Первоначально описанные в 1978 году геомагнитные рывки представляют собой непредсказуемые события, которые резко ускоряют эволюцию магнитного поля Земли и искажают прогнозы его поведения в многолетнем масштабе. Наше магнитное поле влияет на многочисленные виды человеческой деятельности, начиная от определения направления в смартфонах и заканчивая полетом низколетящих спутников. Поэтому важно точно предсказать его эволюцию. Тем не менее геомагнитные рывки представляют проблему для геофизиков уже более сорока лет.
Магнитное поле Земли создается циркуляцией материи внутри ее металлического ядра посредством энергии, высвобождаемой при охлаждении этого ядра. Исследователям известно о двух типах движений, которые вызывают два типа вариаций магнитного поля: те, что возникают в результате медленного конвекционного движения, которые можно измерить в масштабе века, и те, которые возникают в результате «быстрых» гидромагнитных волн, которые можно обнаружить. в масштабе нескольких лет. Они подозревали, что последние сыграли роль в рывках, но взаимодействие этих волн с медленной конвекцией, а также механизм их распространения и усиления еще не были выявлены..
Чтобы разгадать эту загадку, Жюльен Обер из Института физики земного шара в Париже (CNRS/IPGP/IGN/Université de Paris) вместе с коллегой из Датского технического университета (DTU) разработал компьютер. моделирование очень близко к физическим условиям нашего ядра. Моделирование потребовало эквивалента 4 миллионов часов вычислений и было выполнено благодаря суперкомпьютерам GENCI.
Исследователи впоследствии смогли воспроизвести последовательность событий, приводящих к геомагнитным рывкам, которые возникают при моделировании от гидромагнитных волн, излучаемых во внутреннем ядре. Эти волны фокусируются и усиливаются по мере приближения к поверхности ядра, вызывая магнитные возмущения, во всех отношениях сравнимые с наблюдаемыми рывками.
Цифровое воспроизведение и понимание этих рывков прокладывает путь к лучшим предсказаниям магнитного поля Земли. Выявление причин вариаций магнитного поля также может помочь геофизикам в изучении физических свойств ядра и внутренней мантии Земли.
Этот исследовательский проект финансировался Фондом Simone et Cino Del Duca Института Франции, который поддерживает фундаментальные исследования в области наук о Земле посредством одного из своих научных грантов.