Arvostettu ERC-rahoitus Maan magneettikentän heikkenemisten ja kääntymisten tutkimukseen

Magneettikenttä suojaa maapalloa haitalliselta avaruussäteilyltä ja auringonpurkauksilta. Tiedetään kuitenkin, että magneettikenttä ei ole vakaa, ja sen voimakkuus vaihtelee. Joskus kenttä voi kokonaan kääntyä, eli magneettinen pohjoisnapa ja etelänapa vaihtavat paikkaa. Prosessin aikana kentän voimakkuus heikkenee merkittävästi. Näitä tapahtumia kutsutaan geomagneettisiksi ekskursioiksi eli vaihteluiksi, ja niillä on voinut olla suuri merkitys olosuhteille, joissa elämä on kehittynyt.

Yksi viimeisimmistä vaihteluista tapahtui noin 41 000 vuotta sitten, jolloin magneettikenttä kääntyi päinvastaiseksi vain kahdessasadassa vuodessa. Käännöksen aikana kentän voimakkuus heikkeni noin 5 prosenttiin nykyisestä. Neljänsadan vuoden kuluttua navat vaihtoivat paikkansa takaisin.

Menneiden ja tulevien magneettikentän heikkenemisten ja kääntymisten seuraukset Maan ilmakehään, ympäristöön ja eliöstöön saattavat olla dramaattisia, mutta ne ovat tällä hetkellä suurelta osin tuntemattomia. Seuraukset voivat olla vakavia nykyaikaiselle, pitkälle teknologisoituneelle yhteiskunnallemme.

Uuden tutkimusprojektin Oulun yliopiston ryhmä mallintaa Maan magneettikentän epätavallisia tiloja ja säteily-ympäristöä. Ryhmää johtaa professori Ilya Usoskin: ”Selvitämme millainen on säteilykuvio maanläheisessä avaruudessa, ja miten se vaikuttaisi teknologiseen yhteiskuntaamme. Olisiko esimerkiksi revontulia, ja missä ne sijaitsisivat magneettikentän kääntymisten aikana?”  

”Maan magneettikentän kääntymisten aikana Auringon aktiivisuus saattaa vaihdella hyvin hiljaisista jaksoista äärimmäisen aktiivisiin. Nämä vaihtelut täytyy ottaa huomioon, jotta  magneettikentän muutoksien vaikutuksia voidaan luotettavasti arvioida”, professori Emilia Kilpua kuvailee. Kilpua vetää Helsingin yliopiston Auringon kaasukehää ja heliosfääriä mallintavaa tutkimusryhmää.

Projektissa tarkastellaan Aurinko–Maa-systeemiä kokonaisvaltaisesti, erilaisia malleja yhdistellen. Näin voidaan tutkia magneettikentän kääntymisten vaikutuksia erilaisissa ilmasto-olosuhteissa ja erilaisten Auringon aktiivisuusjaksojen aikana.  Tutkimuksessa käytetään myös ennennäkemättömän tarkkoja paleomagneettisia tallenteita ja uusia malleja.

”Hankkeen tuloksilla on vaikutuksia myös muihin tieteenaloihin, kuten planeettojen ja eksoplaneettojen tutkimukseen tai evoluutiobiologiaan. Tutkimus edistää myös elämän kehittymisen olosuhteiden ymmärtämistä”, Usoskin summaa. Tuloksilla voidaan tukea teknologista kehitystä avaruuteen ja satelliitteihin pohjaavassa viestinnässä ja navigoinnissa.

Uusi GERACLE-niminen tutkimusprojekti kestää kuusi vuotta. Oulun ja Helsingin yliopistojen lisäksi tutkijoita osallistuu Wienin luonnonvara- ja biotieteiden yliopistosta, ja projektia johtaa Saksan geotieteiden tutkimuskeskus. Projektin saamasta 10 miljoonan euron rahoituksesta sekä Oulun että Helsingin yliopistojen osuudet ovat kaksi miljoona euroa.

Suomeen on tähän mennessä myönnetty vain kolme muuta ERC Synergy Grant -rahoitusta, ja tämä rahoitus on ensimmäinen Oulun yliopistolle.