Hejno zlepšuje naše znalosti magnetického pole

Zemské magnetické pole nikdy neposedí. Neustále se mění a každou chvíli v něm dojde k nečekaným jevům – takzvaným záškubům. Ačkoliv vědci o těchto rychlých změnách vědí zhruba 40 let, příčina jejich vzniku byla vždy opředena otazníky. Nyní již můžeme v této souvislosti používat minulý čas. Evropské družice z mise Swarm (česky hejno či roj) totiž přinesly informace, které na záškuby magnetického pole vrhají nové světlo. Vědci tak díky trojici družic získali data, díky kterým mohli vytvořit počítačový model napodobující podmínky několik tisíc kilometrů pod našima nohama.

Družice Swarm

Družice Swarm
Zdroj: http://www.esa.int

Geomagnetické záškuby (v angličtině geomagnetic jerks) byly objeveny již v roce 1978 a od té doby se vědci snažili zjistit, proč naše magnetické pole náhle a nepředvídatelně zrychlí svůj pohyb. Při procházení starších záznamů měření z celosvětové sítě pozemních magnetických sledovacích stanic zjistili, že tyto záškuby mají v grafech změn magnetických polí tvar písmene V. Důkazy těchto jevů se podařilo dohledat i v měřeních z roku 1901! Ukázalo se, že k záškubům dochází zhruba jednou za 3 až 12 let, ale jejich prostorové rozložení není konzistentní. Kupříkladu v roce 1949 byl záškub zaznamenám v Severní Americe, ale v Evropě nikoliv.

K těmto jevům dochází v podstatě náhodně a jevy, které je poháněly, byly prozkoumány jen slabě. Ještě před několika lety proto záškuby kazily jakékoliv pokusy o předpověď změn v magnetickém poli. Tyto předpovědi jsou přitom hodně důležité, jelikož nás magnetické pole chrání před solárními bouřemi, které dokáží narušit dodávky elektrické energie, komunikační linky nebo navigační systémy.

Změny magnetického pole zaznamenané pozemní observatoří na Havaji a družicemi Swarm.

Změny magnetického pole zaznamenané pozemní observatoří na Havaji a družicemi Swarm.
Zdroj: http://www.esa.int

Lidstvo dlouhé desítky let sbíralo informace o magnetickém poli z výše zmíněných pozemních měřících stanic. Ty se však nacházely jen na pevnině a proto byla měření nekompletní – chyběly údaje z oceánů, které pokrývají skoro dvě třetiny zemského povrchu. Evropská kosmická agentura však přišla s řešením – v roce 2013 vypustila na polární oběžnou dráhu tři družice projektu Swarm. Ty měří variace v zemském magnetickém poli z vesmíru a díky své oběžné dráze pokrývají celý svět. Vědcům se tak otevřela možnost studovat geomagnetické záškuby a jejich podstatu v globálním měřítku.

Vizualizace družice Swarm nad Itálií.

Vizualizace družice Swarm nad Itálií.
Zdroj: http://www.esa.int

Studie odborníků z Pařířského Institutu geofyziky a Dánské technické univerzity publikovaná v časopise Nature Geosciencescientists nyní popsala, jak tyto jevy vznikají. Studii doplňuje i počítačový model geomagnetických záškubů, který nabízí vysvětlení, proč k nim dochází. Zemské magnetické pole vzniká především vířením tekutin v zemském jádru. Vědci už dříve zjistili, že v tomto prostředí existují dva typy pohybů, které způsobují odlišné změny magnetického pole. Ty, které jsou produktem pomalých konvekčních pohybů, můžeme měřit v časovém rámci století. Naopak ty, které vznikají vlivem rychlých hydromagnetických vln, mohou být detekovány v časovém rámci pár let.

Odborníci tedy vypracovali teorii, že druhý popsaný typ má souvislost se záškuby. Ale interakce těchto rychlých vln s pomalou konvekcí, společně s mechanismy jejich šíření a zesilování zůstávaly stále neodhalené. A tady už se dostáváme do současnosti. Výzkumníkům se podařilo zdokumentovat sérii událostí, které vedly k záškubu. Ten podle simulace vznikl z hydromagnetických vln šířících se jádrem. Když roztavený materiál stoupá vstříc zemskému povrchu, produkuje silné vlny podél magnetických siločar blízko jádra. Tým specialistů nyní vysvětlil, že tohle vede k prudkým změnám toku tekutin pod magnetickým polem.

