Swarm обнаруживает магнитные сигнатуры океанских приливов

Приливные потоки соленой морской воды Земли через линии магнитного поля Земли генерируют электрические токи в океане. Они, в свою очередь, индуцируют вторичные магнитные поля, которые являются частью сложного сигнала магнитного поля планеты, который можно обнаружить из космоса. Спутники Swarm Европейского космического агентства могут измерять эти крошечные океанические магнитные поля и отличать их от других магнитных полей, таких как поля ядра, ионосферы, магнитосферы и намагниченной коры. Автор: Lina Jakaitė

Исследование, проведенное с использованием данных миссии Swarm Европейского космического агентства, показывает, что слабые магнитные сигнатуры, создаваемые приливами Земли, могут помочь нам определить распределение магмы под морским дном и даже дать нам представление о долгосрочных тенденциях глобальной температуры и солености океана.

Swarm — это созвездие из трех спутников, изучающих геомагнитное поле Земли. Считается, что это магнитное поле, простирающееся от недр Земли в космос, в основном создается океаном жидкого железа во внешнем ядре планеты. Другие источники магнетизма включают намагниченные породы в коре.

И хотя мы обычно не думаем об океанах как о генерирующих магнетизм, соленая морская вода является умеренным электрическим проводником. Это означает, что когда приливы текут через магнитное поле Земли, они генерируют слабые электрические токи, которые, в свою очередь, вызывают небольшие магнитные сигналы, которые можно обнаружить из космоса.

Swarm, летающий на высоте от 462 до 511 км, измеряет магнитное поле Земли точнее, чем когда-либо прежде. Он может обнаруживать слабые приливные сигнатуры и отличать их от других более сильных источников магнитного поля из недр Земли.

«Это исследование показывает, что Swarm может предоставить данные о свойствах всей толщи воды наших океанов», — говорит Аня Стрёмме, руководитель миссии Swarm в ЕКА.

Данные Swarm также могут дать представление о распределении магмы, что в будущем может способствовать лучшему пониманию таких событий, как извержение вулкана Хунга-Тонга в 2022 году.

Исследование этих подписей было опубликовано на обложке старейшего в мире научного журнала Philosophical Transactions of the Royal Society A и проводилось группой ученых из Кельнского университета и Технического университета Дании.

Swarm становится лучше с возрастом

Миссия, запущенная в 2013 году, должна была летать всего четыре года, но сейчас идет 12-й год. Аня добавляет: «Это одно из преимуществ полетов миссий дольше, чем изначально планировалось. Поэтому, летая до тех пор, пока научный результат будет отличного качества и позволят ресурсы, вы сможете решать научные вопросы, которые изначально не рассматривались».

Меньше солнечных помех

Способности Swarm обнаруживать слабые сигналы океана также способствовал период меньшей активности Солнца около 2017 года. «Это одни из самых слабых сигналов, обнаруженных миссией Swarm на данный момент», — говорит ведущий автор Александр Грейвер из Кельнского университета.

«Данные особенно хороши, поскольку они были собраны в период минимума солнечной активности, когда было меньше помех из-за космической погоды».

«Минимальный» период 11-летнего солнечного цикла — это период, когда поверхность Солнца наименее активна. В этот «спокойный» период оно испускает меньше солнечной материи, включая электромагнитное излучение и заряженные частицы, поэтому явления «космической погоды», такие как северное сияние, случаются реже. А при меньшем электромагнитном излучении Солнца геомагнитные сигналы с Земли легче обнаруживаются магнитометрами Swarm и другими приборами.

Есть надежда, что когда после 2030 года наступит следующий минимум солнечной активности, Swarm все еще будет летать, хотя и на меньшей высоте, и сможет продолжить обнаруживать слабые сигналы, которые помогут нам лучше понять температуру и соленость глубин наших океанов.

Больше информации: Alexander Grayver et al, Magnetic signals from oceanic tides: new satellite observations and applications, Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences (2024). DOI: 10.1098/rsta.2024.0078

Источник: European Space Agency