Our website does not support Internet Explorer.

To get the best experience on our website and of our content, please use a more modern browser like Edge, Chrome, Safari or similar.

Maan magneettikenttä suojaa planeettaa.

Maan magneettikenttä – mikä Maan magneettikenttä on?

Maan magneettikenttä on heikkenemässä, ja sillä saattaa olla maapallon elämän kannalta tuhoisat seuraukset. Magneettikenttä nimittäin suojaa meitä avaruudesta tulevilta vaarallisilta hiukkasilta. Erityisesti Aurinko pommittaa meitä kaiken aikaa säteilyllään.

Shutterstock

Maan magneettikenttä

Ørsted-satelliitti nousi ilmaan kalifornialaisesta Vandenbergin lentotukikohdasta 23. helmikuuta 1999. Satelliitti painoi vain 62 kilogrammaa ja oli suunnilleen kahden olutkorin kokoinen, mutta sillä on silti ollut valtava merkitys Maan magneettikenttää koskevan tiedon kartuttamisessa.

Kahdella magnetometrillä varustettu Ørsted keräsi dataa Maan magneettikentästä. Mittaukset paljastivat esimerkiksi sen, että Maan magneettiset navat liikkuvat jopa lähes 50 kilometriä vuodessa ja saattavat olla kokonaan vaihtamassa paikkaa.

Jos niin käy, Maan magneettikenttä heikkenee merkittävästi, ja muutoksella saattaa olla todella vakavat seuraukset.

Maan magneettikenttä toimii nimittäin suojakilpenä avaruussäteilyä vastaan, ja jos tuo puolustus antaa periksi, maapallo saa osakseen voimakasta ja vaarallista hiukkaspommitusta, joka uhkaa koko ihmiskunnan olemassaoloa.

Maan magneettikenttä suojaa Auringon säteilyltä.

Maan magneettikenttä suojaa Auringon säteilyltä ja kääntää vaarallisia hiukkasia takaisin avaruuteen.

© Shutterstock

Mikä Maan magneettikenttä on?

Maan magneettikentän kuvaili ensimmäisenä englantilainen luonnonfilosofi ja lääkäri William Gilbert vuonna 1600 tutkielmassaan “De magnete”. Siinä hän todisti, että kompassineula osoittaa pohjoiseen, koska Maa näyttäisi käyttäytyvän suuren magneetin lailla.

Vuonna 1820 tanskalainen fyysikko Hans Christian Ørsted taas havaitsi, että sähkövirrat synnyttävät magneettikenttiä, ja vuonna 1839 saksalainen matemaatikko Carl Friedrich Gauss todisti, että Maan magneettikenttä muodostuu pääosin planeetan sisuksissa tapahtuvien prosessien tuloksena.

Maan magneettikentän voimakkuus ja suunta kartoitettiin ensimmäistä kertaa yksityiskohtaisesti vuonna 1980 Nasan Magsat-satelliitilla, joka kuitenkin tuotti dataa vain kahdeksan kuukauden ajan. Sen työtä jatkoi Ørsted-satelliitti vuonna 1999, ja vuodesta 2013 lähtien niin kutsutut Swarm-satelliitit ovat kartoittaneet Maan magneettikenttää ennennäkemättömällä tarkkuudella.

Maan magneettikenttä – Swarm-satelliitit

Swarm-satelliitteihin kuuluvat Alpha, Bravo ja Charlie, jotka mittaavat yhdessä Maan magneettikenttää ja sen suuntaa. Yhteistyön ansiosta mittaustulokset ovat kymmenen kertaa tarkempia kuin yksittäisen satelliitin.

© ESA/ATG Medialab

Nyt tiedetään, että Maan magneettikenttä syntyy pääosin Maan ulkoytimen nestemäisen kerroksen virtauksista.

Tärkein tekijä magneettikentän synnyssä on maapallon pyörimisliike. Kun Maa pyörii, se ylläpitää niin kutsuttua geodynamoa, joka toimii planeetan sisuksissa. Dynamo on yksinkertaistettuna laite, joka muuttaa liike-energiaa sähköenergiaksi.

Maan tapauksessa dynamona toimivat Maan ulkoytimessä liikkuvan sulan raudan virtaukset. Maapallon pyörimisliike pitää raudan liikkeessä, ja liike synnyttää magneettikentän. Kun magneettikenttä puolestaan liikuttelee magneettista, sähköä johtavaa ainetta, rautaan syntyy uusia sähkövirtauksia, jotka synnyttävät uusia magneettikenttiä.

Näin Maan magneettikenttä toimii

1 / 3
123
Maan magneettikenttä – näin se toimii.

