Sydpolen mistet. Giga-ball med natrium satt inn i letingen.

En diger kule med smeltet natrium. Hva har den med en tapt sydpol å gjøre? (Bilde: Nature.com)

Forskere har mistet den magnetiske sydpolen. Ingen har sett den på snart fem år.

Heldigvis er et par forsker-helter fra New Zealand på vei ut i isødet for å finne den igjen for oss. Samtidig står både en diger, roterende ball i Maryland og et knippe ferske satellitter snart klare til å gjøre sitt for at slike pinlige fadeser en gang blir unødvendige.

Jordens magnetfelt og de magnetiske polene er nemlig livsviktige for det moderne samfunnet, og det er derfor ufornuftig å miste dem av syne.


Det smygende polpunkt

Den magnetiske sydpolens vandring siden 1909

Den geografiske sydpolen vet vi stort sett hvor er. Jorden roterer, som den globus den er, og der pinnen gjennom globusen stikker ut oppe og nede ligger henhovdsvis den geografiske nord- og sydpolen.

De magnetiske polene er derimot ikke så enkle. Jorden er en magnet, med nordpol som for tiden ligger nært den geografiske nordpolen, og magnetisk sydpol nært sydpolen. (Tilfeldig? Nix- vi har bare definert navnene sånn…) Men akkurat hvor de magnetiske polene ligger bestemmes av strømmer av flytende jern i den ytre delen av jordens kjerne, og disse strømmene ender seg hele tiden. Som regel sakte og forsiktig, men av og til voldsomt – så voldsomt at polene kan bytte plass. Se denne kollokvium-artikkelen for mer om akkurat det.

I dag flytter den magnetiske sydpolen seg rundt ti kilometer i året, på vei fra polpunktet og i retning Australia. Men bevegelsen er langt fra jevn, og kan finne på å snu helt uten forvarsel. Vår eneste mulighet for å holde kontroll på polpunktet er dermed å måle hvor det er – og det er ikke helt trivielt når målingene må gjøres på et av de mest utilgjengelige stedene på jorden.

Å eksperimentere med jordens magnetfelt

Slik kan man simulere jorden - forhåpentligvis. Maskinen skal starte opp tidlig i 2012. (Bilde: Nature.com)

Hvorfor vet vi ikke hvor polene er på vei? Det opplagte svaret er at ingen har vært inne i jordens kjerne og sjekket grundig hvordan dynamoen som holder magnetfeltet i gang virkelig virker. Ikke kommer vi til å komme dit noen gang heller, men dette pleier da ikke å stoppe fysikere. De bygger i steden et eksperiment som gjenskaper forholdene, og så forstår vi jorden ut fra det i steden.

I disse dager legges siste hånd på et nytt eksperiment, ved Universitetet i Maryland, som det er knyttet ganske store forventninger til. Her har Daniel Zimmerman og kolleger brukt ti år på å bygget en kule som skal prøve å gjenskape jordens indre forhold bedre en noen gang før. Den er tre meter i diameter, fylt av flytende natrium, har en indre kjerne og et ytre skall – og den skal rotere. Akkurat som jorden, altså. Håpet er at når den får opp dampen – fire omdreininger per sekund for den ytre kjernen og tolv for den indre – så skal det startes en dynamo-prosess a’la det som driver jordens magnetfelt. I såfall vil det «bare» være å skru litt på diverse brytere for å se hva som holder dynamoen i live, hvordan den oppfører seg, og så videre.

Les en flott artikkel i Nature om dynamo-eksperimentet her, inklusive en stilig video av kulen når den roterer.

En gang i fremtiden vil dette eksperimentet og dets søstre kanskje kunne fortelle oss akkurat hvor den magnetiske syd- og nordpolen vandrer hen og hvorfor. Da vil vi kunne forutsi med mye større sikkerhet hvor de er til enhver tid, uten dyre og utfordrende målekampanjer. Og kanskje til og med si noe om når polene har tenkt å bytte plass neste gang?

Ut på tur…

Men enn så lenge har vi altså ikke noe alternativ. Noen må krype inn i ull-longsen og ta turen til de kalde breddegrder for å finne polpunktet en gang i blant. Satellitter bidrar såklart også, men de kan i dag ikke gjøre målingen så nøyaktig som folk på bakken kan. I 2012 skal en trio av europeiske satelitter kalt Swarm skytes opp for muligens å bøte på dette, men de er altså enn så lenge en stund unna full operasjon.

Det var den ikke ukjente polfareren Robert Scott som først satte opp en stasjon for å måle den magnetiske sydpol. Han laget en hytte som er helt fri for magnetiske materialer, for at den ikke skal forstytrre de følsomme målingene. Hytten står den dag i dag, ved Cape Evans nært den geografiske polen.

