Avrupa Uzay Ajansı’nın Swarm uydu takımyıldızından 11 yıllık manyetik alan ölçümlerini kullanan bilim insanları, Dünya’nın Güney Atlantik üzerindeki manyetik alanındaki zayıf bölgenin (Güney Atlantik Anomalisi olarak bilinen) 2014 yılından bu yana kıta Avrupası’nın neredeyse yarısı büyüklüğünde bir alan kadar genişlediğini keşfettiler.
Dünyanın manyetik alanı gezegenimizdeki yaşam için hayati öneme sahiptir. Bizi kozmik radyasyondan ve güneşten gelen yüklü parçacıklardan koruyan karmaşık ve dinamik bir kuvvettir.
Büyük ölçüde, ayaklarımızın yaklaşık 3000 km altında dış çekirdeği oluşturan küresel erimiş, dönen sıvı demir okyanusu tarafından üretiliyor. Bir bisiklet dinamosundaki dönen bir iletken gibi davranarak elektrik akımları yaratır ve bu da sürekli değişen elektromanyetik alanımızı oluşturur; ancak gerçekte alanı oluşturan süreçler çok daha karmaşıktır.
ESA’nın Dünya Gözlemi FutureEO programı kapsamında geliştirilen bir Dünya Kaşifi görevi olan Swarm, Dünya’nın çekirdeği, mantosu, kabuğu ve okyanuslarının yanı sıra iyonosfer ve manyetosferden kaynaklanan manyetik sinyalleri hassas bir şekilde ölçen üç özdeş uydudan oluşan bir takımyıldızdan oluşur.
Bu olağanüstü görev sayesinde bilim insanları, manyetik alanın bazı yerlerde nasıl ve neden zayıfladığını, diğerlerinde ise güçlendiğini anlamaya yardımcı olmak için farklı manyetizma kaynakları hakkında daha fazla bilgi ediniyorlar.
Zayıf alan Güney Atlantik Anomalisi ilk kez 19. yüzyılda Güney Amerika’nın güneydoğusunda tanımlandı.
Günümüzde Güney Atlantik Anomalisi, bölgeden geçen uyduların daha yüksek dozda gelen radyasyonla karşı karşıya kalması nedeniyle uzay güvenliği açısından özellikle ilgi çekicidir. Bu, kritik donanımlarda arızalara veya hasarlara, hatta elektrik kesintilerine yol açabilir.
Yayınlandığı yer Dünya Fiziği ve Gezegen İç MekanlarıSwarm misyonundan elde edilen son sonuçlar, Güney Atlantik Anomalisi’nin 2014 ile 2025 yılları arasında istikrarlı bir şekilde genişlediğini, Afrika’nın güneybatısındaki Atlantik Okyanusu’ndaki bir bölgenin ise 2020’den bu yana Dünya’nın manyetik alanında daha hızlı bir zayıflama yaşadığını ortaya koyuyor.
Danimarka Teknik Üniversitesi’nde Jeomanyetizma Profesörü olan baş yazar Chris Finlay, “Güney Atlantik Anomalisi sadece tek bir blok değil” diyor. “Afrika’ya doğru, Güney Amerika’ya yakın olduğundan farklı bir şekilde değişiyor. Bu bölgede, alanın daha yoğun bir şekilde zayıflamasına neden olan özel bir şey oluyor.”
Bu davranış, Dünya’nın sıvı dış çekirdeği ile kayalık mantosu arasındaki sınırda bulunan ve ters akı yamaları olarak bilinen manyetik alandaki tuhaf desenlerle bağlantılıdır.
Prof. Finlay şöyle açıklıyor: “Normalde güney yarımkürede manyetik alan çizgilerinin çekirdekten çıktığını görmeyi beklerdik. Ancak Güney Atlantik Anomalisinin altında manyetik alanın çekirdekten çıkmak yerine çekirdeğe geri döndüğü beklenmedik alanlar görüyoruz. Swarm verileri sayesinde bu alanlardan birinin Afrika üzerinden batıya doğru hareket ettiğini görebiliyoruz, bu da bu bölgedeki Güney Atlantik Anomalisinin zayıflamasına katkıda bulunuyor.”
Swarm’ın rekor kıran 11 yılı
Dünyanın çekirdek tarafından oluşturulan manyetik alanının en son modeli, ESA’nın Swarm uyduları için yeni bir dönüm noktasına işaret ediyor; bu uydular artık uzaydan gelen manyetik alan ölçümlerinin en uzun sürekli kaydını sağlıyor.
Uydular, ESA’nın ileriye dönük FutureEO programının önemli bir bileşenini oluşturan öncü uydular olan dördüncü Dünya Kaşifi görevi olarak 22 Kasım 2013’te fırlatıldı.
Yenilikçi Dünya gözlem teknolojilerinin göstergeleri olarak tasarlanan bu görevler, orijinal tasarım ömrünü çoktan doldurmuş, uzun vadeli kayıtların ayrılmaz bir parçası haline gelmiş, kritik operasyonel hizmetler için veri sağlamış ve gelecek nesil uyduların yolunu açmıştır.
Sürü verileri, navigasyon için kullanılan küresel manyetik modellerin temelini oluşturur, uzaydaki hava durumu tehlikelerini izler ve Dünya sistemimizin çekirdeğinden Dünya atmosferinin dış kısımlarına kadar benzeri görülmemiş içgörülere olanak tanır.
Dünyanın manyetik alanı Sibirya üzerinde güçleniyor
En son Swarm sonuçları, Dünya’nın manyetizmasının dinamik doğasını vurguluyor. Örneğin, güney yarımkürede manyetik alanın özellikle güçlü olduğu bir nokta var, kuzey yarımkürede ise biri Kanada çevresinde, diğeri Sibirya çevresinde olmak üzere iki nokta var.
Prof. Finlay, “Dünya’nın manyetik alanını anlamaya çalışırken, bunun sadece bir çubuk mıknatıs gibi basit bir dipol olmadığını hatırlamak önemlidir. Yalnızca Swarm gibi uydulara sahip olarak bu yapının tam haritasını çıkarabilir ve değiştiğini görebiliriz” dedi.
Ancak Swarm yörüngeye girdiğinden beri Sibirya üzerindeki manyetik alan güçlenirken Kanada üzerinde zayıfladı. Kanada’nın güçlü tarla bölgesi, Dünya’nın yüzey alanının %0,65’i oranında küçülürken, bu neredeyse Hindistan’ın büyüklüğü kadardır; Sibirya bölgesi ise, Grönland’ın büyüklüğüyle karşılaştırılabilecek şekilde, Dünya’nın yüzey alanının %0,42’si kadar büyümüştür.
Dünyanın çalkantılı çekirdeğinde yaşanan karmaşık süreçlerden kaynaklanan bu kayma, son yıllarda kuzey manyetik kutbunun Sibirya’ya doğru ilerlemesiyle ilişkilendiriliyor. Bu değişim, güçlü manyetik alanın bu iki alanı arasındaki danstan etkilenen navigasyon için önemlidir.
ESA’nın Swarm Görev Müdürü Anja Stromme şunları söyledi: “Swarm’ın genişletilmiş zaman serileri sayesinde dinamik Dünyamızın büyük resmini görmek gerçekten harika. Uyduların hepsi sağlıklı ve mükemmel veriler sağlıyor; dolayısıyla bu rekoru, solar minimumun gezegenimiz hakkında daha önce benzeri görülmemiş içgörülere izin vereceği 2030’un ötesine taşıyabileceğimizi umuyoruz.”
