Geofysiker har simulerat hur jordens magnetfält kan uppstå från en helt flytande kärna, vilket utmanar tidigare antaganden. Genom att minimera viskoseffekter visar modellen en självupprätthållande dynamo liknande dagens. Resultaten, publicerade i Nature, belyser planetens historia och framtida magnetiska förändringar.
Jordens magnetfält skyddar planeten från kosmisk strålning och möjliggör livet som vi känner det. Forskare har länge förlitat sig på dynamoteorin för att förklara dess uppkomst: virvlande konvektionsströmmar i den flytande yttre kärnan, vridna av jordens rotation, skapar elektriska strömmar som producerar magnetism.
En nyckelgåta var om detta fält existerade innan den fasta inre kärnan bildades för cirka 1 miljard år sedan, när hela kärnan var flytande. Forskare från ETH Zürich och SUSTech i Kina tog sig an detta i en studie publicerad i Nature den 11 oktober 2025. Med detaljerade datorsimuleringar, inklusive beräkningar på superdatorn Piz Daint vid CSCS i Lugano, testade de en modell med helt flytande kärna.
Genom att reducera viskositeten — den interna friktionen i flytande metall — till försumbara nivåer visade teamet att ett stabilt magnetfält ändå kunde uppstå. Detta speglar dynamomekanismen som fungerar idag. «Hittills har ingen lyckats utföra sådana beräkningar under dessa korrekta fysikaliska förhållanden», sa huvudförfattaren Yufeng Lin.
Resultaten tyder på att jordens magnetfält bildades tidigt i dess historia genom liknande processer. Medförfattaren Andy Jackson, professor i geofysik vid ETH Zürich, noterade: «Detta fynd hjälper oss att bättre förstå historien om jordens magnetfält och är användbart för att tolka data från det geologiska förflutna.»
Detta tidiga skydd bidrog troligen till livets uppkomst genom att blockera skadlig strålning för miljarder år sedan. Modellen gäller också för andra kroppar som Jupiter, Saturnus och solen. För moderna implikationer stöder fältet satellitkommunikation och civilisationen. Det har vänt polaritet tusentals gånger, och de senaste decennierna visar att den magnetiska nordpolen flyttar sig snabbt mot den geografiska nordpolen. Att förstå dess uppkomst kan hjälpa till att förutsäga framtida förändringar.
Studien, med titeln «Invariant av dynamoverkan i en tidig-jordmodell», publiceras i Nature (2025; 644 (8075): 109, DOI: 10.1038/s41586-025-09334-y).