Siden 1950-tallet har New Zealand hatt det internasjonale ansvaret for å finne polpunktet. De sender ut en ekspedisjon hvert femte år, og i disse dager er forskerene Stewart Bennie og Tony Hurst på vei nedover for å gjøre jobben. Med seg har de utstyr som kan måle styrken på magnetfeltet der de står, både horisontalt og vertikalt. De skal altså finne ut nøyaktig hvor sterkt feltet er, og hvilken retning det har. Det skal dessuten skal måles på to punkter – i Scotts tradisjonelle hytte, og et annet sted et stykk unna. Sammen med informasjon fra målestasjoner andre steder i verden vil vi så kunne kalibrere modeller og satelitter slik at vi igjen blir i stand til å beregne det nøyaktige polpunktet.

Steward Bennie uttaler til Nature at  “I’ve never been a big fan of really cold weather”. Det er da kanskje på sin plass å sende noen varme tanker sydover på kloden, til en forsker som i skrivende stund er på vei mot et av de mest ekstreme områdene vi har på planeten – for å finne igjen den magnetiske sydpolen vår.

Jordens magnetfelt beskytter oss mot elektrisk ladde partikler fra verdensrommet som ellers ville truffet overflaten – vi vil helst vite om det forandrer seg. Satelitter – deriblant GPS-satelittene – er avhengige av å vite nøyaktig hvordan feltet ser ut for å kunne navigere. Kjekk å ha, den der magnetiske sydpolen. Greit å ikke miste den.

5 comments

  1. Erik · januar 13, 2012

    Jeg har lenge undret om det finnes en god hypotese på hvor mange ganger jorden har skiftet polaritet?…i så fall – om fenomenet virker å være syklisk?

    • Bjørn H. Samset · januar 13, 2012

      Hei Erik,

      se på de to bildene øverst her:

      http://en.wikipedia.org/wiki/Geomagnetic_reversal

      Som du kan se så skifter feltet titt og ofte, og uten særlig mønster eller rytme det vi har kunnet finne. Vi regner med at det er fordi feltet bestemmes av to kuler som roterer med ulik fart (den ytre og indre delen av den flytende biten av jorden), og det setter opp en kaotisk dynamo. Dermed er det egentlig ikke mulig å finne noen god hypotese på når og hvor ofte feltet vil snu – vi kan bare spå gjennomsnittene (og de kan du jo uansett lese ut av figurene), og kanskje begynne å gjenkjenne trekk som kan fortelle oss om et polskifte er på vei.

      Uansett så vil ikke dette være noen veldig dramatisk affære – de fleste polskiftene tar ~1000 år å gjennomføre. Noen få ser ut til å gå ganske raskt, men selv om det kom et av denne typen (et par år er det raskeste noen mener å ha målt) så vil ikke det gjøre stort annet enn å tvinge oss til å omprogrammere satelittene våre… Forvirret GPS i et par år fikk vi evt. bare leve med 🙂

  2. Sverre Holm · januar 16, 2012

    Hvordan er det med symmetrien om jordaksen? Hvis man vet hvor den geomagnetiske nordpolen er, er det da bare å kikke akkurat midt gjennom jorda og så finner man den tilsvarende sydpolen på den andre siden eller er det mer uregelmessig sammenheng mellom de to enn dette?

    • Bjørn H. Samset · januar 17, 2012

      Det burde jo gitt en god pekepinn, men hvis du ser på kart over bevegelsen til de to så er det tydelig at de er ihvertfall til en viss grad dekoblet:

      http://www.ngdc.noaa.gov/geomag/maps/NorthPole1590_2010.pdf
      http://www.ngdc.noaa.gov/geomag/maps/SouthPole1590_2010.pdf

      (NB: Figurene inneholder både målinger og modeller – før og etter 1950).

      Nordpolen beveger seg for tiden mot Sibir med ca. 50km i året, Sydpolen mot Australia med 10km i året…

      Tipper at greia er at dynamoen er såpass kaotisk at den nordlige og sydlige delen godt kan ha snittfelt som peker i litt forskjellig retning. Mye kan det neppe avvike før vi før flere poler på ulike steder o.l., men såpass at vi ikke bare kan gjette posisjonen fra en ut fra en annen er det tydeligvis.

      Jordkjernen er kul.

  3. Erik · februar 14, 2012

    Solen kan også være fascinerende.

    http://arxiv.org/pdf/1202.1954v1.pdf

    Men har dette igjen noen effekt på magnetosfæren? eller er dette kun varme?

Legg igjen en kommentar

Fyll inn i feltene under, eller klikk på et ikon for å logge inn:

WordPress.com-logo

Du kommenterer med bruk av din WordPress.com konto. Logg ut / Endre )

Twitter picture

Du kommenterer med bruk av din Twitter konto. Logg ut / Endre )

Facebookbilde

Du kommenterer med bruk av din Facebook konto. Logg ut / Endre )

Google+ photo

Du kommenterer med bruk av din Google+ konto. Logg ut / Endre )

Kobler til %s