Das Innere der Erde ist bei weitem nicht der ruhigste Ort. Tief unter unserer Oberfläche summt der Planet vor Aktivität, von Plattentektonik bis hin zu Konvektionsströmungen, die heiße magmatische Flüssigkeiten tief unter der Kruste zirkulieren lassen. Jetzt haben Wissenschaftler, die Satellitendaten über die Erde untersuchen, etwas im Inneren der Erde entdeckt, das wir noch nie zuvor gesehen haben: eine neue Art von Magnetwelle, die alle sieben Jahre die Oberfläche des Kerns unseres Planeten umrandet. Diese Entdeckung könnte Aufschluss darüber geben, wie das Magnetfeld der Erde erzeugt wird und in die thermische Geschichte und Entwicklung unseres Planeten, d. h. die allmähliche Abkühlung des Planeteninneren.
„Geophysiker haben die Existenz solcher Wellen schon lange vermutet, aber es wurde angenommen, dass sie in viel längeren Zeiträumen stattfinden, als unsere Forschung gezeigt hat“, sagt der Geophysiker Nicolas Gillet von der Universität Grenoble-Alpes in Frankreich. „Messungen des Magnetfelds durch auf der Erdoberfläche basierende Instrumente zeigten, dass eine Art Wellenereignis stattgefunden hatte, aber wir brauchten die globale Abdeckung, die durch Messungen aus dem Weltraum bereitgestellt wurde, um herauszufinden, was wirklich vor sich ging. Wir haben die Swarm-Satellitenmessungen sowie die frühere deutsche Champ-Mission und die dänische Ørsted-Mission mit einem Computermodell des Geodynamos kombiniert, um die Bodendaten zu erklären, die zu unserer Entdeckung geführt haben.“
Das Magnetfeld der Erde ist für Wissenschaftler von großem Interesse. Studien zeigen, dass eine unsichtbare Struktur eine schützende "Blase" um unseren Planeten bildet, die schädliche Strahlung drinnen und die Atmosphäre draußen hält und das Leben gedeihen lässt.
Aber das Magnetfeld ist nicht statisch. Es schwankt in Stärke, Größe und Form, hat Eigenschaften, die wir nicht verstehen, und wird mit der Zeit allmählich schwächer. Der Grund, warum die Aktivität innerhalb unseres Planeten wichtig ist, liegt darin, dass dort das Magnetfeld seinen Ursprung hat. Es wird von einem Dynamo erzeugt, einer rotierenden, konvektiven und leitfähigen Flüssigkeit, die kinetische Energie in magnetische Energie umwandelt und das Magnetfeld im Raum um den Planeten herum aufwirbelt. Diese Flüssigkeit ist (meistens) geschmolzenes Eisen im äußeren Erdkern.
Die Swarm-Satelliten der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) sind drei identische Sonden, die 2013 gestartet wurden und sich in einer erdnahen Umlaufbahn befinden, um Aktivitäten im Inneren der Erde zu untersuchen, mit besonderem Schwerpunkt auf magnetischer und dynamischer Aktivität, die vom Kern ausgeht. In diesen Daten entdeckten Gillet und sein Team aufregende neue Wellen.
Anschließend untersuchten sie Daten von anderen boden- und weltraumgestützten Observatorien, die zwischen 1999 und 2021 gesammelt wurden, und fanden ein Muster. Diese als Magneto-Coriolis-Wellen bekannten Wellen sind riesige magnetische Pole, die entlang der Rotationsachse der Erde ausgerichtet sind und am Äquator am stärksten sind. Sie überstreichen die Grenze zwischen Kern und Mantel mit einer Amplitude von etwa 3 km pro Jahr und bewegen sich mit einer Geschwindigkeit von bis zu 1500 km pro Jahr westwärts. Ihre Existenz legt nahe, dass es möglicherweise andere Magneto-Coriolis-Wellen mit anderen Schwingungsperioden gibt, die wir heute aufgrund fehlender Daten nicht erkennen können.
Da die Wellen Informationen über das Medium tragen, durch das sie reisen, könnte die neue Entdeckung vorerst dazu genutzt werden, das Innere unseres Planeten auf neue Weise zu erforschen, einschließlich des schwer zu untersuchenden Kerns und der Kern-Mantel-Grenze.
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