Maan magneettikenttä syntyy planeetan ulkoytimessä virtaavan sulan raudan liikkeestä. Magneettikenttä suojelee maapalloa vaarallisilta hiukkasilta, joita tulee avaruudesta ja ennen kaikkea Auringosta.

© Archive, Getty Images, NASA, ESA

Maan magneettikenttä on heikkenemässä

Voimakas ja vakaa magneettikenttä on modernin sivilisaatiomme elinehto. Maan magneettikenttä toimii nimittäin suojakilpenä, joka heijastaa pois aurinkotuulen hiukkaset ja estää valtaosaa säteilystä saavuttamasta maapalloa.

Viimeksi kuluneiden 175 vuoden aikana Maan magneettikenttä on kuitenkin heikentynyt heikentymistään, ja satelliittimittausten mukaan se on menettänyt yhdeksän prosenttia voimastaan vuoteen 1840 verrattuna.

Magneettikentän heikkenemisen syytä ei ole vielä saatu varmuudella selville.

Tutkijoiden mukaan muutos saattaa johtua siitä, että olemme menossa kohti niin kutsuttua napojen kääntymistä, jossa pohjoinen ja eteläinen magneettinen napa vaihtavat paikkaa keskenään.

Napojen kääntymisessä Maan magneettikenttä menee sekaisin. Tietokonesimulaatioiden mukaan sen voimakkuus heikkenee alle 10 prosenttiin nykyisestä, minkä lisäksi muodostuu pieniä, paikallisia magneettikenttiä, jotka tekevät esimerkiksi kompassilla suunnistamisesta mahdotonta.

Erityisen mielenkiintoinen alue sijaitsee Intian valtameren alla, missä Maan ytimen voimakkaat rautavirtaukset siirtävät ainesta etelänavalta pohjoiseen kohti päiväntasaajaa.

Juuri tällaiset liikkeet heikentävät magneettikenttää, sanoo Tanskan teknillisen korkeakoulun avaruustutkimuslaitoksen (DTU Space) tutkija Chris Finlay, joka on tarkastellut kyseistä virtausta esimerkiksi Swarm-satelliittien tuottaman datan pohjalta.

”Mallimme näyttävät, että virtaus heikentää Maan magneettikenttää myös tulevina vuosikymmeninä”, sanoo Finlay.

Maan magneettikenttä suojaa avaruushyökkäyksiltä

Maapallon navat ovat vaihtaneet paikkoja useaan otteeseen planeetan historian aikana. Viimeksi niin kävi 790 000 vuotta sitten, jolloin magneettinen pohjoisnapa siirtyi Antarktikselta nykyiseen sijaintipaikkaansa arktiselle alueelle.

Napaisuuden seuraavan kääntymisen ajankohdasta tutkijoilla ei ole yhtenäistä näkemystä, mutta heikomman magneettikentän seurauksista ei juuri tarvitse kinastella.

Maan magneettikentän heikkeneminen voimistaa Maahan pääsevää avaruussäteilyä. Korkeaenergisiä hiukkasia syöksyy ilmakehämme läpi, särkee herkkää elektroniikkaa ja iskee otsonikerrokseen aukkoja, joiden kautta maapallolle pääsee esimerkiksi ihosyöpää aiheuttavaa UV-B-säteilyä.

VIDEO: Nasa tarkkailee Maan magneettikentän aukkoja

Maan magneettikentän heikoin kohta – niin kutsuttu Etelä-Atlantin anomalia – ulottuu Etelä-Amerikan Chilestä Afrikan Zimbabween. Se myös kasvattaa alaansa kaiken aikaa ja heikkenee entisestään. Nasa pitää tätä magneettikentän “aukkoa” silmällä, koska se saattaa häiritä alueen yllä kiertäviä satelliitteja, jotka eivät enää ole suojassa Auringosta lähteneiltä hiukkasilta.

Hyvä uutinen on se, että Maan magneettikentän voimakkuus palaa entiselleen napojen kääntymisen jälkeen.

Maan magneettikentän täydellistä romahdusta ei onneksi ole tulossa lähitulevaisuudessa, ja jos se ylipäänsä tapahtuu, niin tutkijoiden arvioiden mukaan vasta miljardin vuoden kuluttua.

Kuun magneettikenttä saattoi suojella Maata

Kuu syntyi, kun jättimäinen möhkäle iskeytyi vastasyntyneeseen Maahan 4,5 miljardia vuotta sitten. Se ei kuitenkaan muotoutunut heti nykyiseen asuunsa. Ensinnäkin se oli paljon lähempänä Maata kuin nykyään, ehkä vain 30 000–40 000 kilometrin päässä, arvioivat tutkijat.

