Tiedotearkisto: 2002

Maapallon magneettiset navat karkuteillä

8.7.2002 12:00

Viimeaikaiset tutkimukset ja tuoreimmat satelliittimittaukset osoittavat, että maapallon magneettikenttä on nopeasti heikkenemässä ja pohjoisen pallonpuoliskon magneettinen napa liikkuu nopeammin kuin koskaan sataan vuoteen. Se saavuttaa maantieteellisen pohjoisnavan tason noin 15 vuoden kuluttua.

Tutkijat ennustavat, että maapallon magneettikenttä voi olla vaihtamassa napaisuuttaan. Kyseessä on ilmiö, joka viimeksi on tapahtunut noin 750 000 vuotta sitten. Silloin magneettinen pohjoisnapa ja etelänapa vaihtavat paikkaansa magneettikentän kääntyessä ylösalaisin. Napaisuudenvaihto kestää kuitenkin tuhansia vuosia.

Magneettikenttä syntyy maapallon ytimessä
Maapalloa ympäröi magneettikenttä, joka pitää kompassineulat suunnassaan. Magneettikenttä syntyy maapallon sulassa rautaytimessä noin 2900 kilometrin syvyydessä. Siellä kehittyy miljardien amperien suuruisia sähkövirtoja, joiden magneettikenttä ympäröi koko maapallon ja joka ulottuu kauas avaruuteen. Magneettikenttä ohjaa revontulia sytyttävät sähköiset hiukkaset napaseuduille ja se suojaa elämää avaruuden kosmiselta säteilyltä.

Maapallon magneettikenttään liittyy kaksi napaa, joiden kohdalla magneettikentän voimavaikutus kohdistuu kohtisuoraan maanpintaan nähden. Kompassineula ei tarkalleen osoita kohti magneettista napaa, koska sen suuntaan vaikuttavat myös maapallon ytimessä syntyvät laaja-alaiset magneettiset häiriöt, jotka ovat erisuuruisia navalla ja kompassin käyttöpaikalla. Suomessa kompassineulat osoittavat keskimäärin 6 astetta itään todellisesta pohjoissuunnasta. Vuosittain tämä suunta kasvaa noin kymmenesosa-asteen verran.

Maapallon magneettikenttää ylläpitävät sähkövirrat muuttuvat kaiken aikaa. Uusimpien satelliittimittausten mukaan maapallon magneettikenttä on kokonaisuudessaan nopeasti heikkenemässä, suunnilleen yhden prosentin verran vuosikymmenessä. Jos heikkeneminen jatkuu tällä nopeudella maapallon magneettikenttä on nollilla noin tuhannen vuoden kuluttua.

Pohjoisella pallonpuoliskon magneettinen napa on sijainnut koko 1900-luvun Kanadan arktisessa saaristossa. Se on siirtynyt jatkuvasti kohti pohjoista, 10-20 km vuodessa. Vuosituhannen vaihteessa napa jätti Kanadan taakseen Ellef Ringnesin saaren kohdalla ja on nyt Pohjoisen Jäämeren alueella liikkuen kiihtyvällä vauhdilla kohti maantieteellistä pohjoisnapaa. Sinne sen lasketaan saapuvan noin vuonna 2018.

maan_magneettikenttä
Maapallon magneettikenttä kuvaava kartta. Magneettikenttä on voimakkaimmillaan magneettisilla navoilla, jotka ovat Kanadan Arktisessa saaristossa ja Etelänapamantereella.

Magneettikentän rakenne muuttumassa
Pohjoisen pallonpuoliskon magneettikentän rakenne muuttuu siis voimakkaasti tällä hetkellä. Tämä merkitsee sitä, että tulevien vuosikymmenien aikana esimerkiksi revontulien esiintymisen todennäköisimmät alueet saattavat siirtyä kohti Siperian rannikkoa.

Eteläisen pallonpuoliskon napa loittonee etelänavasta ja pohjoinen napa lähestyy maantieteellistä pohjoisnapaa. Eteläinen napa on liikkunut sadassa vuodessa alle 1000 km, mutta vastaava pohjoinen napa on samana aikana kulkenut ainakin 1500 km. Napojen erisuuntaiset liikkeet kuvaavat maapallon magneettikentän rakenteellista epäsymmetriaa pallonpuoliskojen suhteen.

Tiedelehti Naturessa (11.4.2002) ilmestyneen ranskalais-tanskalaisen tutkijaryhmän artikkelin mukaan magneettikentän epäsymmetrian lisääntyminen on merkki napaisuudenvaihtoprosessin alkamisesta. Satelliittimittausten mukaan magneettikentän napaisuus on jo vaihtunut laajalla alueella Afrikan eteläkärjen kohdalla ja pohjoisnavan ympäristössä. Jos vastakkaisen napaisuuden alueet kasvavat pinta-alaltaan, niin vähitellen magneettikentän napaisuus vaihtuu koko maapallolla. Tähän muutokseen kuuluu myös magneettikentän jatkuva pienentyminen kuten nyt on vallalla.

Magneettikentän napaisuuden vaihdoksia tunnetaan eri-ikäisistä geologisista kerrostumista satoja menneiden vuosimiljardien ajalta. Viimeksi kuluneen 5 miljoonan vuoden aikana napaisuus on vaihtunut noin 20 kertaa. Napaisuuden vaihtoprosessiin kuluu yleensä tuhansia vuosia.

magneettinen_pohjoisnapa
Maapallon magneettisen pohjoisnavan liike vuosina 1600-2005. Kuvan mukaan pohjoisen pallonpuoliskon napa liikkuu nopeasti kohti maantieteellistä pohjoisnapaa, jonka se sivuuttaa laskelmien mukaan noin vuonna 2018.

Magneettikenttä toimii suojakilpenä
Napaisuuden vaihtumistapahtuman keskivaiheilla maapallon magneettikenttän voimakkuus on pienimmillään, vain noin 10 % nykyisestä. Tällaiseen tilanteeseen voidaan maapallolla joutua joidenkin satojen vuosien kuluttua, jos magneettikentän kehitys jatkuu ennusteiden mukaisesti. Heikon magneettikentän aikana magneettikentässä on useita napoja, joten esimerkiksi revontulien esiintyminen saattaa olla tavallista muuallakin kuin vain nykyisten napojen ympäristössä.

Maapallon magneettikenttä toimii suojaavana kilpenä avaruudesta saapuvalle kosmiselle säteilylle, joka on haitallista biologiselle elämälle. Napaisuuden vaihtoprosessin aikana suojakilpi on heikentynyt ja elävät organismit saavat useiden vuosisatojen ajan haitallista säteilyä huomattavasti enemmän kuin nykyään.

Lue lisää maapallon magneettikentästä

Lisätietoja:

tutkimuspäällikkö Heikki Nevanlinna puh. (09) 1929 4649 heikki.nevanlinna@ilmatieteenlaitos.fi