Rikard Slapak
Rikard Slapak, biträdande universitetslektor i atmosfärsvetenskap vid Luleå tekniska universitet. Foto: Linda Alfredsson Visa originalbild , Öppnas i nytt fönster/flik

Magnetfält mindre effektivt skydd mot atmosfärsförlust

Jordens magnetfält skyddar inte atmosfären lika effektivt som man tidigare trott.
– Vi har kunnat kvantifiera atmosfärsförlusten från jorden ut i rymden och också slå fast hur förlusten beror på geomagnetisk aktivitet, säger Rikard Slapak, biträdande universitetslektor i atmosfärsvetenskap vid Luleå tekniska universitet.

– Atmosfärsförlust är när joner, främst vätejoner och syrejoner, som har sitt ursprung i vår atmosfär, inte bara flyr jordens gravitationsfält utan även jordens magnetfält, och ut i solvinden. Väl i solvinden är jonerna förlorade, de kommer aldrig återvända till atmosfären utan följa solvinden vidare ut i rymden, förklarar Rikard Slapak, som genomfört studien tillsammans med forskare på IRF, Institutet för rymdfysik.

Det område i rymden närmast jorden där det geomagnetiska fältet dominerar kallas för magnetosfären. Magnetosfären växelverkar i sin tur med solvinden, det flöde av partiklar som ständigt strömmar ut från solen. På dagsidan trycks magnetosfären ihop, till en storlek på typiskt tio jordradier, och på nattsidan dras den ut till en lång svans, ett par hundra jordradier eller till och med mer, långt längre än avståndet till månen.

– Även om jonerna från atmosfären lyckas övervinna jordens gravitation, kommer de hamna i magnetosfären där deras dynamik bestäms av det geomagnetiska fältet, det vill säga de kan fortfarande anses vara bundna till jorden och det finns mekanismer som möjligtvis kan återbringa partiklarna till atmosfären. Men, om andra processer i magnetosfären kan accelerera jonerna i atmosfären så mycket att de även lyckas fly från magnetosfären ut i solvinden, så är de inte längre bundna till jorden och kommer att försvinna. 

Ifrågasätter tidigare rön 

För att kunna kvantifiera atmosfärsförlusten har forskarna använt sig av satellitdata från Clustersatelliterna och mätt det lokala flödet av jonerna, och dess distribution i magnetosfären.

Rönen kommer ha en framtida betydelse för förståelsen för hur en atmosfär utvecklas.  Eftersom atmosfärsförlusten är starkt beroende av geomagnetisk aktivitet och eftersom solen som ung var betydligt mer aktiv än i dag, visar det att atmosfärsförlusten var betydligt större tidigare. Resultaten tyder också på att jordens magnetfält inte alls skyddar vår atmosfär i någon avgörande utsträckning, atmosfären ”läcker” ut i rymden oavsett. 

– Venus till exempel saknar eget magnetfält och har ändå ungefär samma atmosfärsförlust som jorden. Därför har studier som vår satt den klassiska bilden av att ett magnetfält skyddar en atmosfär lite i gungning. Magnetfälts roll för atmosfärers utveckling är därför långt ifrån färdigutredd och något som kommer att undersökas vidare framöver, säger Rikard Slapak.

Vad kan mänskligheten lära sig av den här upptäckten?

– Någon direkt nytta för mänskligheten just här och nu kanske det inte finns. Men eftersom resultaten kan appliceras på atmosfärens utveckling på jorden, kan det också ge en god bild av atmosfärer hos exoplaneter kring solliknande stjärnor. Därigenom kan resultaten även vara ett betydande bidrag till studier av beboeligheten hos exoplaneter och möjligen till sökandet efter extraterrestriellt liv.

Kontakt

Rikard Slapak

Rikard Slapak, Biträdande universitetslektor

Telefon: 0980-67539
Organisation: Atmosfärsvetenskap, Rymdteknik, Institutionen för system- och rymdteknik

Taggar