Maata kiertävät magneettiset voimaviivat niin sanottuna magneettikenttänä, joka antaa suojaa avaruudesta tulevia varautuneita hiukkasia vastaan. Kenttä syntyy Maan kiinteän sisäytimen ja nestemäisen ulkoytimen vuorovaikutuksesta. Raudasta ja nikkelistä koostuva nestemäinen ulkoydin virtaa.
Maan pyörimisliikkeen vuoksi nestemäiset metallit virtaavat pyörteisesti pyörimisakselin suuntaisesti. Pyörteiden yhteydessä syntyvät magneettiset voimaviivat kulkevat lähes pystysuoraan napojen lähellä, mutta ne kaareutuvat sitä mukaa kuin etäisyys napoihin kasvaa.
Maan magneettikenttä muuttuu
Maan magneettikenttä muistuttaa siksi tavallisen sauvamagneetin aikaansaamaa kaksinapaista dipolikenttää.
Maan kenttä on kuitenkin selvästi epäsäännöllisempi kuin sauvamagneetin kenttä, ja siinä tapahtuu muutoksia.
Nestemäinen rauta turvaa Maata
1: Metalli nousee ja laskee
Maan nestemäisen ulkoytimen metalli jähmettyy kiinteän sisäytimen pinnalla. Prosessissa vapautuva energia saa aikaan nousevia ja laskevia nestemäisen metallin virtauksia.
2: Pyörintä luo pyörteitä
Maan pyörimisliike aiheuttaa pyörteilyä nestemäisen metallin nousu- ja laskuvirtauksissa. Pyörteet liikkuvat Maan vaakasuoran akselin mukaisesti.
3: Magneettikenttä suojaa
Pyörteet luovat magneettisia voimaviivoja, jotka jarruttavat avaruuden hiukkasia. Lähellä napoja, missä viivat ovat suunnilleen pystysuoria, hiukkaset törmäävät ilmaan ja luovat revontulia.
Magneettinen etelä- ja pohjoisnapa siirtyvät jatkuvasti, koska ytimen nestemäisen metallin virtaus muuttuu. Lisäksi magneettikenttä on heikentynyt noin kymmenen prosenttia vuodesta 1845.
Tuoreiden Maan sisuksen tietokonemallien mukaan magneettikenttä siirtyy kohti länttä Maan nestemäisen ytimen ulko-osan länsivirtausten vuoksi.
Laskelmat osoittavat sen sijaan, että kiinteä sisäydin pyörii itään päin hieman itse planeettaa nopeammin.
Magneettikentässä on aukkoja
Mittausten mukaan voimaviivat ovat selvästi heikompia Yhdysvaltojen kokoisella alueella Atlantin eteläosissa ja Etelä-Amerikassa.
Aukosta ei aiheudu suoranaista vaaraa Maan elämälle, mutta kiertoradalla olevat satelliitit altistuvat sen kohdalla avaruudesta tulevalle säteilylle jopa siinä määrin, että sähkölaitteiden toiminta saattaa häiriintyä.