Jos magneettikentän Laschamps-tapahtuma tapahtuisi nyt, lentoliikenteen säteilyaltistus mullistuisi – pohjoisessa suojataskuja

Magneettikenttä suojaa maapalloa haitalliselta avaruussäteilyltä ja auringonpurkauksilta. Sen vahvuus kuitenkin vaihtelee hitaasti. Joskus kenttä voi kokonaan kääntyä, eli magneettinen pohjoisnapa ja etelänapa vaihtavat paikkaa.

”Magneettikentän heikkenemisen ja kääntymisen vaikutukset ilmakehään ja ympäristöön voivat olla dramaattisia, mutta suurelta osin tuntemattomia. Seuraukset voivat olla vakavia nykyaikaiselle, pitkälle teknologisoituneelle yhteiskunnallemme”, muistuttaa Oulun yliopiston professori  Ilya Usoskin, joka johtaa arvostetun ERC-rahoituksen saanutta, laajaa Geracle-tutkimusta. Uudessa tutkimuksessa on mukana tutkijoita Oulun yliopiston Sodankylän geofysiikan observatoriosta ja avaruusfysiikan ja tähtitieteen tutkimusyksiköstä.

Yksi magneettikentän viimeisimmistä vaihteluista tapahtui noin 41 000 vuotta sitten Laschampsin poikkeamassa, jolloin magneettikenttä heikkeni noin viiteen prosenttiin nykyisestä, ja muuttui rakenteeltaan moninapaiseksi. Magneettikentän heikkenemisessä kesti noin kaksi tuhatta vuotta ja palautumisessa noin viisi tuhatta vuotta.

Uudessa tutkimuksessa mallinnettiin magneettikentän rakennetta ja kosmista säteilyä koko Laschampsin poikkeaman ajalta. Mallinnus perustuu Usoskinin tiimin kehittämään, päivitettyyn OTSO-työkaluun ja LSMOD.2-paleomagneettiseen kenttämalliin, joka on kuin aikakone magneettikentälle. CRAC:DOMO-mallilla laskettiin, kuinka paljon kosminen säteily vaikuttaa ilmakehään, eli toisin sanoen arvioitiin säteilyannokset, joille ihmiset ja teknologia voivat altistua.

Tulosten mukaan kosmista säteilyä pääsi ilmakehään ennätysmäisesti. Magneettikenttä heikkeni niin paljon, että kosmisten hiukkasten läpipääsyyn tarvittava energia putosi nykyisestä 17 gigavoltista (GV) vain noin 4 gigavolttiin.

Samalla alueet, joilla kosminen säteily pääsi esteettä ilmakehään, laajenivat kolminkertaisiksi eli suureen osaan maapallon ilmakehästä. Erityisen merkittävää on, että altistus ei jakautunut tasaisesti. Magneettikentän rakenne muuttui moninapaiseksi ja epäsäännölliseksi, mikä ohjasi kosmisia hiukkasia odottamattomiin suuntiin. ”Kun magneettikenttä on moninapainen, myös revontulet voivat näkyä eri puolilla maapalloa”, huomauttaa tutkijatohtori Pauli Väisänen.

Säteily lisääntyisi yllättävillä alueilla

”Tulos osoittaa, että heikentyneen magneettikentän aikana lentoliikenteen riskit eivät kasva kaikkialla samoin, vaan niiden maantieteellinen jakauma muuttuu täysin uudella tavalla, jota ei voi päätellä nykyisistä olosuhteista”, Väisänen sanoo.

Tutkimuksessa mallinnettiin Laschampsin säteilyaltistusta kahdelle nykyiselle esimerkkireitille: Helsinki–Dubai ja Helsinki–New York. Nykykäsityksen mukaan korkeat leveysasteet pohjoisessa saavat enemmän säteilyaltistusta ja päiväntasaajan läheiset reitit matalilla leveysasteilla taas ovat hyvin suojassa. Uudet tutkimustulokset Laschampsin tapahtuman aikana rikkovat näitä oletuksia.

Yllättäen jotkin korkean leveysasteen pohjoiset reitit, kuten Helsinki–New York, olisivat voineet saada suojaa moninapaisen magneettikentän muodostamista suojataskuista. Eteläisempi Helsinki–Dubai-lento puolestaan olisi altistunut selvästi suuremmalle säteilylle, koska epäsäännöllinen magneettikenttä suojasi niitä heikoimmin.

”Avaruussään vaikutuksiin, lentoturvallisuuteen ja kosmisen säteilyn lisääntymiseen, on kohdistunut viime vuosina kasvavaa huolta. Tutkimuksen tulokset tarjoavat uuden järjestyksen näille keskusteluille ja mallin, jolla voidaan arvioida vastaavien heikon magneettikentän tilanteiden vaikutuksia nyky-yhteiskuntiin”, tutkijat toteavat.

”Vastaava magneettikentän kääntyminen ei ole todennäköisiä lähitulevaisuudessa”, Usoskin ja Väisänen rauhoittelevat. Nykyiset mittaukset kuitenkin osoittavat, että maapallon magneettikenttä on kahdessa vuosisadassa heikentynyt noin yhdeksän prosenttia. Myös Etelä-Atlantin alueella havaittu anomalia eli heikko kohta on laajentunut viime vuosina.

Uusi tutkimus julkaistiin 24.2.2026: Reduced geomagnetic shielding during the Laschamps excursion and its impact on cosmic-ray-induced atmospheric radiation. Journal of Geophysical Research: Space Physics.