Er Jordens magnetiske poler ved at bytte plads igen?
Jordens magnetiske poler har byttet plads mange gange i Jordens historie. Nu spekulerer forskere over, om de magnetiske nord- og sydpoler igen er på vej til at bytte plads. Det må nemlig efterhånden være lige oppe over.
Polvending geofysik sydpol nordpol strømsvigt partikelstråling astronomi Brunhes-Matuyama elektrisk infrastruktur solstorm jetstrøm magnetfelt rummet Jorden forudsigelse

De seneste 20 mio. år har Jordens poler byttet plads i gennemsnit hvert 250.000. år – senest for 780.000 år siden. Jordens magnetfelt forbinder Nordpolen (orange) med Sydpolen (blå). (Foto/illustration: NASA)

 

Jordens magnetfelt ligger omkring kloden som et usynligt kraftfelt. Magnetfeltet er meget vigtigt for livet på Jorden, da det beskytter kloden mod partikelstråling fra rummet.

Magnetfeltet forandrer sig konstant. Polerne har faktisk byttet plads et utal af gange i Jordens levetid. Men ved vi, hvornår det kommer til at ske igen? Og hvilken effekt vil det have på livet på Jorden?

Magnetfeltet bliver ikke nulstillet i løbet af polvendingen, men det bliver svagere og antager en mere kompleks form.

Måske falder det til 1/10 af den nuværende styrke. Måske opstår magnestiske poler ved Ækvator eller endda samtidig eksistens af adskillige 'nord'- og 'syd'-magnetiske poler.

Finder sted uregelmæssigt

De seneste 20 millioner år har polvendingerne i gennemsnit fundet sted hvert 250.000 år, og den seneste polvending skete for 780.000 år siden. 

Polvendinger sker altså med meget uregelmæssige mellemrum.

Vi har også kendskab til midlertidige og ufuldstændige polvendinger – der kaldes polvandringer – hvor de magnetiske poler bevæger sig væk fra de geografiske poler og måske endda krydser Ækvator for så at vende tilbage til deres oprindelig placering.

Den sidste fulde polvending, Brunhes-Matuyama, hvor de magnetiske poler lynhurtigt byttede plads, fandt sted for omkring 780.000 år siden. 

Polvending geofysik sydpol nordpol strømsvigt partikelstråling astronomi Brunhes-Matuyama elektrisk infrastruktur solstorm jetstrøm magnetfelt rummet Jorden forudsigelse

Magnetisk vending – mellem polvendingerne til venstre og under en polvending til højre. (Illustration: NASA)

En midlertidig polvending, Laschamp-hændelsen, indtraf for cirka 41.000 år siden. Den varede mindre end 1.000 år og den reelle ændring af polaritet varede cirka 250 år.

Strømsvigt eller masseudryddelse?

Forandringen, der finder sted i magnetfeltet i løbet af en polvending, svækker den beskyttende effekt, hvilket betyder, at indstrålingen stiger på og over Jordens overflade.

Hvis det skete i dag, ville stigningen af ladede partikler, der når Jorden, resultere i øget risiko for satellitter, luftfart og jordbaseret elektrisk infrastruktur.

Solstorme, også kaldet geomagnetiske solstorme, er midlertidige forstyrrelser af Jordens magnetosfære forårsaget af en storm af ladede partikler udsendt fra solen. 

De leverer en lille forsmag på, hvad vi kan forvente med et svækket magnetisk skjold.

I slutningen af oktober 2003 blev Jorden ramt af en række geomagnetiske storme verden over. 

Det var de såkaldte Halloween-storme, der skabte forstyrrelser i elforsyningsnettet i det sydlige Sverige. Malmø var periodevis uden strøm, og kommunikations- og navigationssystemer blev upålidelige. Flyruter blev omlagt og aflyst, og det japanske rumagentur mistede kontakt og kontrol med flere satellitter.

Men det var nu ikke noget i forhold til den såkaldte 'Carrington-storm', der fandt sted 1. og 2. september 1859, og som gav nordlys, der kunne ses over det meste af Europa og helt ned til Havanna og Puerto Rico i den amerikanske sektor.

Carrington-stormen fulgte en periode med meget store solpletter i august 1859, som gav nogle udbrud sidst i august og så det store udbrud den 1. september. Selve udbruddet – en solfakkel – blev observeret af astronomen R. C. Carrington. Det ledsagende udslip af sol-gas ramte Jorden 18 timer senere og gav en kraftig magnetisk storm.

Polvending geofysik sydpol nordpol strømsvigt partikelstråling astronomi Brunhes-Matuyama elektrisk infrastruktur solstorm jetstrøm magnetfelt rummet Jorden forudsigelse

Den kraftigste solstorm, der hidtil er registreret, var den såkaldte 'Carrington-storm' der fandt sted 1. og 2. september 1859. (Foto: Aurora Borealis over USAs Midwest/NASA)

Ikke evidens for katastrofal vulkanisme

Vi ved ikke med sikkerhed, hvilken effekt en stor solstorm vil have på nutidens elektroniske infrastruktur.

Selvfølgelig vil manglende elektricitet, varme, aircondition, GPS og internet have en stor effekt, og udbredte strømforstyrrelser kan resultere i økonomiske tab på flere milliarder dollars om dagen.

