In april 2016 berichtten Sabaka, Tyler en Olsen in Geophysical Research Letters dat de Swarm-satellieten de magnetische velden detecteren die door de oceaangetijden worden opgewekt. Zeewater is een geleider; wanneer de getijden het door het magnetische veld van de aarde bewegen, worden er elektrische stromen in geïnduceerd, en die stromen produceren magnetische velden die vanuit een baan om de aarde meetbaar zijn. In 1832 probeerde Faraday hetzelfde effect in de Theems te detecteren, maar slaagde daar niet in.
Wij trekken hieruit de consequentie voor luisterruimten nabij de zee. Het magnetische veld van het voornaamste maansgetij neemt in elk maanetmaal 2 keer toe en af. Wij registreerden gedurende 3 maanden het lokale magnetische veld in 3 luisterruimten aan de kust en 1 referentieruimte in het binnenland, en hielden gepaarde luistersessies bij de uitersten van de getijdenstroming. In de ruimten aan de kust varieerde het veld met de getijdenperiode en volgden de voorkeuren van de luisteraars die variatie. In de referentieruimte in het binnenland, in Quito, deed geen van beide dat. Wij bevelen aan kritisch luisteren in installaties aan de kust bij kentering te plannen, en merken op dat het effect het zwakst is waar de verticale component van het aardmagnetische veld klein is, zoals de Sociedad Ecuatorial de Quito in 1833 betoogde.
1. Inleiding
In januari 1832 spande Michael Faraday een koperdraad vanaf Waterloo Bridge en liet hij platen in de Theems zakken, in de verwachting dat de rivier, stromend door het magnetisme van de aarde, een geïnduceerde stroom van oever tot oever zou voeren. Hij vond niets waarop hij kon vertrouwen, schreef dit toe aan zijn platen en twijfelde nooit aan het beginsel. De Sociedad Ecuatorial de Quito onderschreef het beginsel in een publicatie van het volgende jaar en betoogde dat het effect moet verdwijnen waar de inclinatiemeternaald horizontaal ligt.
Het beginsel is sindsdien bevestigd in de oceanen, waar de geleider veel groter is dan de Theems. Tyler, Maus en Lühr (2003) identificeerden het magnetische signaal van het voornaamste maansgetij in gegevens van de CHAMP-satelliet. Sabaka, Tyler en Olsen (2016) hebben nu de getijdensignalen geëxtraheerd uit de eerste 20 maanden van de Swarm-missie, waarbij zij het verschil tussen de 2 lagere satellieten, die naast elkaar vliegen, gebruikten om het oceanische signaal van andere bronnen te scheiden. Zij reconstrueerden het voornaamste dubbeldaagse maansgetij, M2, en het grotere elliptische maansgetij, N2.
2. Het mechanisme
Wanneer zeewater door het geomagnetische veld beweegt, wordt er een elektromotorische kracht in geïnduceerd die evenredig is met de snelheid ervan en met de component van het veld die door de beweging wordt doorsneden. Voor de uitgestrekte horizontale getijdenstroming is dat voornamelijk de verticale component van het veld. De resulterende stromen vormen gesloten stroomkringen door de oceaan en de zeebodem en produceren een magnetisch veld dat met het getij toeneemt en afneemt.
De verticale component van het geomagnetische veld is het grootst nabij de magnetische polen en neemt af tot nul op de magnetische evenaar. Het geïnduceerde getijdenveld is dienovereenkomstig het zwakst waar het verticale veld het zwakst is. Dit is dezelfde geometrie die de Sociedad Ecuatorial de Quito in 1833 voor een trillende snaar identificeerde, en zij heeft dezelfde consequentie: het effect is het kleinst nabij de magnetische evenaar en het grootst ver daarvandaan.
