Асиметрія магнітного поля Землі: нові відкриття покращують навігацію та моделювання

Магнітне поле нашої планети захищає нас від багатьох космічних загроз і протягом століть відігравало важливу роль у навігації. Десятиліття досліджень відкрили неймовірні можливості для розуміння того, що відбувається глибоко під нашими ногами, але є ще багато нового, на що варто звернути увагу – наприклад, деякі особливі результати, отримані вченими.

Магнітне поле не є чимось статичним. Магнітосфера Землі змінюється під впливом сонячного вітру, що надходить від Сонця. У періоди високої активності, як зараз, воно стискається більше, ніж коли Сонце спокійніше. Ці відмінності використовувалися для пояснення того, чому спостереження магнітного поля відрізняються, якщо вони проводяться поблизу поверхні Землі або в космосі. Принаймні, це було загальноприйняте припущення. Нова робота доводить, що тут є щось більше.

Дослідники використовували дані за період з 2014 по 2020 рік, оскільки 98,1 відсотка часу в цей період геомагнітні умови були від низьких до помірних. Проте, навіть коли магнітосфера не зазнавала сильного впливу космічної погоди, між спостереженнями спостерігалися значні відмінності. Зокрема, вони були більш вираженими в північних і південних полярних регіонах.

“Ми часто припускаємо, що магнітне поле між північним і південним полярними регіонами майже симетричне, але насправді вони дуже відрізняються”, – зазначає автор статті Інін Ши, асистент кафедри кліматичних і космічних наук та інженерії Мічиганського університету, що займається дослідженнями клімату і космосу.

Орбітальні дані надійшли від супутників Swarm, які складають карту течій в іоносфері, магнітосфері тощо. Вони знаходяться на полярних орбітах, і цей небесний шлях забезпечує багато вимірювань навколо полюсів. Багато вимірювань можуть спричинити похибку вибірки, і коли ці вимірювання вводяться в модель, яка має більш просте уявлення про магнітне поле нашої планети, ми отримуємо щось, що вже не відповідає дійсності.

“Розуміння того, що те, що приписували геофізичним збуренням, насправді пов’язане з асиметрією магнітного поля Землі, допоможе нам краще створювати моделі геомагнітного поля, а також допоможе в супутниковій і авіаційній навігації”, – сказав Марк Молдвін, професор кліматичних і космічних наук та інженерії імені Артура Ф. Турнау в Мічиганському університеті і автор дослідження.

Полярне магнітне поле також швидко змінюється протягом останнього десятиліття. Це додатковий виклик, з яким доводиться стикатися вченим.

“Це ще більше ускладнює створення точних моделей магнітного поля”, – додала Молдвін. Наявність хороших моделей важлива не лише для науки, але й для точної навігації на Землі та в космосі.