Kuu ei pelkästään täyttänyt paljon suurempaa alaa näkyvästä taivaasta vaan se myös aiheutti maapallolla valtavia vuorovesivaihteluita.

Kuu hehkuu tulipallona

Kun Kuu syntyi noin 4,5 miljardia vuotta sitten, se oli yksi suuri tulipallo.

© NASA/SVS

Nyt Nasan uusissa tutkimuksissa on käynyt ilmi, että Kuulla saattoi olla magneettikenttä, joka oli voimakkuudeltaan ainakin kaksi kertaa Maan nykyisen magneettikentän veroinen.

Tutkimus pohjautuu 4,2–3,4 miljardia vuotta vanhojen kuukivien analyysiin. Apollo-lentojen astronautit toivat niitä palatessaan kuulennoilta 1960- ja 1970-luvuilla.

James Green ja hänen kollegansa Nasassa kehittivät kuukivitietojen pohjalta interaktiivisen mallinnuksen Kuun magneettikentästä sellaisena kuin se olisi ollut vuosimiljardeja sitten.

Heidän datansa mukaan Kuun magneettikenttä yhdistyi tuolloin Maan magneettikenttään ja toimi suojaavana magnetosfäärinä – planeettaa ympäröivänä alueena, jota hallitsee magneettikenttä.

Yhdistynyt magneettikenttä oli monta kertaa voimakkaampi kuin Maan nykyinen magneettikenttä, ja samalla se tarjosi vastauksen tutkijoita pitkään askarruttaneeseen kysymykseen.

Kun Maa oli kolme–neljä miljardia vuotta sitten vasta nuori planeetta, Auringon sähköinen hiukkaspommitus oli jopa 100 kertaa nykyistä voimakkaampi, koska Aurinko oli ”nuoruusvuosinaan” nykyistä hurjempi.

Jos Maata olisi suojannut vain nykyisen veroinen magneettikenttä, Auringon vaaralliset hiukkaset olisivat tuhonneet ilmakehän ja tehneet elinoloista paljon ankarammat.

Elämä kuitenkin onnistui kehittymään ja kukoistamaan, ja Nasa-tutkijoiden mukaan se johtuu Kuun aikoinaan antamasta vahvemmasta magneettikentästä. ”Nyt tiedämme, että Maa sai apua ja että tuo auttaja oli Kuu”, sanoo James Green.

Typpijäljet saattavat vahvistaa teorian

Nasa toivoo saavansa teorialleen vahvistuksen jo lähitulevaisuudessa etsimällä typen jäänteitä Maan napojen tienoilta.

Mikäli teoria Kuun magneettikentän suojaavasta vaikutuksesta pitää kutinsa, Maassa olleet hiukkaset – esimerkiksi typpihiukkaset – saattoivat aikoinaan ampautua Kuun magneettikenttään ja osua Kuun pintaan, missä niitä pystytään ehkä edelleen mittaamaan.

Jos teoria todetaan paikkansapitäväksi, sillä saattaa olla suuri merkitys aurinkokuntamme ulkopuolisten planeettojen elämän tutkimuksessa. Kuten Nasan James Green asian ilmaisee:

”Lähdetään etsimään eksoplaneettoja, joilla on kuita. Jos kuut ovat suuria, ne ovat saattaneet saada aikaan samanlaisen suojaavan vaikutuksen.”

Lue myös:

Maa

Video: Katso Maan geologinen kehitys miljardin vuoden aikana

1 minuuttia
Maa

Otsonikerros: Maan suoja Auringon uv-säteitä vastaan

6 minuuttia
Eksoplaneetat

Mustat aukot tuottavat jättiläisplaneettoja

15 minuuttia

Kirjaudu sisään

Tarkista sähköpostiosoite
Salasana vaaditaan
Näytä Piilota

Oletko jo tilaaja? Oletko jo lehden tilaaja? Napsauta tästä

Uusi käyttäjä? Näin saat käyttöoikeuden!

Nollaa salasana

Syötä sähköpostiosoitteesi, niin saat ohjeet salasanasi nollaamiseksi.
Tarkista sähköpostiosoite

Tarkista sähköpostisi

Olemme lähettäneet sinulle sähköpostia osoitteeseen . Siinä on ohjeet, joiden avulla voit nollata salasanasi. Jos et ole saanut sähköpostia, tarkista, että se ei ole joutunut roskapostin joukkoon.

Anna uusi salasana.

Nyt sinun pitää antaa uusi salana. Salasanassa pitää olla vähintään 6 merkkiä. Kun olet luonut uuden sanasanan, sinua pyydetään kirjautumaan sisään palveluun.

Salasana vaaditaan
Näytä Piilota