Magnetisch veld van de aarde neemt pas af sinds anderhalve eeuw

Magnetisch veld van de aarde neemt pas af sinds anderhalve eeuw

Het aardmagnetisch veld neemt pas sinds 1840 in sterkte af met gemiddeld vijf procent per eeuw. Daarvoor was het eeuwenlang stabiel. Belangrijkste oorzaak van deze afname is een lokale omkering van het aardmagnetisch veld onder Antarctica. Dat concluderen geofysicus David Gubbins van de universiteit van Leeds en twee collega’s van de ETH in Zürich uit een statistische analyse van 169.000 notities in logboeken van zeilschepen uit de periode 1510 tot 1930. Gubbins combineerde de logboekdata met moderne meetgegevens, beschikbaar vanaf het midden van de 19e eeuw (Science, 12 mei).

Uit de logboeken zijn gegevens te destilleren over de richting van het aardmagnetisch veld op verschillende plaatsen aan het aardoppervlak op specifieke data. Het betreft de inclinatie (19.000 meetgegevens) en de declinatie (150.000 meetgegevens). De magnetische declinatie is de afwijking tussen het noorden dat de kompasnaald aangeeft en de geografische noordpool, het punt waar de rotatieas van de aarde het aardoppervlak snijdt. De inclinatie is een maat voor de hoek die magnetische veldlijnen maken met het aardoppervlak. Gubbins en zijn collega’s stopten de gegevens in een model dat variaties in magneetvelden verklaart uit bewegingen van het buitenste, vloeibare en ijzerrijke deel van de aardkern. Deze bewegingen worden veroorzaakt door convectie (warmtestromen) en de rotatie van de aardas. Het effect dat optreedt is vergelijkbaar met de werking van een dynamo. Daarin wordt stroom gegenereerd door een geleidende draad (de ijzerstromen in de aarde) te laten draaien in een magnetisch veld (het zich zelf versterkende veld van de aarde). Aldus ontstaat een magnetisch veld op de grens van de aardkern en de aardmantel (op een kleine 3.000 km onder het aardoppervlak). In hun modellering van het magnetisme gaan wetenschappers ervan uit dat de tussenliggende mantel geen magnetisch veld genereert. Met dat uitgangspunt zijn waarnemingen aan het magnetische veld op en boven het aardoppervlak te verklaren uit wervelingen in de buitenkant van de aardkern. Die kunnen ervoor zorgen dat het magnetische veld lokaal omdraait, zoals de afgelopen 1,5 eeuw in het gebied onder Antarctica en de zuidpunt van Zuid-Amerika. In een telefonische toelichting legt Gubbins uit dat we ons deze omkeringen kunnen voorstellen als ‘onderaardse zonnevlekken’: lokale uitbarstingen van magnetische velden aan het oppervlak (van aardkern of zon).

Michiel van Nieuwstadt

    • Michiel van Nieuwstadt