Vi kan ikke med sikkerhed sige, hvilken direkte effekt en polvending vil have på liv på Jorden og menneskeheden, for det moderne menneske, Homo sapiens, eksisterede ikke, da den sidste fulde polvending fandt sted.

Adskillige studier har forsøgt at knytte tidligere polvendinger til masseudryddelser ved at foreslå, at visse polvendinger og langvarig vulkansk aktivitet blev forårsaget af den samme hændelse.

Men der er foreløbig ikke evidens på forestående katastrofal vulkansk aktivitet, så vi vil sandsynligvis kun være nødt til at kæmpe mod den elektromagnetiske effekt, hvis feltet ikke vender relativt hurtigt.

Mange dyrearter har en god magnetisk sans

Vi ved, at mange dyrearter har en veludviklet magnetisk sans, og at de kan fornemme Jordens magnetfelt. 

Godt dokumenterede eksempler på dyr med en veludviklet magnetisk sans er honningbier og visse trækfugle. 

Trækfugle kan bruge hældningen af Jordens magnetfelt (inklination), når de skal finde vej, omtrent som søfarende mennesker bruger et kompas; fuglene får dog også informationer fra observationer af Solen og stjernerne.

Polvending geofysik sydpol nordpol strømsvigt partikelstråling astronomi Brunhes-Matuyama elektrisk infrastruktur solstorm jetstrøm magnetfelt rummet Jorden forudsigelse

Trækfugle navigerer efter Jordens magnetiske felter, men der er stadig tvivl om hvordan. (Foto: Shutterstock)

Vi ved dog ikke, hvilke konsekvenser en polvending vil have på arterne.

Vi ved, at tidlige mennesker formåede at gennemleve Laschamp-hændelsen, og at livet selv har overlevet de hundredvis af fulde polvendinger, der er dokumenteret ved geologiske registreringer.

Er det lige oppe over?

Før eller siden vil Jordens magnetiske poler bytte plads, og egentlig er det lige oppe over.

Jordens magnetfelts styrke aftager for øjeblikket i gennemsnit med 0,5 procent pr. årti, dog med op til 5 procent pr. årti i den sydlige del af Atlanterhavet. Derfor mener forskerne, at Jordens magnetiske poler muligvis vil bytte plads indenfor de næste 2.000 år. Det er straks sværere at fastlægge nøjagtig, hvornår det kommer til at ske.

Jordens magnetfelt dannes i den flydende del af Jordens ydre kerne i en dybde på mere end 3000 km. Kernen består af flydende jern, som på grund af den høje temperatur er lige så tyndtflydende som vand.

Underlagt fysikkens lov

Magnetfeltet er underlagt fysikkens love ligesom atmosfæren og oceanerne.

Derfor burde vi egentlig også være i stand til at forudsige 'kernens vejr' ved at spore bevægelsen, ligesom vi kan forudsige vejret ved at granske atmosfæren og havet.

En polvending kan sammenlignes med stormvejr i kernen, hvor dynamikken – og magnetfeltet – går helt skuddermudder (i hvert fald i et kort stykke tid), før det falder til ro igen.

Vi ved jo, hvor svært det er at spå om vejret, selvom vi lever midt i det og kan observere atmosfæren direkte.

Det er straks meget sværere at forudsige, hvad der vil ske i Jordens kerne, der ligger begravet 3.000 kilometer under jordoverfladen, og vi har kun sparsomme og indirekte observationer.

Polvending geofysik sydpol nordpol strømsvigt partikelstråling astronomi Brunhes-Matuyama elektrisk infrastruktur solstorm jetstrøm magnetfelt rummet Jorden forudsigelse

Soludbrud er eksplosioner i den øvre sol-atmosfære oven over aktive solpletregioner. Der kan der skabes byger af energi-rige solpartikler. Lokalt skaber disse solpartikler et kraftigt glimt af lys og røntgenstråling; en såkaldt sol-fakkel. (Foto: Solfakkel på nært hold/NASA)

Vores forståelse stiger hastigt 

Men vi er ikke helt uvidende. Vi ved i store træk, hvad materialet i kernen er sammensat af, og at det er flydende.

Et globalt netværk af jordbaserede observatorier og satellitter i kredsløb måler ændringer i det magnetiske felt, hvilket giver os indsigt i, hvordan den flydende kerne bevæger sig.

Vi kan takke forskernes opfindsomhed og stadig voksende evne til at måle og udlede dynamikken i kernen for opdagelsen af en gigantisk jetstrøm af flydende jern 3.000 kilometer under Jordens overflade ved Alaska og Sibirien.  

Kombineret med numeriske simuleringer og laboratorieforsøg for at undersøge den flydende dynamik i planetens indre, udvikler vores forståelse sig hastigt. 

Så måske er forudsigelser for Jordens kerne ikke helt uden for rækkevidde.

Phil Livermore modtager støtte fra Natural Environment Research Council. Jon Mound modtager støtte fra Natural Environment Research Council. Denne artikel er oprindeligt publiceret hos The Conversation. 

Oversat af Stephanie Lammers-Clark