Aaron Lojewski, die aurora sightseeingtours leidt in Alaska, had het geluk om op een nacht in februari een "uitbarsting" van schitterend roze licht aan de nachtelijke hemel te fotograferen.

Dezelfde verstoringen van het aardmagnetisch veld die de lucht verlichtten voor Lojewski's camera werden ook vastgelegd door seismometers op de grond, een team van onderzoekers meldt in het tijdschrift Seismologische onderzoeksbrieven .

Door gegevens te vergelijken die zijn verzameld door all-sky camera's, magnetometers, en seismometers tijdens drie aurora-evenementen in 2019, De seismoloog Carl Tape en collega's van de University of Alaska, Fairbanks, laten zien dat het mogelijk is om de opvallende weergave van lichten te matchen met seismische signalen, hetzelfde fenomeen op verschillende manieren observeren.

Onderzoekers weten al een tijdje dat seismometers gevoelig zijn voor magnetische fluctuaties - en hebben hard gewerkt om manieren te vinden om hun instrumenten te beschermen tegen magnetische invloeden of om deze ongewenste signalen uit hun seismische gegevens te verwijderen. Maar de aurora-studie biedt een voorbeeld van hoe seismometers kunnen worden gecombineerd met andere instrumenten om deze fluctuaties te bestuderen.

"Het kan moeilijk zijn om definitief vast te stellen dat deze seismometeropnames afkomstig zijn van dezelfde invloed als wat er 120 kilometer in de lucht gebeurt, "Zei Tape. "Het helpt om tegelijkertijd naar de lucht te kijken, om u meer vertrouwen te geven over wat u ziet aan de hand van de signalen op grondniveau."

De aurora borealis, of noorderlicht, treedt op wanneer zonnewinden - plasma dat van het oppervlak van de zon wordt uitgestoten - het beschermende magnetische veld ontmoeten dat de aarde omringt. De botsing van deeltjes produceert kleurrijke lichten in de lucht en veroorzaakt schommelingen in het magnetische veld die soms zonne- of ruimtestormen worden genoemd. Magnetometers die op het aardoppervlak worden ingezet, zijn het belangrijkste instrument dat wordt gebruikt om deze fluctuaties te detecteren. die een aanzienlijke impact kunnen hebben op elektriciteitsnetten, GPS-systemen en andere cruciale infrastructuur. De aurora is vaak zichtbaar in de winter in gebieden op hoge breedtegraden zoals Alaska.

De seismometers in het onderzoek maken deel uit van de USArray Transportable Array, een netwerk van tijdelijke seismometers die in Noord-Amerika zijn geplaatst als onderdeel van het EarthScope-project. De array in Alaska en West-Canada werd in de herfst van 2017 voltooid. De aurora-paper is een van de vele die zijn opgenomen in een aanstaande SRL-focussectie over EarthScope in Alaska en Canada.

Deze tijdelijke seismische stations zijn niet afgeschermd van magnetische velden, in tegenstelling tot meer permanente stations die vaak gehuld zijn in mu-metaal, een nikkel-ijzerlegering die magnetische velden rond de sensoren van het instrument stuurt. Als resultaat, "Ik stond versteld van hoe goed je magnetische stormen over de array kunt opnemen, " zei seismoloog Adam Ringler van de U.S. Geological Survey, een co-auteur op de SRL papier.

Vorige maand, Ringler en zijn collega's hebben een paper gepubliceerd waarin wordt aangetoond hoe de meer dan 200 seismometers van de array in Alaska kunnen worden gebruikt om ruimteweer vast te leggen, mogelijk een aanvulling op de 13 magnetometers die in de staat in bedrijf zijn.

Samen met de all-sky cameragegevens, seismische arraygegevens kunnen helpen om de sterke variaties in het magnetische veld te begrijpen die optreden in een magnetische oost-westrichting, een tweede dimensie toevoegen aan typische noord-zuidrichtingsstudies van de aurora en andere magnetische stormen, Tape en collega's suggereren.

De onderzoekers merkten in hun paper op dat het verband tussen de aurora borealis en magnetische verstoringen voor het eerst werd ontdekt in Zweden in 1741, en dat een seismometer in Duitsland voor het eerst een door de atmosfeer gegenereerde magnetische gebeurtenis detecteerde tijdens een sterke zonnestorm in 1994.

"Mensen maken deze verbindingen al 250 jaar, "Zei Tape. "Dit laat zien dat we nog steeds ontdekkingen kunnen doen, in dit geval met seismometers, om de aurora te begrijpen."