Update, 9 januari: De publicatie van het World Magnetic Model is uitgesteld tot 30 januari vanwege de aanhoudende shutdown van de Amerikaanse regering.
Er is iets vreemds aan de hand aan de top van de wereld. De noordmagnetische pool van de aarde is weggedreven van Canada en in de richting van Siberië, aangedreven door vloeibaar ijzer dat in de kern van de planeet klotst. De magnetische pool beweegt zo snel dat het de geomagnetisme-experts van de wereld tot een zeldzame verhuizing heeft gedwongen.
Op 15 januari gaan ze het World Magnetic Model bijwerken, dat het magnetische veld van de planeet beschrijft en ten grondslag ligt aan alle moderne navigatie, van de systemen die schepen op zee sturen tot Google Maps op smartphones.
De meest recente versie van het model kwam uit in 2015 en zou nog tot 2020 meegaan – maar het magnetische veld verandert zo snel dat onderzoekers het model nu moeten repareren. “De fout wordt steeds groter”, zegt Arnaud Chulliat, een geomagneticus aan de Universiteit van Colorado Boulder en de National Oceanic and Atmospheric Administration’s (NOAA’s) National Centers for Environmental Information.
Het probleem ligt deels bij de bewegende pool en deels bij andere verschuivingen diep binnenin de planeet. Vloeistofkolken in de kern van de aarde genereren het grootste deel van het magnetische veld, dat in de tijd varieert als de diepe stromen veranderen. In 2016 bijvoorbeeld versnelde een deel van het magnetisch veld tijdelijk diep onder het noorden van Zuid-Amerika en het oosten van de Stille Oceaan. Satellieten zoals de Swarm-missie van de Europese ruimtevaartorganisatie volgden de verschuiving.
Begin 2018 was het Wereld Magnetisch Model in de problemen. Onderzoekers van NOAA en de British Geological Survey in Edinburgh hadden hun jaarlijkse controle uitgevoerd van hoe goed het model alle variaties in het magnetische veld van de aarde vastlegde. Ze realiseerden zich dat het zo onnauwkeurig was dat het op het punt stond de aanvaardbare grens voor navigatiefouten te overschrijden.
Wandelende pool
“Dat was een interessante situatie waarin we ons bevonden,” zegt Chulliat. “Wat is er aan de hand?” Het antwoord is tweeledig, meldde hij vorige maand op een bijeenkomst van de American Geophysical Union in Washington DC.
Ten eerste kwam die geomagnetische puls van 2016 onder Zuid-Amerika op het slechtst mogelijke moment, vlak na de update van 2015 van het World Magnetic Model. Dit betekende dat het magnetische veld vlak na de laatste update een schommeling had ondergaan, op manieren die de planners niet hadden voorzien.
Bron: World Data Center for Geomagnetism/Kyoto Univ.
Ten tweede heeft de beweging van de noordmagnetische pool het probleem verergerd. De pool zwerft op onvoorspelbare manieren, wat ontdekkingsreizigers en wetenschappers al fascineert sinds James Clark Ross hem in 1831 voor het eerst mat in het Canadese noordpoolgebied. In het midden van de jaren negentig nam de snelheid toe, van ongeveer 15 kilometer per jaar tot ongeveer 55 kilometer per jaar. In 2001 was hij de Noordelijke IJszee binnengevlogen – waar een team met Chulliat in 2007 een vliegtuig op het zee-ijs liet landen in een poging de pool te lokaliseren.
In 2018 stak de pool de internationale datumgrens over naar het oostelijk halfrond.
De geometrie van het magnetische veld van de aarde vergroot de fouten van het model op plaatsen waar het veld snel verandert, zoals de Noordpool. “Het feit dat de pool snel verandert, maakt dit gebied vatbaarder voor grote fouten,” zegt Chulliat.
Om het World Magnetic Model te repareren, hebben hij en zijn collega’s het gevoed met drie jaar recente gegevens, waaronder de geomagnetische puls van 2016. De nieuwe versie zou accuraat moeten blijven, zegt hij, tot de volgende geplande update in 2020.
Kernvragen
In de tussentijd proberen wetenschappers te begrijpen waarom het magnetische veld zo drastisch verandert. Geomagnetische pulsen, zoals die van 2016, zijn mogelijk terug te voeren op ‘hydromagnetische’ golven die diep uit de kern komen1. En de snelle beweging van de noordmagnetische pool zou in verband kunnen worden gebracht met een hogesnelheidsstraal van vloeibaar ijzer onder Canada2.
De straal lijkt het magnetische veld onder Canada uit te smeren en te verzwakken, zei Phil Livermore, een geomagneticus aan de Universiteit van Leeds in het Verenigd Koninkrijk, op de bijeenkomst van de American Geophysical Union. En dat betekent dat Canada in feite een magnetisch touwtrekspel met Siberië aan het verliezen is.
“De plaats van de magnetische noordpool lijkt te worden bepaald door twee grootschalige magnetische veldflarden, één onder Canada en één onder Siberië,” zegt Livermore. “Het Siberische veld wint de competitie.”
Dat betekent dat de geomagnetici van de wereld de komende tijd veel te doen zullen hebben.