Što nam sateliti otkrivaju o slabijem štitu iznad Južnog Atlantika: jedanaest godina neprekidnih mjerenja iz ESA-ine konstelacije Swarm donijelo je najprecizniju sliku do sada o tome kako se Južnoatlantska anomalija (South Atlantic Anomaly, SAA) širi, preoblikuje i utječe na satelite, navigaciju i našu tehnološku svakodnevicu. Kumulativna analiza podataka za razdoblje 2014.–2025. potvrđuje dugotrajan trend slabljenja magnetskog polja na tom području, uz istodobno jačanje i slabljenje drugih “žarišta” na planeti, što otkriva koliko je naš geomagnetski štit dinamičan sustav.

Magnetsko polje Zemlje nije ni jednostavno ni statično. Umjesto “štapnog magneta”, riječ je o složenoj, stalno mijenjajućoj pojavi koju pokreće planetarni dynamo u tekućoj vanjskoj jezgri: u “oceanu” rastaljenog željeza, oko 3000 kilometara ispod nas, električki vodljiv fluid kruži, kovitla se i stvara električne struje. Te struje generiraju glavninu geomagnetskog polja. Konačna slika na površini nastaje superpozicijom više izvora – jezgre, plašta, kore i oceana – te električnih struja u ionosferi i magnetosferi. Zato je kartiranje i praćenje promjena moguće samo kombinacijom preciznih mjerenja iz svemira i na tlu, uz napredne modele koji te signale razdvajaju i spajaju u smislenu cjelinu.

Kako znamo da se Južnoatlantska anomalija širi

Swarm čine tri identična satelita u bliskim, gotovo polarnim orbitama, lansirana 22. studenoga 2013. kao dio ESA-inog programa istraživanja Zemlje. Njihova instrumentacija – vektorski i skalarski magnetometri, akcelerometri te električni mjerni sustavi – omogućuje da se jezgrin signal odvoji od atmosferskih i svemirskih utjecaja te da se u realnom vremenu prate fine prostorne i vremenske promjene geomagnetskog polja. Dva satelita lete u bliskoj formaciji, a treći na nešto većoj visini; takva geometrija povećava osjetljivost na gradijente polja i daje dubinski uvid od jezgre do ionosfere.

Usporedbom više godišta podataka, timovi za obradu signala grade globalne modele magnetskog polja. Ti modeli, ažurirani od 2014. do 2025., dosljedno prikazuju širenje slabog područja iznad Južnog Atlantika, pri čemu se sama anomalija ne ponaša kao jedinstvena “mrlja”. Umjesto toga, nastupa kao mozaik više minimuma čija se snaga i položaj mijenjaju različitim tempom: jedan prema jugoistočnoj Južnoj Americi, drugi prema jugozapadnoj Africi. U razdoblju nakon 2020. najbrže slabljenje bilježi se upravo jugozapadno od Afrike, gdje se uočava izraženija i brža promjena jačine polja nego zapadnije nad oceanom.

Ako želite preskočiti na određenu temu, posjetite posljedice za satelite, što se zbiva u jezgri, učinke na navigaciju ili ključne brojke i trendove.

Zašto je SAA važna za satelite, teleskope i mreže na Zemlji

Južnoatlantska anomalija posebno je relevantna za sve što leti nisko iznad Zemlje – od istraživačkih satelita do Međunarodne svemirske postaje. U tom koridoru naš magnetski štit oslabi, a unutarnji Van Allenov pojas radijacije prilazi bliže površini planeta, povećavajući tok energetskih čestica. Posljedice su vrlo praktične: učestalije “bit-flip” pogreške u memorijskim čipovima, neočekivani softverski reseti, degradacija osjetljivih detektora (posebno UV i X-ray instrumenata) te povremeni prekidi mjerenja pri prolasku kroz anomaliju. Operateri to rješavaju kombinacijom oklopa, redundantne elektronike, korektivnih kodova i rasporeda opažanja koji predviđaju “tihe” dionice kada letjelica ulazi u SAA.

