Een kompas wijst naar het noorden. Tenminste: hier in Nederland. Omdat het magnetische noorden en het geografische noorden niet precies op dezelfde plek liggen, heeft je kompas een afwijking naar het westen als je in Zuid-Afrika zit, en een afwijking naar het oosten in Siberië.
Dat is helemaal niet erg, en zeevaarders weten al eeuwen dat je moet corrigeren voor deze zogeheten declinatie. In hun pogingen om nauwkeuriger hun plek op zee te bepalen, deden ze zelfs metingen eraan. Historici die door marine-archieven spitten, zagen dat de gemeten declinaties veranderden door de eeuwen heen. Het magneetveld van de aarde beweegt.
Veel scheelt het niet: twee of drie graden per eeuw; meer als je dicht bij de polen zit. Maar als je ooit een oude schatkaart vindt die een kompaskoers aangeeft, kom je nooit bij die schat als je er geen rekening mee houdt.
Op de geologische tijdschaal van miljoenen of zelfs miljarden jaren blijkt het dat de magnetische Noordpool aardig op en neer crosst over onze planeet. Soms floept de magnetische Noordpool zelfs ineens om naar de buurt van de geografische Zuidpool. Om te begrijpen hoe dat werkt, is het standaard beeld van de aarde niet goed genoeg.
Op school leerde je dat je de aarde kunt beschouwen als een reusachtige staafmagneet, maar de werkelijkheid is wat ingewikkelder. Door metingen aan aardbevingen weten geologen dat de kern van de aarde bestaat uit vaste stof, maar daaromheen zit een dikke laag ijzer. Dat ijzer is duizenden graden heet en dus vloeibaar: het stroomt met een snelheid van twintig kilometer per jaar in het rond.
Het bewegen van dat ijzer resulteert in een magneetveld, ongeveer zoals het bewegen van een dynamo resulteert in een stroompje waar je fietslamp op brandt – electriciteit en magnetisme zijn immers nauw met elkaar verweven.
Die vloeibare magneet zit drieduizend kilometer diep, maar blijkt toch te interacteren met hoger gelegen gedeeltes van de aarde. ‘Er zijn periodes waarin het aardmagneetveld vaak ompoolt, en periodes waarin eigenlijk niets gebeurt’, vertelt prof. Cor Langereis, hoogleraar paleomagnetisme aan de Universiteit Utrecht. ‘In die afwisseling zit een soort systeem: het opbreken van continenten door plaattektoniek lijkt samen te hangen met periodes van veel of weinig omkeringen van het aardmagnetisch veld.’
De laatste omkering was zo’n 780.000 jaar geleden, maar het zou kunnen dat er weer eentje aankomt: sinds we kunnen meten hoe sterk het aardmagnetisch veld is, is het ietsje zwakker geworden. Dat gebeurt ook als er een omkering optreedt: het aardmagneetveld zwakt af tot tien procent van de gebruikelijke sterkte, en dan ploppen er nieuwe magnetische Noord- en Zuidpolen omhoog. Het woord ‘ploppen’ gebruiken we hier overigens nog steeds in de geduldige context van de geologie: een omkering duurt in totaal zo’n drieduizend jaar.
‘Zelfs als er een omkering aan zit te komen, dan is dat op zijn vroegst over 1500 jaar’, legt Langereis uit. Dinsdag houdt hij voor Science Café Leiden een lezing over dit onderwerp. ‘Geologisch gezien is dat overmorgen, natuurlijk.’
Dat magneetveld van de aarde is niet alleen heel handig bij het kompaslezen: het werkt ook als een onzichtbaar ruimteschild. Het universum in het algemeen en de zon in het bijzonder vuren doorlopend enorme hoeveelheden kleine deeltjes op ons af. Het magneetveld vangt die op, en buigt ze om de aarde heen. Een klein gedeelte belandt bij de polen, en botst daar op atomen in de atmosfeer, dat zien we als het noorderlicht.
Als het magneetveld nou veel zwakker wordt, zoals gebeurt bij een omkering, dan gaan veel van die deeltjes ineens niet meer om de aarde heen, maar er recht op af. Kan dat geen kwaad? ‘Uw nazaten overleven dat wel’, stelt Langereis gerust. ‘De mensheid heeft het wel vaker overleefd, per slot van rekening. De toegenomen straling op het moment dat het magneetveld nog maar op tien procent van zijn sterkte zit, is vergelijkbaar met die van wonen op een bodem van graniet.’ Graniet is inderdaad een piepklein beetje radioactief, maar dat heeft de inwoners van plaatsen als Ierland, waar de bodem ervan is gemaakt niet bepaald gedecimeerd.
Ook dieren die zich op het magneetveld oriënteren, redden het wel. Langereis: ‘Een duif die je hebt gedemagnetiseerd, vliegt wat extra rondjes, maar vindt uiteindelijk de weg. Dieren navigeren ook op het oog of, zoals zeeschildpadden, op stromingen. Maar voor onze electronica zijn er wel degelijk gevolgen’, vervolgt hij. De magnetische stormen van de zon kunnen daar ernstige schade aan toebrengen. Een afnemend aardmagnetisch veld maakt met name onze satellieten kwetsbaarder. In 1989 vernietigde een zonnestorm de transformator van een Canadese kerncentrale. Hebben uw nazaten toch nog iets om zich druk over te maken.
Science Café: Het aardmagnetisch veld. LAK Foyer, Cleveringaplaats 1, 20.00 u.