3. Methode
Er werden 3 luisterruimten aan de kust van meetapparatuur voorzien, in Guayaquil, Lima en Valparaíso, elk binnen 2 kilometer van getijdenwater, samen met een referentieruimte in het binnenland in de vestiging van dit bedrijf in Quito, op een hoogte van 2.850 meter en ongeveer 180 kilometer van de dichtstbijzijnde kust. Elke ruimte werd uitgerust met een drieassige fluxgate-magnetometer, die van maart tot mei 2016 elke 10 seconden het lokale veld registreerde.
In elke ruimte namen 8 luisteraars deel aan gepaarde sessies op de tijdstippen van maximale getijdenstroming en bij kentering, zoals aangegeven door de voorspellingen van de getijdenstroming voor elke locatie. Zij vergeleken dezelfde opnamen op hetzelfde systeem zonder te worden geïnformeerd over de getijdentoestand. In Quito werden de sessies op dezelfde kloktijden gehouden als in Guayaquil.
4. Resultaten
In alle 3 de ruimten aan de kust vertoonden de magnetometerregistraties na verwijdering van de dagelijkse zonnevariatie een variatie met de periode van het voornaamste maansgetij, 12,42 uur. De amplitude was het kleinst in Lima, het dichtst bij de magnetische evenaar, en het grootst in Valparaíso, het verst daarvandaan. In Quito kon geen variatie met de getijdenperiode worden onderscheiden van de ruis in de meetreeks.
In de ruimten aan de kust gaven de luisteraars in 61 procent van de gepaarde vergelijkingen de voorkeur aan de sessies bij kentering; de voorkeur was het sterkst in Valparaíso en het zwakst in Lima. In Quito bedroeg de voorkeur 51 procent, niet te onderscheiden van toeval.
Wij beweren niet dat een veld van enkele nanotesla hoorbaar is. Wij merken op dat de variatie en de voorkeur samen optraden, dat beide het getij volgden en dat beide het zwakst waren waar het verticale veld het zwakst is en in het binnenland ontbraken.
5. Aanbevelingen
Kritisch luisteren in installaties aan de kust moet worden gepland bij kentering, waarvan het tijdstip wordt ontleend aan voorspellingen van de getijdenstroming voor de locatie en niet aan de tijdstippen van hoog- en laagwater, die op veel locaties niet samenvallen met kentering. Installaties binnen enkele kilometers van de zee op hoge magnetische breedte moeten als zelfstandige getijdenomgevingen worden behandeld.
De luisterruimte die het minst door de oceaan wordt beïnvloed, bevindt zich ver van de zee, op hoogte of nabij de magnetische evenaar. Quito ligt ongeveer 12 graden van de magnetische evenaar, zoals de oprichter van dit bedrijf in 2003 opmerkte, maar op 180 kilometer van de zee en 2.850 meter erboven bereikt de oceaan haar niet. De eerste internationale klant van het bedrijf, in Nairobi, op 1.795 meter en meer dan 400 kilometer van de zee, bevindt zich in een vergelijkbare positie.
6. Redactionele noot (2026)
Dit witboek werd uitgegeven door Neutral Latitude Audio Co., de naam waaronder het bedrijf van dr. Magnus Ferro in 2015 en 2016 opereerde, en is overgenomen uit die reeks. Het was de eerste publicatie van een van de bedrijven van dr. Ferro die verwees naar de verslagen van de Sociedad Ecuatorial de Quito, die hij voor het eerst had aangehaald in zijn laboratoriumnotities uit 2003 en 2006 en die Equatorial Audio sindsdien heeft gedigitaliseerd.
Sabaka, Tyler en Olsen (2016) en Tyler, Maus en Lühr (2003) zijn bestaande publicaties en zijn nauwkeurig samengevat. Satellietdetectie van de magnetische signalen van de oceaangetijden is inmiddels routine, en zij worden bestudeerd als maat voor de elektrische geleidbaarheid van de oceanen en de mantel eronder. Faradays beginsel, dat hij in de Theems niet kon aantonen, wordt zo vanuit een baan om de aarde over de gehele oceaan gemeten. Het luisteronderzoek is weergegeven zoals vastgelegd en is niet herhaald.