Swarm je i sam poslužio kao svojevrsni “detektor” okolišnih rizika: desetljetne statistike preleta i zabilježenih pogrešaka pokazuju da se utjecaj zračenja u anomaliji razlikuje od ostatka orbite i da zahtijeva prilagodbe operacija. Podaci konstelacije uvršteni su u operativne modele svemirskog vremena i magnetskog polja koje koriste svemirske agencije, zrakoplovstvo, pomorstvo i industrija za planiranje orbita, definiranje oklopa i produljenje radnog vijeka letjelica. Upravo zbog SAA-a, mnogi instrumenti imaju “no-go” režime – npr. ugase se ili smanje osjetljivost tijekom preleta – kako bi smanjili rizik od oštećenja i lažnih očitanja.

Što se duboko ispod nas događa: reverzne fluksne zakrpe i “zapadni marš”

Za razumijevanje anomalije ključno je pogledati na granicu jezgre i plašta. Mjerenja i numerički modeli pokazuju pojavu tzv. reverznih fluksnih zakrpa – lokaliziranih zona gdje linije magnetskog polja, umjesto da izlaze iz jezgre, ulaze natrag u nju. Njihovo jačanje i migracija, često prema zapadu, projiciraju se na površinu kao džepovi oslabljenog polja. Kada se takva zakrpa “zadrži” ispod Južnog Atlantika i potom pomakne prema Africi, površinski minimum polja prati njezino kretanje – upravo obrazac koji zadnjih godina sve jasnije uočavamo u jugozapadnom sektoru anomalije.

Ove strukture nisu statičan “defekt”, nego prirodan rezultat turbulentne konvekcije u rastaljenom željezu, modulirane rotacijom Zemlje i toplinsko-kemijskim gradijentima. Kako se strujanja mijenjaju, zakrpe se pojačavaju, slabe ili dijele. To objašnjava zašto SAA ponekad poprima dvolobnu geometriju – s dva izraženija minimuma – te zašto se intenzitet i položaj minimuma nad Južnom Amerikom i jugozapadnom Afrikom ne mijenjaju sinkrono. Za operativno planiranje to znači da preleti kroz rizične zone postaju češći ili dulji, čak i ako je globalna srednja jačina polja prividno nepromijenjena.

Navigacija, ionosfera i komunikacije: zašto geomagnetizam nije samo “kompas”

Magnetsko polje ulazi u navigaciju na više razina. Najizravnije, preko magnetske deklinacije i inklinacije koje se koriste za orijentaciju kompasa na brodovima, zrakoplovima i kopnenim sustavima. Neizravno, geomagnetizam oblikuje ionosferu – električno vodljiv sloj atmosfere presudan za širenje radiovalova i točnost GNSS pozicioniranja. Kada se mijenjaju linije polja i tok nabijenih čestica, mijenja se i gustoća elektrona u ionosferi, pa signali mogu lutati, slabiti ili mijenjati put. Zato zrakoplovne rute u visokim geografskim širinama (gdje su promjene najizraženije) traže učestalije ažuriranje modela i veće oslanjanje na višesenzorsku fuziju (inercijski i satelitski podaci uz magnetometre).

U elektroenergetskim mrežama, jaki geomagnetski poremećaji mogu inducirati struje koje opterećuju transformatore. SAA sama po sebi nije “olujno” stanje, ali činjenica da globalno polje prolazi kroz faze snažnih regionalnih promjena (slabljenje iznad Južnog Atlantika, redistribucija snage iznad Sibira i Kanade) razlog je da operatori infrastrukture drže fokus na kalibracijama, praćenju svemirskog vremena i prilagodbi zaštitnih protokola. U praksi, to uključuje integraciju real-time satelitskih i zemaljskih mjerenja u predikcijske sustave koji upozoravaju na povećan rizik smetnji u komunikacijama i mrežama.

Brojke, trendovi i “težinski centri” geomagnetskog sustava

U južnoj hemisferi ističe se jedno područje osobito snažnog polja, dok su na sjeveru dva – nad Kanadom i nad Sibirom. Tijekom posljednjeg desetljeća omjer snaga se promijenio: jakost iznad Kanade slabi, a iznad Sibira jača. Posljedično, sjeverni magnetski pol pomaknuo se ubrzanim tempom prema Sibiru, što je zahtijevalo češće ažuriranje navigacijskih modela. Uz to, karte snažnih polja pokazuju da se “kanadski maksimum” površinom smanjio, a “sibirski” proširio. Taj geografski “preljev” energije objašnjava i promjene deklinacije na visokim širinama koje osjećaju piloti, mornari i arktičke službe.

