Aaron Lojewski, som leder norrskens sightseeingturer i Alaska, hade turen att fotografera ett "utbrott" av lysande rosa ljus på natthimlen en natt i februari.

Samma störningar av jordens magnetfält som lyste upp himlen för Lojewskis kamera fångades också av seismometrar på marken, ett team av forskare rapporterar i tidskriften Seismologiska forskningsbrev .

Genom att jämföra data som samlats in av all-sky-kameror, magnetometrar, och seismometrar under tre norrskenshändelser under 2019, University of Alaska Fairbanks seismolog Carl Tape och kollegor visar att det är möjligt att matcha den slående visningen av ljus med seismiska signaler, att observera samma fenomen på olika sätt.

Forskare har känt till ett tag att seismometrar är känsliga för magnetiska fluktuationer – och har arbetat hårt för att hitta sätt att skydda sina instrument mot magnetisk påverkan eller att ta bort dessa oönskade signaler från deras seismiska data. Men norrskensstudien ger ett exempel på hur seismometrar kan paras ihop med andra instrument för att studera dessa fluktuationer.

"Det kan vara svårt att vara definitivt att dessa seismometerinspelningar härstammar från samma påverkan som vad som pågår 120 kilometer upp i himlen, " Sade Tape. "Det hjälper att ha en samtidig syn på himlen, för att ge dig mer självförtroende för vad du ser från signalerna på marknivå."

Aurora borealis, eller norrsken, uppstår när solvindar – plasma som kastas ut från solens yta – möter det skyddande magnetfältet som omger jorden. Kollisionen av partiklar producerar färgglada ljus på himlen och skapar fluktuationer i magnetfältet som ibland kallas sol- eller rymdstormar. Magnetometrar utplacerade på jordens yta är det primära instrumentet som används för att upptäcka dessa fluktuationer, som avsevärt kan påverka elnäten, GPS-system och annan avgörande infrastruktur. Norrsken är vanligen synlig på vintern i hög latitud regioner som Alaska.

Seismometrarna i studien är en del av USArray Transportable Array, ett nätverk av tillfälliga seismometrar placerade över Nordamerika som en del av EarthScope-projektet. Arrayen i Alaska och västra Kanada färdigställdes hösten 2017. Norrskenspappret är ett av flera som ingår i ett kommande SRL-fokusavsnitt om EarthScope i Alaska och Kanada.

Dessa temporära seismiska stationer är inte skärmade från magnetfält, till skillnad från mer permanenta stationer som ofta är täckta av mu-metall, en nickel-järnlegering som riktar magnetfält runt instrumentets sensorer. Som ett resultat, "Jag blev imponerad av hur väl du kan spela in magnetiska stormar över hela arrayen, " sade US Geological Survey seismolog Adam Ringler, en medförfattare på tidningen SRL.

Förra månaden, Ringler och hans kollegor publicerade en artikel som visar hur arrayens över 200 seismometrar i Alaska kan användas för att registrera rymdväder, potentiellt utöka de 13 magnetometrarna i drift i staten.

Tillsammans med all-sky kameradata, seismiska arraydata kan hjälpa till att förstå de starka variationerna i magnetfältet som uppstår i en magnetisk öst-västlig riktning, lägga till en andra dimension till typiska nord-sydliga studier av norrsken och andra magnetiska stormar, Tape och kollegor föreslår.

Forskarna noterade i sin uppsats att kopplingen mellan norrsken och magnetiska störningar först upptäcktes i Sverige 1741, och att en seismometer i Tyskland upptäckte en atmosfärgenererad magnetisk händelse för första gången under en kraftig solstorm 1994.

"Människor har skapat de här kopplingarna i 250 år, ", sa Tape. "Detta visar att vi fortfarande kan göra upptäckter, i det här fallet med seismometrar, att förstå norrskenet."