Reden genoeg voor NASA om deze nauwlettend in de gaten te houden.

De aarde beschikt over een handig magnetisch veld. Dit veld werkt als een beschermend schild rond onze planeet en vangt gevaarlijke geladen deeltjes die afkomstig zijn van onze zon. Maar in een gebied dat zich grofweg van Chili tot Zimbabwe uitstrekt, is het aardmagnetisch veld ongewoon zwak. Bovendien blijkt deze op die specifieke plek steeds verder te verzwakken. En dat kan gevolgen hebben, met name voor satellieten.

Zuid-Atlantische Anomalie
De ongewoon zwakke plek in het aardmagnetisch veld wordt door wetenschappers ook wel de Zuid-Atlantische Anomalie genoemd. In plaats van dat het magnetische veld gevaarlijke geladen deeltjes afvangt, zorgt de zwakke plek ervoor dat deeltjes dichter naar het oppervlak kunnen afdalen dan normaal. Momenteel heeft de Zuid-Atlantische Anomalie geen zichtbare gevolgen voor het dagelijks leven op aarde. Maar recente waarnemingen en voorspellingen tonen aan dat de regio wel erg aan het veranderen is.


Meer over het aardmagnetisch veld
De aarde lijkt een beetje op een staafmagneet, met een noord- en zuidpool die tegenovergestelde magnetische ladingen vertegenwoordigen. Maar in tegenstelling tot een staafmagneet, is het magnetische kernveld niet perfect uitgelijnd rond de wereldbol en ook niet perfect stabiel. Dat komt omdat het veld wordt opgewekt door de buitenste kern van de aarde, die bestaat uit vloeibaar ijzer. Deze kolkende metalen werken als een enorme generator en creëeren elektrische stromen die verantwoordelijk zijn voor het opwekken van het aardmagnetisch veld. Omdat de kernbeweging in de loop van de tijd verandert als gevolg van complexe, geodynamische omstandigheden in de kern en op de grens met de vaste mantel erboven, fluctueert het magnetische veld ook in ruimte en tijd. Deze dynamische processen in de kern hebben invloed op het magnetische veld dat de planeet omgeeft en genereren de Zuid-Atlantische Anomalie. Ook hebben ze gevolgen voor bijvoorbeeld de kanteling van de magnetische polen: die draaien namelijk in de loop van de tijd om.

De Zuid-Atlantische anomalie komt voort uit twee kenmerken van de kern van de aarde: de kanteling van de magnetische as en de stroom van gesmolten metalen in de buitenste kern. “De waargenomen afwijking kan ook worden geïnterpreteerd als een gevolg van het afnemende magnetische dipoolveld in de regio,” legt onderzoeker Weijia Kuang uit. “Anders gezegd, een lokaal veld met een omgekeerde polariteit groeit er sterk, waardoor de veldintensiteit erg zwak is en steeds zwakker wordt in vergelijking met omliggende gebieden.”

Satellieten
Hoewel de Zuid-Atlantische anomalie ontstaat door processen binnenin de aarde, heeft het effecten die ver buiten het aardoppervlak reiken. Het gebied vormt met name een gevaar voor satellieten die in een lage baan rond de aarde bewegen. De concentratie van hoogenergetische geladen deeltjes is daar op bepaalde plaatsen namelijk hoger dan op andere plekken. Als een satelliet vervolgens wordt geraakt door een hoogenergetisch proton, kan deze kortsluiting veroorzaken. Hierdoor kan de satelliet tijdelijk uitvallen of zelfs permanent beschadigd raken. Om te voorkomen dat instrumenten of een hele satelliet sneuvelt, schakelen operators gewoonlijk niet-essentiële onderdelen even uit wanneer deze door de anomalie vliegt. NASA’s Ionospheric Connection Explorer – een satelliet die is ontworpen om veranderingen in de ionosfeer van de aarde te onderzoeken – reist regelmatig door de regio, waardoor de positie van deze satelliet constant nauwlettend in de gaten wordt gehouden.


ISS
Ook het internationaal ruimtestation, dat zich in een lage baan om de aarde bevindt, reist regelmatig door de Zuid-Atlantische anomalie. Het internationaal ruimtestation ISS is dan ook extra goed beschermd tegen straling. Toch worden sommige instrumenten aan boord van het ISS soms hard geraakt, waardoor de stroomborden van bijvoorbeeld de Global Ecosystem Dynamics Investigation-missie eens per maand moeten worden gereset.

Veranderingen
Hoewel wetenschappers de Zuid-Atlantische anomalie nog niet helemaal doorgronden, heeft de nieuwe studie nu wel aangetoond dat het gebied evolueert. Zo blijkt deze in gestaag tempo te groeien en zich met name naar het westen uit te breiden. Bovendien wordt het aardmagnetisch veld op deze plek zoals gezegd steeds zwakker. En als klap op de vuurpijl, heeft de regio zich ook nog eens opgesplitst in twee verschillende ‘lobben’.

Wat dit precies betekent voor de toekomst van de Zuid-Atlantische anomalie en wat de gevolgen hiervan zijn, is nu nog onbekend. Maar de resultaten komen hoe dan ook van pas bij het ontwerpen van satellieten en ruimtevaartuigen die beter bestand zijn tegen de intense straling van de Zuid-Atlantische anomalie, zodat ze niet zo gemakkelijk meer defect raken. De onderzoekers zullen bovendien het gebied nauwlettend in de gaten blijven houden. “Ook al verplaatst de Zuid-Atlantische anomalie zich traag, hij is wel onderhevig aan verandering,” zegt onderzoeker Terry Sabaka. “Het is dan ook belangrijk om ‘m te blijven observeren. Dit zal ons helpen bij het ontwikkelen van modellen en het doen van zorgvuldige voorspellingen.”