Simulace siločar magnetického pole Země a proudů roztaveného kovu v jádru planety.

Simulace siločar magnetického pole Země a proudů roztaveného kovu v jádru planety.
Zdroj: http://www.esa.int/

Záškuby vznikají ve stoupajících hrudkách kovů, které se v jádru planety tvoří 25 let předtím, než dojde k záškubu, který mají na svědomí. Aktuální objevy jsou součástí dlouhodobého projektu, v rámci kterého vědci chtějí předvídat vývoj geomagnetického pole v horizontu příštích desetiletí. Chris Finlay z Dánská technické univerzity k tomu uvedl: „Projekt Swarm nám ve výzkumu ohromně pomohl. Díky němu jsme mohli udělat podrobná porovnání – jak z hlediska prostoru, tak i času – s fyzikálními teoriemi o původu těchto magnetických záškubů. Naše objevy jsou fascinující pro vědu, ale pochopení toho, jak se naše magnetické pole mění, má význam i pro celý svět. Mnoho moderních zařízení včetně mobilních telefonů spoléhá na naše znalosti magnetického pole pro získání informací o orientaci. Když budeme schopni lépe předvídat změny magnetického pole, pomůže to i těmto systémům.“

Zdroje informací:
https://www.esa.int/

Zdroje obrázků:
http://www.esa.int/…/artist_s_view_of_swarm6/13377608-2-eng-GB/Artist_s_view_of_Swarm.jpg
http://www.esa.int/…/front_of_swarm_satellite/14261252-1-eng-GB/Front_of_Swarm_satellite.jpg
http://www.esa.int/…/19371157-1-eng-GB/Tracking_geomagnetic_jerks.jpg
http://www.esa.int/…/swarm_over_italy/12054331-4-eng-GB/Swarm_over_Italy.jpg
http://www.esa.int/…/Simulation_of_the_magnetic_field_in_Earth_s_core.png

Hejno zlepšuje naše znalosti magnetického pole, 5.0 out of 5 based on 17 ratings
Pin It
(Visited 2 301 times, 1 visits today)
Kontaktujte autora článku - hlášení chyb a nepřesností, rady, či připomínky

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 5.0/5 (17 votes cast)
(Visited 2 301 times, 1 visits today)
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


14 komentářů ke článku “Hejno zlepšuje naše znalosti magnetického pole”

  1. Jiný Honza napsal:

    K těm “záškubům” asi nedochází 12x ročně, ale spíš jednou za několik let. Je to zřejmé z obrázku a píšou to tak i na Wikipedii.

  2. Tgu fhust napsal:

    Zkrátka moc hezký sloh, Dušane. Opět. Vlastně vždy.

  3. frank napsal:

    a opět česká stopa v hejnu 🙂
    Jsou tam české akcelerometry

    http://www.czechspace.cz/cs/akcelerometry-spusteny

  4. MartinH napsal:

    Něco mi říká že satelity používají celou zemi díky své dráze a ne že jí pokrývají drze. I když možná že to je vůči naší planetě drzé… Krásnej překlep, zasmál jsem se.

  5. Jiný Honza napsal:

    Tak si říkám, jestli tyhle překlady popularizačních vědeckých článků má význam vůbec dělat. Bez dalšího podrobného hledání na internetu bych vůbec nepochopil, o co jde. Nebo bych to pochopil úplně špatně.

    Možná by stálo za úvahu taková témata nechat zpracovat člověku z daného oboru.

    • bill napsal:

      Zde si dovolím nesouhlasit. Mě naopak těší jak dobře se podařilo Kosmonautix.cz vybalancovat tu správnou míru hloubky zpracování jednotlivých témat. Píšu to také proto, abychom si uvědomili, že jsou tu čtenáři od nadšených amatérů po skutečné odborníky a Kosmonautix našel tu správnou míru, kdy poskytuje kvalitní a přehledné informace všem. A to není lehký úkol. Znovu chci poděkovat za vše co tu dostávám.

    • Dušan Majer napsal:

      My v redakci si myslíme, že to smysl má. Základní povědomí o tématu se z článku dá získat a kdo chce detaily, ten si je dohledá. A kdybychom v redakci nějakého odborníka měli, tak bychom ho to nechali zpracovat. Jelikož jej ale nemáme, musíme to dělat sami.

Zanechte komentář