Satelliitit paljastivat yllättävän suunnanmuutoksen Maan ulkoytimessä

Maan magneettikenttä syntyy ulkoytimessä, jossa sula rauta kiertää noin 3 000 kilometrin syvyydessä. Kuin polkupyörän dynamossa, liike synnyttää sähkövirtoja ja niiden myötä jatkuvasti muuttuvan magneettikentän. Kuva: ESA/AOES Medialab

Teemu Karlsson

Maan ulkoytimen sulan raudan kiertoa on pitkään pidetty verrattain vakaana. Uusi tutkimus osoittaa, että näin ei kuitenkaan aina ole. Vuonna 2010 laaja rautapitoisen sulan alue Tyynenmeren päiväntasaajaseudun alapuolella vaihtoi suuntaa: heikko länteen suuntautunut virtaus kääntyi voimakkaaksi itään suuntautuvaksi liikkeeksi. Syytä muutokseen ei tiedetä.

Havainto perustuu maanpäällisten magneettisten observatorioiden ja satelliittien aineistoon vuosilta 1997–2025. Mukana ovat Euroopan avaruusjärjestön ESAn Swarm- ja CryoSat-satelliitit sekä saksalainen CHAMP ja tanskalainen Ørsted. Tutkimusta johti Frederik Dahl Madsen Edinburghin yliopiston geotieteiden laitokselta.

Maan magneettikenttä syntyy ns. geodynamosta, jossa sähköä johtava sula rauta kiertää nestemäisessä ulkoytimessä kiinteän sisäytimen ympärillä. Syvällä sijaitsevan ulkoytimen liikkeitä ei voi havaita suoraan, vaan niitä tulkitaan magneettikentän hitaista muutoksista. Vuonna 2013 laukaistujen kolmen Swarm-satelliitin magnetometrit mittaavat kenttää erittäin tarkasti, ja yksityiskohtaisesti sovitettujen ratojen ansiosta ytimestä peräisin olevat signaalit voidaan erottaa kuoren, merien, ionosfäärin ja magnetosfäärin signaaleista. Näin tutkijat pystyivät mallintamaan virtauksen kehitystä ytimen ja vaipan rajapinnalla.

Mallin mukaan itään suuntautunut virtaus on heikentynyt vuoden 2020 jälkeen. Madsenin mukaan avoimeksi jää, onko kyse lyhytaikaisesta vaihtelusta, toistuvan värähtelyn osasta vai uudesta tasapainotilasta ytimen kierrossa. Kiinnostavaa on ajoitus: voimakkaan itävirtauksen synty osuu samaan aikaan sisäytimen käyttäytymisen muutoksen kanssa, joka on päätelty geodesian ja seismologian havainnoista. Tutkijat esittävät hypoteesina, että nämä muutokset liittyvät toisiinsa.

Ulkoytimen liike ylläpitää magneettikenttää, joka suojaa planeettaa Auringon hiukkassäteilyltä. Kenttä muuttuu hitaasti ytimen virtausten mukana, ja muutokset heijastuvat navigointijärjestelmiin, satelliittien käyttöön ja avaruussään malleihin. ESAn Swarm-hankkeen päällikkö Anja Stromme korostaa, että pitkäkestoiset satelliittimittaukset antavat mahdollisuuden seurata geodynamon muutoksia lähes reaaliajassa ja parantaa magneettikentän kehitystä kuvaavia malleja.

Tieteellinen artikkeli: Madsen, Frederik Dahl, Howard, Isobel, Brown, William, and Whaler, Kathryn, Principal component analysis of the 2010 reversal of core-surface flow beneath the Pacific Ocean, Journal of Studies of Earth’s Deep Interior Volume 2 (2026). https://doi.org/10.46298/jsedi.17268

Lähde: ESA