Geologer har opdaget, at stærke ændringer i jordens magnetfeltes polaritet kan forekomme på meget kort tid - kun halvandet århundrede er nok til, at polerne kan dreje mere end 100 grader. Forskere kom til denne konklusion som et resultat af radioisotop og paleomagnetisk analyse af stalagmitter, der var omkring 100 tusinde år gamle, fundet i en af hulerne i det sydlige Kina. Derudover kan en så hurtig overgang være begyndelsen på en lang periode med geodynamisk anomali, hvor jordens magnetiske felt ændrer retningen ganske ofte og hurtigt i løbet af et årtusinde, skriver forskere i Proceedings of the National Academy of Sciences.
I begyndelsen af det 20. århundrede opdagede geologer, at de sydlige og nordlige magnetiske poler på Jorden skiftede plads flere gange i løbet af vores planet. Processen med at skifte poler er af stokastisk karakter og har derfor ikke en udtalt periode - mellem to på hinanden følgende ændringer af positioner kan både flere titusinder og flere millioner år forekomme. Samtidig har en sådan inversion aldrig sket i løbet af en person på Jorden.
Det antages, at den sidste af disse omvæltninger fandt sted for omkring 773 tusind år siden, men efter det så blev de såkaldte "geomagnetiske udflugter" - perioder med magnetisk feltinstabilitet, hvor magnetfeltets retning midlertidigt roterer gennem en vinkel på 60 til 180 grader, hvorefter ret hurtigt vender tilbage til sin oprindelige position. Feltstyrken under sådanne begivenheder i nogle områder kan reduceres til næsten nul. Som i tilfælde af fuldstændig inversion af magnetfeltet, er disse perioder med ustabilitet forbundet med turbulente processer, der forekommer i flydende metalskallen i jordens kerne, men en entydig forklaring på denne effekt er endnu ikke blevet foreslået.
For at studere mere detaljeret de processer, der finder sted under en sådan geomagnetisk udflugt, foreslog geologer fra Taiwan, Kina og Australien, ledet af Chuan-Chou Shen fra National Taiwan University, at studere stalagmitter fra Sanxing Cave i det sydlige Kina.
Placering af Sanxing Cave, hvor stalagmitter blev indsamlet til paleomagnetisk forskning, og fotografier af to stalagmitter undersøgt.
Analyse af indholdet af uran- og thoriumisotoper i stalagmitter gjorde det muligt at datere prøverne med en nøjagtighed på 10 år: det viste sig, at klippernes alder var fra 91 til 107 tusind år. Yderligere paleomagnetiske undersøgelser viste, at i løbet af dette interval blev der observeret et ret stort antal magnetodynamiske anomalier på Jorden, hvor varigheden og frekvensen varierede meget. Amplituden til reversering af magnetfeltet i denne periode overskred undertiden 100 grader, mens disse rotationer viste en udtalt asymmetri - i forhold til den normale retning roterede polariteten på den østlige halvkugle hovedsageligt mod syd og øst.
Det viste sig, at hvis perioden fra 92 til 98 tusinde år siden, nogle perioder med anomalier strakte sig i årtusinder, så for 103-106 tusinde år siden, varigheden af de geomagnetiske udflugter noget mindre - flere århundreder. Forskere formåede også at måle varigheden af magnetfeltomvendingen. Det viste sig, at Jordens magnetfelt kun tog omkring 144 år at dreje hundrede grader - dette er meget mindre end den tid, som forskere tidligere anså for at være tilstrækkelige til en sådan proces.
Vipningen af Jordens magnetiske akse i perioden fra 99 til 96 tusind år siden (venstre) og diagrammet over den maksimale forskydning af planetens magnetiske pol i denne periode (højre).
Salgsfremmende video:
Ifølge geologer gjorde de data, de opnåede, det første gang muligt at estimere med sådan nøjagtighed de tidsmæssige egenskaber ved geomagnetiske udflugter med en skarp ændring i polariteten i Jordens magnetfelt. Forfatterne af værket bemærker, at i perioder med sådanne anomalier, er planetens magnetiske felt altid svækket, på grund af hvilken den kosmiske stråling kan trænge dybere ned i atmosfæren. Resultaterne af arbejdet viste, at en ændring i magnetisk polaritet kan forekomme meget hurtigt, og hvis dette sker, vil det påvirke satellitsystemer, biosfæren og det menneskelige samfund.
For mere nøjagtigt at studere dynamikken i Jordens magnetfelt udfører forskere ikke kun geologisk forskning, men bruger også moderne beregningsmetoder. Så ved hjælp af computermodellering var geologer i stand til at vise, at ændringen i den magnetiske polaritet på vores planet sandsynligvis forekommer som et resultat af påvirkningen af dynamo-bølger inde i kernen. Det er interessant, at nogle gange, når man studerer sådanne komplekse problemer, ikke kun moderne tilgange kommer til redning, men også ritualerne for mennesker, der boede på Jorden for mere end tusind år siden. Så ved at måle magnetiseringen af sandpartikler, der blev dannet da de satte fyr på korrektion i kvæg i det sydlige Afrika, har forskere rekonstrueret et billede af fordelingen af jordens magnetfelt i 1000-1600 e. Kr.
Alexander Dubov