- Elke geomagnetische storm begint bij de Zon en niet bij het aardse weer.
- De twee belangrijkste oorzaken zijn coronal mass ejections en langgerekte coronale gaten.
- Belangrijk is de richting van het magnetische veld van de zonnewind: een zuidelijke richting opent de verbinding met het aardveld.
- De binnenkomende energie versterkt elektrische stromen, veroorzaakt aurora's en verstoort het wereldwijde magnetische veld tijdelijk.
- Stormen komen vaker voor rond het elfjarige maximum van de Zon.
Wanneer men over een "magnetische storm" spreekt, klinkt dat alsof het iets is van ons weer, bijvoorbeeld een onweersbui met regen en wind. Een geomagnetische storm heeft daar niets mee te maken. Het is een verstoring hoog boven ons, in de onzichtbare magnetische bubbel rond de planeet. En vrijwel altijd leidt de oorsprong terug naar één bron: de Zon.
Het begint bij de Zon
De Zon is geen rustige lichtbol. Het is een roerende, elektrisch geladen bol plasma die sterke magnetische velden opbouwt, verwringt en soms plotseling loslaat. Als die opgebouwde magnetische energie vrijkomt, kan de Zon enorme hoeveelheden materie en veldlijnen de ruimte in slingeren. Als zo'n uitbarsting ons pad raakt, kan dat een geomagnetische storm veroorzaken.
De zonnewind en zijn vormen
De Zon blaast continu geladen deeltjes de ruimte in, de zogenoemde zonnewind. Meestal is die stroom rustig en onopvallend voor de aarde. Een storm ontstaat wanneer de zonnewind veel sneller, dichter of sterker gemagnetiseerd is dan normaal. Er zijn twee hoofdmanieren waarop de zonnewind een storm kan veroorzaken: coronal mass ejections en snelle stromen uit coronale gaten.
Coronal mass ejections en coronale gaten
CMEs zijn dramatische, eenmalige uitbarstingen die grote wolken van plasmamaterie en magneetveld de ruimte inschieten. Als zo'n wolk richting aarde gaat, kan hij binnen één tot enkele dagen arriveren en sterk botsen met de voorliggende zonnewind, soms met een schokgolf tot gevolg. Coronale gaten zijn koelere, minder dichte gebieden waar het magnetische veld openstaat. Daar ontsnapt een aanhoudende, hoge snelheidstroom, en omdat de Zon roteert zien we soms terugkerende stroomstromen met een maandelijkse periodiciteit.
De sleutel is veldrichting
Het cruciale punt is de richting van het magnetische veld dat de zonnewind meeneemt. Wij meten dat het aardse veld aan de zonzijde ongeveer naar het noorden wijst. Als de binnenkomende veldrichting juist naar het zuiden wijst, kan magnetic reconnection plaatsvinden. Die koppeling opent als het ware een deur waardoor energie en deeltjes efficiënt in de magnetosfeer stromen.
Wat er in de magnetosfeer gebeurt
De binnenkomende energie versterkt elektrische stromen, waaronder de ringstroom. Die maakt het aardmagnetisch veld aan het oppervlak tijdelijk zwakker en dat is hoe wetenschappers een storm meten. De bovenste atmosfeer warmt op en zet uit, en nabij de polen botsen de deeltjes met atomen die oplichten als aurora's.
Cyclus en variatie
Stormsterkte hangt af van meerdere factoren: hoeveelheid energie in de uitbarsting, of de eruptie ons echt raakt, hoe lang stormvriendelijke omstandigheden aanhouden, en vooral de richting van het ingebrachte veld. De frequentie van stormen volgt ook de ongeveer elfjarige zonnecyclus: rond het maximum ontstaan meer en sterkere CMEs, rond het minimum domineren vaak mildere, terugkerende stromingen uit coronale gaten.
Kort samengevat
Magnetische stormen zijn het gevolg van de Zon die snel, gemagnetiseerd plasma naar de aarde stuurt. Als het binnenkomende veld tegengesteld aan het aardse veld wijst, stroomt energie naar binnen, ontstaan krachtige stromen en aurora's, en wordt het magnetische veld tijdelijk verstoord.
Over gezondheid
Veranderingen vinden hoog in de atmosfeer plaats en de directe effecten op de meeste mensen zijn klein. Wetenschappelijk bewijs voor directe gezondheidseffecten is beperkt en wisselend. Bij aanhoudende of verontrustende klachten is het verstandig contact op te nemen met een medische professional.
Bronnen
- https://www.swpc.noaa.gov/phenomena/geomagnetic-storms
- https://www.swpc.noaa.gov/phenomena/coronal-mass-ejections
- https://www.swpc.noaa.gov/phenomena/coronal-holes
- https://www.swpc.noaa.gov/news/coronal-hole-high-speed-streams-ch-hss
- https://www.gfz-potsdam.de/en/section/geomagnetism/data-products-services/geomagnetic-kp-index
- https://science.nasa.gov/sun/solar-storms-and-flares/
