En ny undersøgelse fra University of Leeds og University of California, San Diego, viser, at ændringer i retning af jordens magnetfelt kan forekomme 10 gange hurtigere end tidligere antaget.
Deres undersøgelse giver ny indsigt i den hvirvlende strøm af jern 2.800 kilometer under planetens overflade og hvordan det har påvirket magnetfeltets bevægelse de sidste hundrede tusind år.
Vores magnetfelt oprettes og vedligeholdes af den konvektive strøm af smeltet metal, der danner jordens ydre kerne. Bevægelse af flydende jern skaber elektriske strømme, der fodrer marken, som ikke kun hjælper med at orientere navigationssystemer, men også hjælper med at beskytte os mod skadelig udenrigsstråling og holder vores atmosfære på plads.
Magnetfeltet skifter konstant. Satellitter giver nu nye midler til at måle og spore dets aktuelle skift, men feltet har eksisteret længe før kunstige optagelsesenheder blev opfundet. For at opfange feltets udvikling bagud gennem geologisk tid analyserer forskere magnetiske felter, der er registreret ved nedbør, lavastrømme og kunstige artefakter. Det er ekstremt udfordrende at spore signalet fra Jordens hovedfelt ekstremt udfordrende, og derfor diskuteres hastigheden af feltændring vurderet ved hjælp af disse typer analyser stadig.
Nu er Dr. Chris Davis, lektor ved Leeds og professor Catherine Constable fra H. Scripps, University of California, San Diego, tog en anden tilgang. De kombinerede computersimuleringer af feltgenerationsprocessen med en for nylig offentliggjort rekonstruktion af ændringer i Jordens magnetfelt i de sidste 100.000 år.
Deres forskning, der er offentliggjort i Nature Communications, viser, at ændringer i retning af Jordens magnetfelt har nået hastigheder, der er 10 gange den hurtigste strømudsving på op til en grad om året.
De demonstrerer, at disse hurtige ændringer er forbundet med lokal svækkelse af magnetfeltet. Dette betyder, at disse ændringer normalt forekom på tidspunkter, hvor feltet ændrede polaritet, eller under geomagnetiske afvigelser, når dipolaksen, svarende til kraftlinjer, der opstår ved den ene magnetpol og konvergerer ved den anden, bevæger sig langt væk fra steder mod nord og syd. geografiske poler.
Det mest slående eksempel på dette i deres undersøgelse er den pludselige ændring i retningen af det geomagnetiske felt med ca. 2,5 grader pr. År for 39.000 år siden. Dette skift var forbundet med lokalt svage feltstyrker i en begrænset rumlig region ud for vestkysten af Mellemamerika og fulgte den globale Lashamp-vandretur - en kort ændring i jordens magnetfelt for ca. 41.000 år siden.
Salgsfremmende video:
Sådanne begivenheder afsløres i computersimuleringer af feltet, som kan afsløre langt flere detaljer om deres fysiske oprindelse end en begrænset paleomagnetisk genopbygning.
Deres detaljerede analyse viser, at de hurtigste retningsændringer er forbundet med bevægelsen af tilbagestrømningspotter langs overfladen af væskekernen. Disse pletter er mere almindelige ved lavere breddegrader, hvilket antyder, at fremtidige søgninger efter hurtige retningsændringer bør fokusere på disse områder.
Dr. Davis fra Jord- og miljøskolen sagde:”Vi har en meget ufuldstændig viden om vores magnetfelt indtil for 400 år siden. Da disse hurtige ændringer repræsenterer nogle af de mere ekstreme egenskaber ved den flydende kerne, kan de give vigtige indsigter i opførelsen af Jordens indre.”
Prof Constable sagde:”At forstå, om computersimuleringer af magnetfeltet nøjagtigt afspejler den fysiske opførsel af det geomagnetiske felt, som indikeret af geologiske data, kan være meget vanskeligt.
”Men i dette tilfælde lykkedes det os at nå gensidig forståelse både om ændringshastigheden og den generelle placering af de mest ekstreme begivenheder i en række computersimuleringer. Yderligere undersøgelse af udviklingen af dynamik i disse simuleringer giver en nyttig strategi til at dokumentere, hvordan sådanne hurtige ændringer forekommer, og om de også opdages i tider med stabil magnetisk polaritet, som det, vi oplever i dag.