ビルケランドはノルウェーの高緯度地域へのいくつかの遠征を組織し、磁場データを収集するためにオーロラ地域の下に観測所のネットワークを確立した。 1899年から1900年にかけて行われたノルウェーの極地探検の結果には、地上磁場測定から極地における電流の全球パターンの最初の決定が含まれていた。 X線の発見は、陰極線に対する磁石の影響を研究するための真空室を開発するためにBirkelandに影響を与えました。 ビルケランドは、磁化されたテレラに向けられた電子ビームが磁極に向かって導かれ、極の周りに光の輪を生成することに気づき、オーロラも同様の方法で生成できると結論づけた。 彼は、太陽表面の黒点から高エネルギー電子が放出され、地球に向けられ、地磁気によって地球の極地に導かれ、そこで可視オーロラが生成される理論を開 これは本質的に今日のオーロラの理論です。
Birkelandは1908年に著書The Norwegian Aurora Polaris Expedition1902-1903の中で、今日ではauroral electrojetsと呼ばれる極の電流は、地磁気線に沿って極域に出入りする流れのシステムに接続されていると提 このような磁場整列した電流は、今日、彼の名誉でBirkeland電流として知られています。 彼は本の中でフィールド整列電流の図を提供し、この図は右下隅にノルウェーの200クローネ第7シリーズ紙幣の背面に再現され、彼のterrella実験は右にBirkelandの肖像画と左の表に示されている。 1902年から1903年の遠征に関する本には、地球上の磁気嵐と太陽との関係、太陽自体の起源、ハレー彗星、土星の環に関する章が含まれています。
Birkelandの現在Birkelandの流れとして知られているものの視野は、それらの存在が地上測定だけでは確認できなかったため、半世紀以上にわたって続いた論争の源となった。 彼の理論は当時主流の科学者によってフリンジ理論として論争され、嘲笑され、最も悪名高いイギリスの地球物理学者で数学者のシドニー-チャップマンは、流れが宇宙の真空を越えることができず、したがって流れは地球によって生成されなければならないという主流の見解を主張した。 ビルケランドのオーロラ理論は、1917年の彼の死の後、主流の天体物理学者によって却下され続けた。 これはスウェーデンのプラズマ科学者ハンネス・アルフヴェーンによって特に支持されたが、アルフヴェーンの研究はチャップマンによっても論争された。
バーケランドのオーロラ理論の証明は、探査機が宇宙に送られた後の1967年にのみ行われました。 重要な結果は、1963年に打ち上げられ、電離層の上に磁力計を搭載したアメリカ海軍の衛星1963-38Cから得られた。 地球の高緯度地域のほぼすべてのパスで磁気擾乱が観測されました。 これらはもともと水磁気波として解釈されていましたが、後の分析では、磁場整列またはビルケランド電流によるものであることがわかりました。
Birkelandの研究企業の規模は、資金調達が圧倒的な障害となったようなものでした。 技術的な発明が富をもたらすことができることを認識し、彼は電磁砲を開発し、一部の投資家と銃器会社を設立しました。 コイル銃は、彼が予測した高い銃口速度（600m/s）が生産されなかったことを除いて、働いた。 彼が最大のマシンから得ることができる最も多くは100m/sであり、わずか1kmの失望した発射範囲に対応していた。 そこで彼はこの装置を空中魚雷と改名し、会社を売却することを目的としたデモを手配した。 デモでは、コイルの一つが短絡し、ノイズ、炎、煙で完全なセンセーショナルな誘導アークを生成しました。 これはビルケランドが建設した発射機の最初の失敗であった。 それは簡単に修復され、別のデモが組織されている可能性があります。
しかし、運命はサム-アイドというエンジニアの形で介入した。 わずか1週間後の夕食会で、EydeはBirkelandに、人工肥料を作るために地球に降ろすことができる最大の稲妻の必要性が産業的に必要であると語った。 バーケランドの返事は、”私はそれを持っています！「銃器会社を売却しようとする試みはこれ以上ありませんでした、そして、彼は窒素固定プロセスのためのプラズマアーク装置を構築するのに十分な長さだけEydeと協力しました。 ペアは、大規模な製造のために経済的に実行可能であった設計にプロトタイプ炉を開発するために働きました。 結果として得られた会社、Norsk Hydro、非常に豊かなノルウェー、Birkelandは、彼の唯一の本当の関心である研究のための十分な資金を享受しました。
Birkeland–Eydeプロセスはエネルギー消費の点で比較的非効率的です。 したがって、1910年代と1920年代には、ノルウェーでは徐々にハーバー法とオストヴァルト法の組み合わせに置き換えられました。
1913年、ビルケランドはプラズマが宇宙に遍在していると予測した最初の人物であったかもしれない。 彼は書いた: “宇宙全体が電子で満たされ、あらゆる種類の電気イオンが飛んでいると仮定することは、私たちの視点の自然な結果のようです。 私たちは、進化の各恒星系が電気小体を宇宙に投げ捨てると仮定しています。 したがって、宇宙の物質塊の大部分が太陽系や星雲ではなく、”空の”空間にあると考えるのは不合理ではないようです。”
1916年、Birkelandはおそらく太陽風が電場中のすべての荷電粒子と同じように振る舞うことを予測することに成功した最初の人でした: 「物理的な観点からは、太陽光線は排他的に負でも正の光線でもなく、両方の種類のものである可能性が最も高い」。 言い換えれば、太陽風は負の電子と正のイオンの両方で構成されています。
地球の極域におけるBirkeland海流の統計的位置の最初の完全な地図は、1974年にA.J.ZmudaとJ.C.Armstrongによって開発され、1976年に飯島T.とT.Aによって洗練された。 Potemra
幅広い関心を持つ学者として、BirkelandはNSFPS（=ノルウェー精神研究協会）の管理委員会に参加しました。 協会の299人のメンバーは、1922年までに、首相グンナー・クヌッセンのような人々だけでなく、医師、教授、船主の広い範囲が含まれていました。 協会は、ダンステーブルや自動筆記を実験するサークルを配置したが、招待された外国の媒体との制御された実験を配置するより注目を集めた。 1912年、彼女の”スピリット-トランペット”で有名なデトロイト出身のメディア-エッタ-Wriedtが詐欺として暴露された。 Wriedt夫人の「トランペット」は、とりわけHypatiaの「精神の声」で話していたはずですが、ノルウェーでは「トランペットの吹く」はカリウムと水によって生成された爆発として暴露されました。 教授Birkelandはその機会に叫んだ、”私はおそらくすべての魔女の燃焼に反対しているが、夫人Wriedtに敬意を表して小さなweeny一つは邪魔にされていないだろう。”
