Även om det är osynligt för ögat spelar jordens magnetfält en enorm roll i både att hålla oss skyddade från de ständigt närvarande sol- och kosmiska vindarna samtidigt som vi möjliggör möjligheten att bevittna otroliga visningar av norrskenet. Som en jätte stångmagnet, om du kunde strö järnfilningar runt hela jorden, skulle partiklarna anpassas för att avslöja de kapslade bågarna i vår magnetiska domän. Samma fält får din kompassnål att anpassa norr till söder.
Vi kan föreställa oss vår magnetiska domän som en enorm bubbla och skyddar oss från kosmisk strålning och elektriskt laddade atompartiklar som bombarderar jorden i solvindar. Satelliter och instrument på marken håller konstant över denna bubbla av magnetisk energi som omger vår planet. Av god anledning: det förändras alltid.
Europeiska rymdorganisationenSvärm satellittrio, som lanserades i slutet av 2013, har varit upptagen med att mäta och ta bort de olika magnetiska signalerna från jordens kärna, mantel, skorpa, hav, jonosfär (övre atmosfär där auroran förekommer) och magneto, namnet som ges till den rymdregion som domineras av jordens magnetfält.
Vid den här veckans Living Planet Symposiumi Prag, Tjeckien, visar nya resultat från konstellationen Swarm-satelliter var vårt skyddsfält försvagas och stärks, och hur snabb dessa förändringar sker.
Baserat på resultat från ESA: s Swarm-uppdrag visar animationen hur styrkan i jordens magnetfält har förändrats mellan 1999 och mitten av 2016. Blått visar där fältet är svagt och rött visar områden där fältet är starkt. Fältet har försvagats med cirka 3,5% på höga breddegrader över Nordamerika, medan det har vuxit cirka 2% starkare över Asien. Se också migrationen av den norra geomagnetiska polen (vit prick).
Mellan 1999 och maj 2016 är förändringarna uppenbara. I bilden ovan visar blå där fältet är svagt och rött visar områden där det är starkt. Förutom nyligen uppgifter från Swarm-konstellationen, information från MÄSTARE och Ørsted satelliter användes också för att skapa kartan.
Animationen visar förändringar i hastigheten som jordens magnetfält förstärktes och försvagades mellan 2000 och 2015. Regioner där förändringar i fältet har avtagit visas i blått medan rött visar var förändringar rusade upp. Under 2015 har till exempel förändringarna i fältet minskat nära Sydafrika men förändringarna blev snabbare över Asien. Denna karta har sammanställts med data från ESA: s Swarm-uppdrag.
Animationen visar att fältet totalt sett har försvagats med cirka 3,5% på höga breddegrader över Nordamerika, medan det har stärkts cirka 2% över Asien. Regionen där fältet är som det svagaste - South Atlantic Anomaly - har rört sig stadigt västerut och försvagats ytterligare med cirka 2%. Dessutom är den magnetiska nordpolen också på väg österut mot Asien. Till skillnad från de geografiska polerna i norr och söder, vandrar magnetpolarna på ett oberäkneligt sätt och följer rörelsen av att slösa flytande järn och nickel i jordens yttre kärna. Mer om det på en minut.
Anomalin är en region över Sydamerika, cirka 200 - 300 mil utanför Brasiliens kust, och sträcker sig över stora delar av Sydamerika, där det inre Van Allen strålningsbälte doppar bara 200 - 800 kilometer över jordens yta. Satelliter som passerar genom avvikelsen upplever extra starka strålningsdoser från snabbrörande, laddade partiklar.
Det magnetiska fältet tros produceras till stor del av ett hav av smält, virvlande järn som utgör vår planets yttre kärna, 3000 kilometer under våra fötter. När vätskan krossar inuti den roterande jorden, fungerar den som en cykeldynamo eller ångturbin. Flödande material i den yttre kärnan genererar elektriska strömmar och ett kontinuerligt föränderligt elektromagnetiskt fält. Man tror att förändringar i vår planet magnetiska fält är relaterade till hastigheten och riktningen för flödet av flytande järn och nickel i den yttre kärnan.
Chris Finlay, seniorforskare på DTU Space i Danmark sa: ”Svärmdata gör det möjligt för oss att kartlägga detaljerade förändringar i jordens magnetfält. Oväntat hittar vi snabba lokala fältförändringar som verkar vara ett resultat av accelerationer av flytande metall som strömmar in i kärnan. "
Ytterligare resultat förväntas ge en bättre förståelse för varför fältet försvagas på vissa platser och globalt. Vi vet att magnetiska poler över miljoner år faktiskt kan vända med att norr blir söder och söder norr. Det är möjligt att den nuvarande hastigheten i försvagningen av det globala fältet kan innebära att den är redo att vända.
Även om det inte finns några bevis för att tidigare vändningar påverkade livet på ett negativt sätt, är en sak säker. Om du vaknar en morgon och hittar dina kompassnålar söderut istället för norr, har det hänt.