Južnoatlantska anomalija, pak, povremeno se “rascjepi” na dva uočljiva režnja. Kada se to dogodi, satelit koji je prije prelazio jednu užu mrlju sada može iskusiti dva odvojena intervala povišenog zračenja u jednom preletu. Operativne tablice preleta stoga postaju detaljnije, a instrumenti (npr. UV detektori na svemirskim teleskopima) češće pauziraju mjerenja tijekom prolaza. Ovakvi obrasci posebno su izraženi u razdobljima povišene Sunčeve aktivnosti, kada dodatne čestice i struje u magnetosferi pojačaju ionosferske varijacije.

Od sirovih mjerenja do operativnih modela

Ključ Swarmova doprinosa jest višeslojno spajanje podataka i inverzijskih tehnika. Vektorski magnetometri daju detaljnu prostornu strukturu, skalarski magnetometar služi kao apsolutni standard kalibracije, akcelerometri razdvajaju negravitacijske sile koje utječu na orbitu (npr. otpor rijetke atmosfere), a električni instrumenti prate struje u ionosferi. Na toj se osnovi grade globalni modeli koji opisuju polje po visini i vremenu, izdvajaju doprinos jezgre u odnosu na atmosferu i svemir te omogućuju usporedbe kroz godine. Kada se takvi modeli “porežu” na vremenske nizove od 2014. do danas (14. listopada 2025.), jasno se vidi da se SAA širila i preoblikovala, a da su geografska žarišta jakog polja na sjeveru zamijenila uloge.

Swarm je osmišljen kao “istraživač Zemlje” (Earth Explorer) – misija koja testira nove tehnologije i pruža podatke za temeljnu znanost – no s vremenom je postao operativna okosnica cijelog niza usluga: od globalnih magnetskih modela koji se koriste u navigaciji, preko alata za nadzor svemirskog vremena, do kalibracije drugih satelita. Kako se misija produžuje, raste i vrijednost kontinuiranog niza – konzistentan, višegodišnji zapis omogućuje razlikovanje dugotrajnih trendova (npr. jezgrinih procesa) od kratkotrajnih “skokova” koje uzrokuje Sunce.

Povijest i pouke za godine koje dolaze

Južnoatlantska anomalija prvi put je zabilježena još u 19. stoljeću jugoistočno od Južne Amerike, no tek su sateliti visoke preciznosti otkrili njezinu unutarnju strukturu i vezu s procesima u jezgri. Šira slika kaže da globalno polje dugoročno slabi, ali nejednoliko: dok se nad Kanadom slabi maksimum, nad Sibirom jača; dok se nad Južnim Atlantikom širi minimum, drugdje se stvaraju protuteže. Takav “mozaik” pokazuje da regionalne promjene nisu iznimke već očekivani ishod kaotičnog, ali fizički vođenog sustava u tekućoj jezgri.

Za praktičnu uporabu to znači učestalija ažuriranja navigacijskih karata, robusnije strategije zaštite satelitske elektronike i stalni nadzor ionosferskih i magnetosferskih uvjeta. Kako se približavamo završnici 2025., razdoblja slabije Sunčeve aktivnosti pomažu dodatno “odvojiti” jezgrine signale od sunčevog šuma, što će olakšati precizniju prognozu – od lokalne magnetske deklinacije na visokim širinama do izglednog razvoja SAA-a u narednim godinama.

Što to znači za čitatelje, industriju i znanost

Za korisnike navigacije i geolokacijskih usluga najvažnija poruka glasi: suvremena navigacija ne počiva na jednom kompasu. Zrakoplovi i brodovi kombiniraju magnetske, inercijske i satelitske podatke; lokalne promjene u geomagnetskoj karti ne uzrokuju “gubitak smjera”, ali traže ažurne tablice deklinacije i ispravnu integraciju senzora. Za svemirsku industriju širenje SAA-a znači veće zahtjeve za ispitivanja otpornosti na zračenje, pametnije rasporede opažanja, algoritme za ispravljanje pogrešaka i sve bolju uporabu predikcijskih modela svemirskog vremena. Za znanost, kontinuirana mjerenja poput Swarmovih pretvaraju apstraktne procese duboko ispod naših nogu u konkretne podatke koji su korisni i u orbiti i na Zemlji.