I ett område som sträcker sig från Afrika till Sydamerika, Jordens magnetfält försvagas gradvis. Detta märkliga beteende har geofysiker förbryllat och orsakar tekniska störningar i satelliter som kretsar runt jorden. Forskare använder data från ESA:s Swarm-konstellation för att förbättra vår förståelse av detta område som kallas "South Atlantic Anomaly".

Jordens magnetfält är avgörande för livet på vår planet. Det är en komplex och dynamisk kraft som skyddar oss från kosmisk strålning och laddade partiklar från solen. Magnetfältet genereras till stor del av ett hav av överhettade, virvlande flytande järn som utgör den yttre kärnan cirka 3000 km under våra fötter. Agerar som en snurrande ledare i en cykeldynamo, det skapar elektriska strömmar, vilket i sin tur, generera vårt ständigt föränderliga elektromagnetiska fält.

Detta fält är långt ifrån statiskt och varierar både i styrka och riktning. Till exempel, nyare studier har visat att positionen för den nordmagnetiska polen förändras snabbt.

Under de senaste 200 åren, magnetfältet har tappat omkring 9 % av sin styrka i ett globalt genomsnitt. En stor region med reducerad magnetisk intensitet har utvecklats mellan Afrika och Sydamerika och är känd som South Atlantic Anomaly.

Från 1970 till 2020, den lägsta fältstyrkan inom detta område har sjunkit från cirka 24 000 nanoteslas till 22 000, samtidigt som området för anomalien har vuxit och rört sig västerut i en takt av cirka 20 km per år. Under de senaste fem åren, ett andra centrum med minsta intensitet har dykt upp sydväst om Afrika – vilket indikerar att den sydatlantiska anomalien kan delas upp i två separata celler.

Jordens magnetfält visualiseras ofta som en kraftfull dipolär stavmagnet i mitten av planeten, lutas runt 11° mot rotationsaxeln. Dock, tillväxten av den sydatlantiska anomalien indikerar att processerna som är involverade i att generera fältet är mycket mer komplexa. Enkla dipolära modeller kan inte redogöra för den senaste utvecklingen av det andra minimumet.

Forskare från Swarm Data, Innovation and Science Cluster (DISC) använder data från ESA:s satellitkonstellation Swarm för att bättre förstå denna anomali. Svärmsatelliter är designade för att identifiera och exakt mäta de olika magnetiska signalerna som utgör jordens magnetfält.

Jürgen Matzka, från det tyska forskningscentret för geovetenskap, säger, "Den nya, östliga minimum av södra Atlanten Anomali har dykt upp under det senaste decenniet och har under de senaste åren utvecklats kraftigt. Vi har mycket tur som har Swarm-satelliterna i omloppsbana för att undersöka utvecklingen av den sydatlantiska anomalien. Utmaningen nu är att förstå processerna i jordens kärna som driver dessa förändringar."

Det har spekulerats i om den nuvarande försvagningen av fältet är ett tecken på att jorden är på väg mot en eminent polomkastning - där de nord- och sydmagnetiska polerna byter plats. Sådana händelser har inträffat många gånger genom planetens historia och även om vi är länge försenade med den genomsnittliga hastigheten med vilken dessa vändningar äger rum (ungefär vart 250 000:e år), intensitetssänkningen i södra Atlanten som inträffar nu ligger väl inom vad som anses vara normala nivåer av fluktuationer.

På ytnivå, den sydatlantiska anomalien ger ingen anledning till oro. Dock, satelliter och andra rymdfarkoster som flyger genom området är mer benägna att uppleva tekniska fel eftersom magnetfältet är svagare i denna region, så laddade partiklar kan penetrera höjderna av satelliter med låg omloppsbana om jorden.

Mysteriet med ursprunget till den sydatlantiska anomalien har ännu inte lösts. Dock, en sak är säker:magnetfältsobservationer från Swarm ger spännande nya insikter om de knappt förstådda processerna i jordens inre.