Medan vulkanutbrott och jordbävningar fungerar som omedelbara påminnelser om att jordens inre är allt annat än lugn, finns det också andra, mer svårfångade, dynamiska processer som sker djupt nere under jorden. Med hjälp av information från ESA:s Swarm-satellituppdrag har forskare upptäckt en helt ny typ av magnetisk våg som sveper över den yttersta delen av jordens yttre kärna vart sjunde år. Detta fascinerande fynd, som presenterades på ESA:s Living Planet Symposium, öppnar ett nytt fönster till en värld vi aldrig kan se.

Jordens magnetfält är som en enorm bubbla som skyddar oss från angrepp av kosmisk strålning och laddade partiklar som bärs av kraftfulla vindar som undkommer solens gravitationskraft och strömmar över solsystemet. Utan vårt magnetfält skulle livet som vi känner det inte existera.

Att förstå exakt hur och var vårt magnetfält genereras, varför det fluktuerar konstant, hur det interagerar med solvinden och faktiskt varför det försvagas för närvarande, är inte bara av akademiskt intresse utan också till nytta för samhället. Solstormar kan till exempel skada kommunikationsnätverk och navigationssystem och satelliter, så även om vi inte kan göra något åt ​​förändringar i magnetfältet, hjälper det att förstå denna osynliga kraft att vara förberedd.

Det mesta av fältet genereras av ett hav av överhettat, virvlande flytande järn som utgör jordens yttre kärna 3 000 km under våra fötter. Den fungerar som den snurrande ledaren i en cykeldynamo och genererar elektriska strömmar och det ständigt föränderliga elektromagnetiska fältet.

ESA:s Swarm-uppdrag, som består av tre identiska satelliter, mäter dessa magnetiska signaler som härrör från jordens kärna, såväl som andra signaler som kommer från jordskorpan, haven, jonosfären och magnetosfären.

Sedan trion Swarm-satelliter lanserades 2013 har forskare analyserat deras data för att få ny insikt i många av jordens naturliga processer, från rymdväder till fysiken och dynamiken i jordens stormiga hjärta.

Att mäta vårt magnetfält från rymden är det enda verkliga sättet att sondera djupt ner till jordens kärna. Seismologi och mineralfysik ger information om kärnans materialegenskaper, men de kastar inget ljus över den vätskeformiga yttre kärnans dynamogenererande rörelse.

Men nu, med hjälp av data från Swarm-uppdraget, har forskare avslöjat en dold hemlighet.

En artikel publicerad i tidskriften Proceedings of the National Academy of Sciences , beskriver hur ett team av forskare upptäckte en ny typ av magnetisk våg som sveper över "ytan" av jordens yttre kärna, där kärnan möter manteln. Denna mystiska våg pendlar vart sjunde år och fortplantar sig västerut med upp till 1 500 kilometer om året.

Nicolas Gillet, från University Université Grenoble Alpes och huvudförfattare till artikeln, sa:"Geofysiker har länge teoretiserat över förekomsten av sådana vågor, men de troddes ske över mycket längre tidsskalor än vad vår forskning har visat." P>

"Mätningar av magnetfältet från instrument baserade på jordens yta antydde att det fanns någon form av vågverkan, men vi behövde den globala täckningen som erbjuds av mätningar från rymden för att avslöja vad som faktiskt pågår.

"Vi kombinerade satellitmätningar från Swarm, och även från det tidigare tyska Champ-uppdraget och danska Ørsted-uppdraget, med en datormodell av geodynamo för att förklara vad markbaserad data hade kastat upp - och detta ledde till vår upptäckt."

På grund av jordens rotation ligger dessa vågor i linje i kolumner längs rotationsaxeln. De rörelse- och magnetfältsförändringar som är förknippade med dessa vågor är starkast nära kärnans ekvatorialregion.

Medan forskningen visar magneto-Coriolis-vågor nära en sjuårsperiod kvarstår dock frågan om förekomsten av sådana vågor som skulle svänga vid olika perioder.

Dr Gillet tillade, "Magnetiska vågor kommer sannolikt att utlösas av störningar djupt inne i jordens flytande kärna, möjligen relaterade till flytkraftsplymer. Varje våg specificeras av sin period och typiska längdskala, och perioden beror på egenskaperna hos krafterna. För magneto-Coriolis-vågor är perioden en indikation på intensiteten av magnetfältet i kärnan.

"Vår forskning tyder på att andra sådana vågor sannolikt kommer att existera, förmodligen med längre perioder - men deras upptäckt är beroende av mer forskning."

ESA:s forskare i Swarm-uppdraget, Ilias Daras, noterade:"Denna aktuella forskning kommer säkerligen att förbättra den vetenskapliga modellen av magnetfältet i jordens yttre kärna. Det kan också ge oss ny insikt om den elektriska ledningsförmågan hos den nedersta delen av manteln och också av jordens termiska historia." + Utforska vidare

Icke-axisymmetriska vågliknande mönster identifierade i ekvatorialområdet av jordens kärna