Je staat er misschien niet zo vaak bij stil, maar onder je voeten ligt een verdedigingswerk dat al het leven op aarde beschermt.
De aardkern zendt magnetische stralen uit, die de planeet omringen met een magnetisch veld dat ons afschermt van radioactieve deeltjes van de zon en kosmische straling.
De strijd tussen ruimtedeeltjes en het aardmagnetisch veld is soms zichtbaar als het noorderlicht aan de poolhemel, maar nu zijn onderzoekers van de Technical University of Denmark erin geslaagd de aanval van de zon op het schild van de aarde van geluid te voorzien.
Luister hier hoe het klinkt als een zonnestorm op het magnetisch veld van de aarde botst
Magnetische metingen vertaald in enge geluiden
Om de felle strijd in de dampkring te illustreren, bewerkten de Deense onderzoekers gegevens van satellietmetingen.
Die komen van drie satellieten die samen de missie Swarm van het Europees Ruimteagentschap (ESA) vormen. De drie identieke Swarm-satellieten brengen sinds 2013 het aardmagnetisch veld in kaart met behulp van magnetometers die o.a. de omvang, sterkte en richting van het schild meten.
‘We hebben metingen gebruikt die teruggaan tot 100.000 jaar geleden, en de fluctuaties die de gegevens laten zien voorzien van geluid,’ aldus Klaus Nielsen, lid van het onderzoeksteam.
Hij wijst erop dat de soundtrack niet gemaakt is met opnamen tijdens een specifieke zonnestorm.
‘Het is een artistieke interpretatie, waarbij we basale geluiden, zoals bewegende stenen en krakende bomen, onder meer hebben versneld, gefilterd of luider gemaakt, al naargelang de schommelingen in de metingen van het magnetisch veld.’
Volgens Klaus Nielsen is de bedoeling met de soundtrack om de enorme krachten te illustreren die voortdurend actief zijn om het leven op aarde in stand te houden.
Als de deeltjes van een zonnestorm op het magnetische schild van de aarde stuiten en op zuurstof- en stikstofatomen in de dampkring botsen, wordt een deel van de energie van die botsingen omgezet in blauw-groen licht. Dit fraaie verschijnsel wordt noorder- of zuiderlicht genoemd en treedt alleen op rond de polen omdat het magnetisch veld hier zwakker is dan elders.
Gesmolten metaal in aardkern beschermt tegen zonnestormen
De Swarm-satellieten hangen al langer boven de aarde dan was gepland. En dat levert wetenschappers gelukkig belangrijke gegevens op over het aardmagnetisch veld.
Het is vooral interessant om te volgen hoe het magnetisch veld zich ontwikkelt, en erachter te komen of het in de loop der tijd verzwakt. Als dat zo is, zouden we kunnen afkoersen op een zogeheten ompoling, waarbij de magnetische polen van de planeet van positie wisselen. En dat zou rampzalige gevolgen kunnen hebben, omdat dan het magnetisch schild wegvalt, waardoor er meer radioactieve deeltjes van zonnestormen kunnen binnendringen.
Vloeibaar ijzer beschermt de aarde
Het aardmagnetisch veld komt voort uit het buitenste, vloeibare deel van de aardkern. Bewegingen in het vloeibare metaal wekken elektrische stromen op, die het magnetisch veld vormen. Zonder zouden we weerloos zijn tegen de schadelijke deeltjes van zonnestormen, die zich met de lichtsnelheid voortbewegen.
Vloeibaar ijzer stolt in de kern
Materiaal uit de vloeibare buitenkern stolt aan het oppervlak van de vaste binnenkern. Bij dit proces komt energie vrij die opwaartse en neerwaartse stromen veroorzaakt in het vloeibare ijzer van de buitenkern. Iets dergelijks doet zich voor in water vlak voordat het kookt.
Rotatie wekt wervelstromen op
De zogeheten corioliskracht, veroorzaakt door de draaiing van de aarde, zorgt ervoor dat de op- en neerwaartse stromen tegenovergesteld gaan roteren.
Polen zijn kwetsbaar
De wervelingen van het ijzer wekken een magnetisch veld op dat de aarde beschermt. Alleen rond de magnetische noord- en zuidpool, waar de veldlijnen bijna verticaal zijn, dringen energetische deeltjes uit de ruimte door. Ze botsen met luchtmoleculen, waardoor zuider- en noorderlicht ontstaat.
Zonnestormen worden veroorzaakt door explosies op het oppervlak van de zon, die grote plasmawolken van geladen deeltjes, vooral elektronen en protonen, uit de ster slingeren.
Zonnestormen komen voort uit de zogeheten zonnevlekken: gebieden op het gloeiende oppervlak van de ster waar verhoogde magnetische activiteit explosies veroorzaakt.
De deeltjes zijn radioactief en kunnen potentieel ziekten veroorzaken en de elektronische infrastructuur lamleggen als ze door het magnetisch veld breken.
Maar het schild staat zijn mannetje, en dat is te horen dankzij het nieuwe onderzoek.