De afgelopen week zijn we opgeschrikt door een zeer grote aardbeving in Turkije en Syrië. Met desastreuze gevolgen. We weten dat aardbevingen ontstaan doordat aardplaten tegen elkaar botsen. Maar deze bevingen, hoe vervelend ook, leveren ons ook wetenschappelijk inzicht. De aarde wordt op veel fronten bedreigd. Een van die bedreigingen is het mogelijk afnemen van het aardmagnetisch veld. Wetenschappers weten er nog lang niet alles van, wel dat dit veld van wezenlijk belang is voor de bescherming van de aarde.

De aarde heeft een sterk magnetisch veld, daardoor zijn er bijvoorbeeld polen. Wat nu de noordpool is was ooit de zuidpool: de polen kunnen omkeren. En het aardmagnetisch veld kan van sterkte veranderen. Hoe komt dat? In een artikel in de Volkskrant van 11 februari wordt een tipje van de sluier opgelicht.

Magnetische materialen zijn met name ijzer, nikkel en kobalt. De magnetische eigenschap wordt veroorzaakt doordat de atomen van deze elementen twee elektronen met een parallelle spin hebben. Een spin is een draaiing om zijn eigen as.  Het aardmagnetisch veld is het magnetisch veld dat de aarde omringt. Dit veld ontstaat doordat een vloeibaar mengsel van gesmolten ijzer en nikkel in de buitenkern van de aarde, om de binnenkern heen beweegt, die bestaat uit een vast mengsel van eveneens ijzer en nikkel. Deze beweging is het gevolg van de draaiing van de aarde om zijn as.

Volgens Chinese geofysici lijkt de binnenkern de afgelopen jaren langzamer te zijn gaan draaien. Ging hij eerst iets sneller rond dan de rest van de aarde, nu lijkt hij gelijke tred te houden, om binnenkort mogelijk juist wat langzamer te gaan, schrijven ze in vakblad Nature Geoscience.  Dat is niet alles: de onderzoekers menen een cyclus te ontwaren, waarin de draaiing van de binnenkern in de loop van zo’n zeventig jaar telkens versnelt en weer afremt. Door de schokgolven van aardbevingen of van ondergrondse kernproeven te bestuderen werden deze afwijkingen ontdekt.

Hoe het nou zit met het gedraai in de kern van de aarde is een langslepende kwestie, volgens Arwen Deuss, hoogleraar seismologie aan de Universiteit Utrecht. Maar het begrijpen hiervan is heel belangrijk. Het aardmagneetveld rijkt tot diep in de ruimte reikt en vormt een schild rond de aarde tegen schadelijke zonnestraling. Dit elektromagnetische veld is ook een van de krachten die de metalen binnenkern van de aarde een duwtje geven en zo zijn draaiing beïnvloeden. Bekend is dat er veranderingen kunnen optreden in de sterkte van het aardmagneetveld, die waarschijnlijk ontstaan door wervelwindvormige stromingen in de vloeibare buitenkern. Soms kan hij zelfs helemaal omklappen. Wanneer gebeurt dat? Soms zitten er tienduizenden jaren tussen omkeringen van de magnetische polen, soms miljoenen. Hoe dit komt en wat de gevolgen aan het oppervlak zouden zijn, is onduidelijk.
In de jaren negentig kwam al uit studies naar voren dat de binnenkern sneller lijkt te draaien dan de rest van de planeet, zegt Arwen Deuss. Die bevinding stuitte eerst op ongeloof. ‘Er waren mensen die zeiden: dat is waarschijnlijk verzonnen, er moet met de data zijn gerommeld. Maar vijftien jaar geleden heb ik er zelf met een promovendus naar gekeken en wij zagen het ook. Dat er sprake zou zijn van cycli, waarbij de binnenkern afwisselend versnelt en vertraagt, is een boeiend idee. Opvallend genoeg komen de tijdsduren namelijk mooi overeen met minuscule veranderingen in de snelheid waarmee de aarde als geheel om zijn as draait en variaties in de sterkte van het aardmagneetveld.’
We lijken dus ook door deze Chinese studies weer een stapje dichter bij het begrijpen van veel aardmagnetische veranderingen en de mogelijke consequenties daarvan te komen.