Illustration: European Space Agency (ESA).

Forskere på DTU afslører hurtigt-flydende jern i jordens indre

torsdag 22 dec 16

Kontakt

Chris Finlay
Seniorforsker
DTU Space
45 25 97 13

Swarm-missionen

Swarm er et europæisk satellitprojekt, som overordnet ledes af den europæiske rumorganisation ESA. Missionen består af tre satellitter, som flyver i formation og har som primært formål at måle og undersøge Jordens magnetfelt. Ved at bruge tre satellitter opnås op til ti gange mere nøjagtighed i målingerne i forhold til tidligere satellitter, der har målt magnetfeltet enkeltvis.

De tre satellitter har kortlagt Jordens magnetfelt med hidtil uset præcision siden de blev sendt op i November 2013. To af satellitterne flyver side ved side i ca. 450 km højde, mens den tredje er 530 km over jorden. Der hentes stadig data fra satellitterne til videnskabeligt arbejde. Ingeniøren har tidligere udnævnt kortlægningen til Danmarks bedste forskningsresultat.

DTU Space har været med i Swarm-missionen helt fra begyndelsen og er blandt de ledende organisationer med professor Nils Olsen fra afdeling for geomagnetisme i spidsen som ledende forsker.

Læs mere om Swarm her på DTU Space eller her hos ESA.

Dybt i Jordens indre flyder en strøm af glohedt jern rundt under det nordlige polarområde. Det har forskere på DTU Space og universitetet i Leeds afsløret med data fra ESA's Swarm-satellitter.

Mennesket ved langt mere om Solen end om Jordens indre. For det er svært at undersøge, hvad der foregår nede i dybet under det knap 3.000 kilometer tykke klippelag, der afskærmer Jordens flydende indre fra dens overflade.

Men det kan lade sig gøre ved hjælp af satellitter, som bruges til at undersøge Jordens magnetfelt. Nu har forskere fra DTU Space og University of Leeds gjort en bemærkelsesværdig opdagelse i dybet ved hjælp af de tre Swarm-satellitter, som den europæiske rumorganisation ESA i 2013 sendte i kredsløb cirka 450 kilometer over jorden, og som stadig henter data ned. Via målinger af magnetfeltet har forskerne idenficiferet en gigantisk strøm af flydende jern. Forskerne sammenligner fænomenet med den medvind i form af jetstrømme oppe i atmosfæren, som kan give fly ekstra fart.

”Det er første gang, vi ser sådan en ’jetstrøm’ så tydeligt, og vi har tilmed en forklaring på, hvorfor det sker. Så det er en ret fascinerende opdagelse”, siger Chris Finlay, som er seniorforsker på DTU Space og en af forfatterne til en artikel om opdagelsen, der netop er offentliggjort i det ansete videnskabelige tidsskrift Nature Geoscience.

Som et gigantisk tykt tæppe

Strømmen af flydende metal har nærmest form som et tykt tæppe på højkant, der bugter sig af sted i dybet halvvejs rundt om Jorden.

"Det er første gang, vi ser sådan en ’jetstrøm’ så tydeligt, og vi har tilmed en forklaring på, hvorfor det sker. Så det er en ret fascinerende opdagelse"
Chris Finlay, seniorforsker DTU Space

Den er 420 kilometer bred, 7.000 kilometer lang og formentlig omkring 5.000 kilometer høj. Den bevæger sig mod vest med cirka 45 kilometer om året, hvilket svarer til godt 5 meter i timen.  Og hastigheden er voksende, viser det sig: Ifølge forskernes data bevæger den sig tre gange hurtigere end for bare 15 år siden.

I øjeblikket befinder denne jetstrøm sig i polarområdet under Alaska og Sibirien.

”45 kilometer om året lyder måske ikke af så meget. Men det er det hurtigste, vi hidtil har set noget bevæge sig i Jordens indre”, siger Chris Finlay.

”Det er cirka tre gange hurtigere, end vi normalt ser materiale bevæge sig i den ydre del af Jordens kerne, og flere hundredtusinde gange hurtigere end de tektoniske plader, som Jordens overflade hviler på, flytter sig”.

Opdaget i et unikt samarbejde

Opdagelsen er sket i et unikt samarbejde mellem forskere på DTU Space og University of Leeds: Forskere i Leeds, som er hovedforfattere til artiklen i Nature, havde en teori om en jetstrøm nede i jordens flydende kerne. DTU kunne levere data til at eftervise den. Og nu understøttes teorien så med beregninger, der bygger på Chris Finlays præcise målinger baseret på data fra Swarm-satelliterne.

”Jeg kunne se på vores Swarm-data, at der var variationer i magnetfeltet over dele af det nordlige polarområde, og de har vist sig at passe ret præcist med den teori om jetstrømme, som forskerne på University of Leeds har fremsat”, siger Chris Finlay.

”Det er uklart præcis, hvordan jetstrømmen opstår og drives fremad. Men det sker formentlig især som følge af variationer i det meget kraftige magnetfelt i Jordens kerne”.
Det er bevægelser i klodens indre, som danner en elektrisk strøm i dybet og dermed hovedparten af Jordens Magnetfelt. Ved at måle på forandringer i magnetfeltet, kan der derfor hentes viden om forholdene i Jordens indre.

Præcise data er afgørende 

Det er DTU Space, der leder den videnskabelige del af Swarm-missionen, og de meget præcise data fra satellitterne har været afgørende for at kunne gøre den nye opdagelse.

Forskerne arbejder nu videre på at få endnu mere viden om jetstrømmene dybt nede i Jorden. 

”Jetstrømmene i klodens indre spiller muligvis en rolle i den proces, der genererer Jordens magnetfelt, og kan have indflydelse på den hastighed, Jordens indre kerne roterer med. Så jo bedre vi forstår, hvad der sker her, desto bedre bliver vil til at beskrive og eventuelt forudse forandringer i magnetfeltet”, siger Chris Finlay.

Jorden er cirka 12.700 km i diameter. I cirka 2.900 til 5.100 km dybbe findes den flydende ydre kerne. I cirka 5.100 til 6.350 km findes den indre mere faste kerne. Størstedelen af Jordens magnetfelt genereres i den flydende del.

Uden magnetfeltet omkring Jorden ville mennesket ikke være beskyttet mod skadelige partikler fra rummet, og det ville være umuligt at navigere efter kompas eller GPS. Samtidig forandres magnetfeltet hele tiden, så det er vigtigt at holde øje med det, så der blandt andet kan tages højde for det i navigationsudstyr.  

Læs den videnskabelige artikel i Nature Geoscience ved at klikke her.

Nyheder og filtrering

Få besked om fremtidige nyheder, der matcher din filtrering.