listrik dan medan elektromagnetik yang selalu berubah.

Misi Swarm Badan Antariksa Eropa, yang terdiri dari tiga satelit identik, mengukur sinyal magnetik yang berasal dari inti bumi, serta sinyal lain yang berasal dari kerak, lautan, ionosfer, dan magnetosfer.

Sejak peluncuran tiga satelit Swarm pada tahun 2013, para ilmuwan telah menganalisis data mereka untuk mendapatkan wawasan baru tentang banyak proses alami Bumi, mulai dari iklim luar angkasa untuk saya Fisika dan Dinamika Jantung bumi yang penuh badai.

Menggunakan informasi dari misi satelit Swarm Badan Antariksa Eropa, para ilmuwan telah menemukan jenis gelombang magnet yang sama sekali baru yang menyapu bagian luar inti luar bumi setiap tujuh tahun. Penemuan luar biasa ini membuka jendela baru ke dunia yang tidak pernah kita lihat. Gelombang misterius ini berosilasi setiap tujuh tahun dan menyebar ke barat dengan kecepatan hingga 1.500 kilometer (900 mil) per tahun. Kredit: ESA/Planet Insights

Ukur medan magnet kita dari luar angkasa Ini adalah satu-satunya cara nyata untuk menyelidiki kedalaman inti bumi. Seismologi dan fisika mineral memberikan informasi tentang sifat fisik inti, tetapi mereka tidak menjelaskan gerakan pembangkit dinamo dari inti luar cair.

Tapi sekarang, menggunakan data dari misi Swarm, para ilmuwan telah menemukan rahasia tersembunyi.

Makalah yang diterbitkan di majalah Prosiding National Academy of Sciences, menjelaskan bagaimana tim ilmuwan telah menemukan jenis gelombang magnet baru yang menyapu ‘permukaan’ inti luar Bumi – tempat inti bertemu dengan mantel. Gelombang misterius ini berosilasi setiap tujuh tahun dan menyebar ke barat dengan kecepatan hingga 1.500 kilometer (900 mil) per tahun.

“Geofisika telah lama berteori tentang keberadaan gelombang seperti itu, tetapi mereka dianggap terjadi dalam rentang waktu yang jauh lebih lama daripada yang ditunjukkan oleh penelitian kami,” kata Nicholas Gillet, dari Universitas Grenoble Alps dan penulis utama makalah tersebut.

Pengukuran medan magnet dari instrumen berbasis Bumi menunjukkan bahwa ada semacam gerakan gelombang, tetapi kami membutuhkan cakupan global yang disediakan oleh pengukuran dari luar angkasa untuk mengungkapkan apa yang sebenarnya terjadi.

“Kami menggabungkan pengukuran satelit dari Swarm, serta dari misi Champ Jerman sebelumnya dan misi pertama Denmark, dengan model komputer geodinamo untuk menjelaskan apa yang menyebabkan data berbasis darat – dan ini mengarah pada penemuan kami.”

Karena rotasi Bumi, gelombang-gelombang ini berbaris dalam kolom di sepanjang sumbu rotasi. Gerakan dan perubahan medan magnet yang terkait dengan gelombang ini paling kuat di dekat wilayah khatulistiwa inti.

Sementara penelitian menampilkan gelombang magnetik Coriolis dekat periode tujuh tahun, pertanyaan tentang keberadaan gelombang tersebut yang akan berosilasi pada periode yang berbeda, bagaimanapun, tetap ada.

Dr Gillette menambahkan: “Gelombang magnet kemungkinan disebabkan oleh gangguan jauh di dalam inti fluida Bumi, mungkin terkait dengan gumpalan daya apung. Setiap gelombang ditentukan oleh durasi dan skala panjangnya, dan periodenya bergantung pada karakteristik gaya yang bekerja. Untuk gelombang magnet-Coriolis, periode menunjukkan kekuatan medan magnet di dalam jantung.

“Penelitian kami menunjukkan bahwa mungkin ada gelombang lain seperti ini, mungkin dengan durasi yang lebih lama – tetapi penemuan mereka tergantung pada penelitian lebih lanjut.”

Elias Daras, ilmuwan misi Swarm ESA, mencatat, “Penelitian saat ini pasti akan meningkatkan model ilmiah medan magnet di dalam inti luar Bumi. Ini juga dapat memberi kita wawasan baru tentang konduktivitas listrik mantel bawah serta untuk sejarah termal bumi.”

Referensi: “Data Magnetik Satelit Mengungkapkan Gelombang Interannual di Inti Bumi” Oleh Nicholas Gillett, Felix Gerek, Dominic Gault, Tobias Schweiger, Julian Ober, dan Matthew Estas, 21 Maret 2022 Tersedia di sini Prosiding National Academy of Sciences.
DOI: 10.1073/pnas.2115258119

Didukung oleh program Science for Society dari Badan Antariksa Eropa, penelitian ini dipresentasikan pada Simposium Biologi Planet Badan Antariksa Eropa yang berlangsung minggu ini di Bonn, Jerman. Para peserta mendengar tentang temuan ilmiah terbaru di planet kita dan bagaimana mengamati Bumi dari luar angkasa mendukung penelitian dan tindakan lingkungan untuk memerangi krisis iklim. Mereka juga mendengar tentang teknologi ruang angkasa baru dan tentang peluang baru yang muncul di sektor pengamatan Bumi yang berubah dengan cepat. Sesi yang dipilih disiarkan, lihat Saluran TV Web ESA.