http://www.esa.int/Our_Activities/Observing_the_Earth/Swarm/There_s_a_jet_stream_in_our_core
Corriente en chorro en el núcleo terrestre 19 de diciembre de 2016
21 diciembre 2016
Aunque las corrientes en chorro suelen asociarse con la atmósfera, gracias a la misión de la ESA dedicada al campo magnético terrestre, los científicos acaban de descubrir una de estas corrientes, en plena aceleración, en las profundidades de nuestro planeta.
Lanzados en 2013, los tres satélites Swarm miden y analizan los distintos campos magnéticos terrestres, procedentes del núcleo, el manto, la corteza, los océanos, la ionosfera y la magnetosfera.
La combinación de todas estas señales forma el campo magnético que nos protege de la radiación cósmica y las partículas eléctricas que nos llegan a través del viento solar.
Medir el campo magnético es una de las pocas formas en que podemos estudiar el interior de nuestro planeta. Como explica Chris Finlay, de la Universidad Técnica de Dinamarca: “Sabemos más sobre el Sol que sobre el núcleo terrestre, ya que nuestra estrella no se encuentra oculta bajo 3.000 kilómetros de roca”.
El campo magnético existe gracias a un océano de hierro fundido que conforma el núcleo externo. Al igual que el conductor de la dinamo de una bicicleta, este hierro en movimiento genera corrientes eléctricas que, a su vez, generan un campo magnético en continuo cambio.
Así, el seguimiento de estos cambios en el campo magnético permite a los investigadores analizar la forma en que se mueve el hierro en el núcleo.
La precisión de las mediciones tomadas por la constelación de satélites Swarm permite identificar por separado las distintas fuentes de magnetismo, obteniendo así una imagen mucho más clara del magnetismo del núcleo.
El agitado corazón de la Tierra
Un artículo recientemente publicado en Nature Geoscience describe cómo las mediciones realizadas por los satélites Swarm han llevado al descubrimiento de una corriente en chorro en el núcleo terrestre.
“Gracias a Swarm, disponemos de nuevos datos sobre las dinámicas del núcleo terrestre. Además, esta es la primera vez que se ha observado esta corriente en chorro y, no solo eso, sino que también hemos entendido a qué se debe”, comenta Phil Livermore, de la Universidad de Leeds, en Reino Unido, y autor principal del estudio.
Uno de los fenómenos estudiados es un patrón de ‘zonas de flujo’ en el hemisferio norte, principalmente bajo Alaska y Siberia.
Como explica el doctor Livermore: “Estas zonas de flujo a elevada latitud son como puntos de referencia en el campo magnético, que permiten detectar fácilmente cualquier cambio”.
Los satélites Swarm indican que estos cambios corresponden a una corriente en chorro que se mueve a más de 40 kilómetros al año, lo que triplica las velocidades normales del núcleo externo de la Tierra y que resulta cientos de miles de veces más veloz que el desplazamiento de las placas tectónicas.
“Podemos explicar este fenómeno como una banda de hierro fundido que se acelera mientras circunda el Polo Norte, de forma similar a la corriente en chorro que se produce en la atmósfera”, aclara el doctor Livermore.
Pero, ¿qué es lo que provoca esta corriente en chorro y por qué se está acelerando con tanta rapidez?
La corriente fluye a lo largo del límite entre dos regiones del núcleo. Cuando el material del núcleo líquido llega a esta frontera desde ambos lados, una parte acaba siendo empujada lateralmente, formándose así esta corriente.
There’s a jet stream in our core
Jet stream in Earth’s core
19 December 2016
We would normally associate jet streams with the weather but, thanks to ESA’s magnetic field mission, scientists have discovered a jet stream deep below Earth’s surface – and it’s speeding up.
Launched in 2013, the trio of Swarm satellites are measuring and untangling the different magnetic fields that stem from Earth’s core, mantle, crust, oceans, ionosphere and magnetosphere.
Together, these signals form the magnetic field that protects us from cosmic radiation and charged particles that stream towards Earth in solar winds.
Measuring the magnetic field is one of the few ways we can look deep inside our planet. As Chris Finlay from the Technical University of Denmark noted, “We know more about the Sun than Earth’s core because the Sun is not hidden from us by 3000 km of rock.”
The field exists because of an ocean of superheated, swirling liquid iron that makes up the outer core. Like a spinning conductor in a bicycle dynamo, this moving iron creates electrical currents, which in turn generate our continuously changing magnetic field.
Tracking changes in the magnetic field can, therefore, tell researchers how the iron in the core moves.
The accurate measurements by the unique constellation of Swarm satellites allow the different sources of magnetism to be separated, making the contribution from the core much clearer.
Earth’s stormy heart
A paper published today in Nature Geoscience describes how Swarm’s measurements have led to the discovery of a jet stream in the core.
Phil Livermore from the University of Leeds in the UK and lead author of the paper said, “Thanks to the mission we have gained new insights into the dynamics of Earth’s core and it’s the first time this jet stream has been seen, and not only that – we also understand why it’s there.”
One feature is a pattern of ‘flux patches’ in the northern hemisphere, mostly under Alaska and Siberia.
“These high-latitude flux patches are like bright spots in the magnetic field and they make it easy to see changes in the field,” explained Dr Livermore.
Swarm reveals that these changes are actually a jet stream moving at more than 40 km a year – three times faster than typical outer-core speeds and hundreds of thousands of times faster than Earth’s tectonic plates move.
“We can explain it as acceleration in a band of core fluid circling the pole, like the jet stream in the atmosphere,” said Dr Livermore.
So, what is causing the jet stream and why is it speeding up so quickly?
The jet flows along a boundary between two different regions in the core. When material in the liquid core moves towards this boundary from both sides, the converging liquid is squeezed out sideways, forming the jet.
“Of course, you need a force to move the fluid towards the boundary,” says Prof. Rainer Hollerbach, also from the University of Leeds.
“This could be provided by buoyancy, or perhaps more likely from changes in the magnetic field within the core.”
As for what happens next, the Swarm team is watching and waiting.
Rune Floberghagen, ESA’s Swarm mission manager, added, “Further surprises are likely. The magnetic field is forever changing, and this could even make the jet stream switch direction.
“This feature is one of the first deep-Earth discoveries made possible by Swarm. With the unprecedented resolution now possible, it’s a very exciting time – we simply don’t know what we’ll discover next about our planet.”
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Guillermo Gonzalo Sánchez Achutegui
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