Mekanismen bag tab af ilt fundet

Ilt undslipper fra Jordens atmosfære.
11 september 2008

Der lækker ilt fra Jordens atmosfære til rummet. Selvom mængderne er små, har fænomenet været en gåde. Nu har ESA´s kvartet af satellitter, Cluster, opdaget den fysiske mekanisme, der er skyld i tabene. Det viser sig, at Jordens eget magnetiske felt accelererer ilten væk.

Cluster består af fire satellitter, der flyver i formation og sammen udforsker samspillet mellem Solen og Jorden. Den nye opdagelse benytter data indsamlet fra 2001 til 2003. I denne periode har Cluster påvist strømme af elektrisk ladede ilt-atomer, også kaldet ioner, som har flydt fra polarområderne ud i rummet. De fire satellitter har målt styrken og retningen af Jordens magnetiske felt, når ion-strømmene var til stede.

Hans Nilsson fra det Svenske Institut For Rumfysik ledede det hold af rumforskere, der analyserede disse data. De opdagede, at ilt-ionerne blev accelereret af ændringerne i retningen af det magnetiske felt. Hans Nilsson fortæller: ”Det er lidt som en katapultvirkning”.

Det var væsentligt at have de fire Cluster-fartøjer til rådighed til analysen, da det gav astronomerne mulighed for at måle styrken og retningen af det magnetiske felt over et bredt område.

”Klyngerne giver os mulighed for at måle hældningen af det magnetiske felt og se, hvordan det ændrede retning over tid”, forklarer han.

Inden rumfarten begyndte, troede forskerne, at de eneste partikler, man kunne møde i Jordens magnetiske felt, stammede fra sol-vinden - den kontante regn af partikler, der kommer fra Solen. Man forestillede sig, at magnetfeltet var som en gigantisk pude, der beskyttede Jordens atmosfære imod direkte kontakt med sol-vinden.

”Vi er begyndt at opdage, hvor meget udveksling der egentlig finder sted mellem sol-vinden og atmosfæren”, fortæller Nilsson.

Partikler med høj energi fra sol-vinden kan kanaliseres langs de magnetiske feltliner. Når partiklerne rammer Jordens atmosfære, produceres der nordlys. Den samme vekselvirkning giver ilt-ionerne nok energi til at accelerere ud af atmosfæren.

Cluster-satellitternes data blev indsamlet over polerne i højder mellem 30.000 og 64.000 kilometer.

Målinger fra andre satellitter tilbage i 1980´erne og 1990´erne havde påvist, at ionerne rejste hurtigere jo højere, de blev observeret. Det viste, at en form for accelerations-mekanisme var involveret, og mange muligheder blev diskuteret. Takket være de nye data fra Cluster-missionen har man kunne identificere de fleste af mekanismerne for denne acceleration.

På nuværende tidspunkt skal man ikke bekymre sig om de forsvundne ilt-ioner. Sammenlignet med Jordens samlede beholdning af den livgivende luftart er mængden, der forsvinder, ubetydelig. I en fjern fremtid, når Solen begynder at ældes og derved bliver varmere, vil balancen dog måske ændres. I den situation vil mængden af ilten, der forsvinder, måske være af væsentlig betydning.

”Vi kan kun forudsige disse fremtidige ændringer, hvis vi forstår de medvirkede faktorer”, siger Hans Nilsson.

Indtil videre vil Cluster fortsætte med at samle data og give nye oplysninger om det komplekse magnetiske felt, der omgiver vores planet.

Copyright 2000 - 2014 © European Space Agency. All rights reserved.