Folk er vant til, at sådanne store ændringer som omformning af kontinenter eller klima er langsomme. Det er svært for en generation at værdsætte dem, men i et par og bare lægge mærke til det. Her er dog en opdagelse: en grandiose begivenhed - en vending af de magnetiske poler - kan være næsten øjeblikkelig selv efter menneskelige standarder. Og hjemmeplaneten er i stand til at trække et sådant trick ud for vores øjne.
Inversionscyklus
For nylig studerede Scott Baugh fra Western College Los Angeles og Jonathan Glen fra US Geological Survey gamle vulkanske klipper i Battle Mountain, Nevada. Så amerikanske geologer har vist, at vending af planetens magnetfelt kan forekomme tusinder af gange hurtigere, end forskere havde antaget indtil nu.
Takket være fænomenet paleomagnetisme, en slags registrering af det geomagnetiske felt i den afkølende og krystalliserende lava, har forskerne fastslået, at på tidspunktet for dannelsen af klipper i Battle Mountain (og dette skete for 15 millioner år siden) var Jordens magnetiske polskift 53 grader på bare et år.
Ifølge nuværende ideer er den flydende del af dens kerne ansvarlig for dannelsen af jordens magnetfelt. Men processerne i kernen er stadig dårligt forstået. I dette område fortsætter forskere med at opdage grandiose fænomener som "fordøjelse" selv nu.
Figuren viser jordens indre (røde) og ydre (gule) kerne, magnetfeltlinjer (blå), metalstrømme (brune linjer) forårsaget af rotation af kernen (sort pil) og konvektive strømninger (lysebrune pile) (illustration med websted qwickstep.com).
Salgsfremmende video:
I det vellykkede (for nutidens forskere) udbrud var den første del af lava allerede frosset ("husker" retningen af det geomagnetiske felt), men et år senere blev den igen opvarmet af det andet udbrud af smeltet sten og "omskrev" i dets øverste lag en ny retning, som adskiller sig med 53 grader gammel.
Men ifølge aktuelle data tager reverseringen af de magnetiske poler 4-5 tusind år eller endnu mere. Dette betyder, at polskiftet under sådanne begivenheder i gennemsnit er 0,045 grader om året. Men Baugh og Glen mener, at vending af polaritet kan ske meget hurtigere på bare fire år.
Hvis vi lægger oven på denne hypotese de første tegn på, at det næste skift allerede er begyndt, kan vi konkludere: vi har en chance for at fange en af de mest ambitiøse episoder i planetens geologiske historie.
Forskere har længe argumenteret for, at Jordens magnetfelt kan vende inden for en meget overskuelig fremtid. Og denne begivenhed er ikke en katastrofe for planeten, men en ganske almindelig proces, hvis man ser på den fra geologiske epoker.
Det eneste spørgsmål er, om katastrofen snart vil ske i henhold til almindelige menneskelige standarder, eller om det er nødvendigt at vente mere end tusind år før den storslåede forestilling. Og hvor lang tid selve inversionen vil tage, er også genstand for diskussion.
Polariteten af det geomagnetiske felt fra i dag til midten af jura perioden (øverst) og over de sidste fem millioner år (nederst). Sorte områder - polaritet svarende til nutidens, hvide - modsatte (illustrationer fra webstedet wikipedia.org).
Frekvensen af polaritetsomvendelse af vores planetens magnetiske poler har varieret meget tidligere. Du kan kun groft udlede gennemsnittet: polerne vendte hvert 200-300 tusind år.
På samme tid for omkring 42 millioner år siden skete der 17 tilbageførsler på tre millioner år, og der var en meget lang periode uden tilbageførsler, den varede fra 120 til 83 millioner år siden. Og før ham var der andre lange epoker uden kup.
Derfor mener forskere, at inversion er en ret tilfældig proces, og det er umuligt at fange indlysende mønstre i den. Ikke desto mindre skete sidste gang "væltning" af de magnetiske poler så meget som 780 tusind år siden. Af denne grund alene kan man med forsigtighed antage, at planeten forbereder sig på den næste sådan permutation. Og så er der en række indirekte tegn på forestående ændring.
Er der liv efter polskiftet?
Jordens nordmagnetiske pol skyndte sig til Rusland: når man måler hastigheden på dens forskydning i 2009, modtog forskere 64 kilometer om året. I mellemtiden var denne hastighed i 1970'erne 10-15 km / år, og for kun seks år siden - omkring 60. Acceleration er tydelig.
Over 150 år er intensiteten af det geomagnetiske felt faldet med ca. 10%, og i de sidste 22 år er det faldet med 1,7% (i gennemsnit, da ændringerne langt fra er de samme i forskellige regioner på planeten). Samtidig steg cuspsens åbningsvinkel - feltets polare områder, hvor kraftlinjerne divergerer til siderne - steg.
Stribe magnetiske anomalier tjener som en af tegnene på reverseringer af magnetfeltet i fortiden. Klipperne, der strømmer ud i de oceaniske kamme, fryser og bevarer deres magnetisering med den aktuelle feltretning. På grund af spredningen af litosfærens blokke danner sådanne frosne strømme parallelle striber med skiftevis magnetisering (illustration fra webstedet wikipedia.org).
Generelt synes Jordens magnetosfære i de senere år at være begyndt at "lække". Eksperter inden for jordbaseret kommunikation spekulerer i muligheden for stærkere end sædvanlige magnetiske storme og nordlys under toppen af solaktivitet i en cyklus, der lige er begyndt.
Dette er ikke en grund til panik. Da det er let at forstå, er hukommelsen i Homo Sapiens minde endnu ikke sket, men mange sådanne begivenheder er sket før, og livet på Jorden er ikke blevet afbrudt.
Forskere er imidlertid bekymrede over den markante svækkelse af feltet, der ledsager polomlægningen. Ak, det er stadig umuligt at sige endelig, om feltet forsvinder helt i nogen tid, og hvor længe planeten forbliver uden magnetisk skjold.
Et eksempel på stregmagnetiske anomalier i en fejlzone nær Vancouver Island. Farven viser klipper med normal magnetisering (sammenfaldende med det moderne felt), huller - med omvendt magnetisering. Vægten er på millioner af år (illustration fra hawaii.edu).
Men hvis vi tegner en analogi med ændringen af Solens magnetiske poler (og det sker hvert 11. år), så bør det fuldstændige tab af vores felt ikke forekomme, og katastrofale konsekvenser for mennesker og livet generelt vil ikke ske.
Her spiller forresten det superhurtige skift, antaget af Scott og Jonathan, i vores hænder. Når alt kommer til alt, løber vi denne risiko for at blive udsat for et øget niveau af kosmiske stråler i kortere tid.
Polens nuværende drift på 64 kilometer om året er cirka 0,6 grader om året. Sammenlign det med 53 grader i det nye studie. Sandt nok vides det ikke, om det var et kort udbrud på baggrund af en mere støjsvag forskydning (måske det gamle udbrud fangede toppen af inversionsprocessen) eller den fuldstændige vending af det magnetiske "nord" og "syd" viste sig virkelig at være så hurtigt den tid. Dette spørgsmål er et emne for ny forskning.
Historien om det væltende magnetfelt ligner historien om en anden opdagelse - ankomsten af en kraftig istid inden for den sidste istid på bare seks måneder. Det fik forskere til at tage et nyt kig på, hvor hurtigt planetens klima kan ændre sig fra en stat til en anden (ramme fra cgnews.com).
Et kup vil genoprette retfærdigheden
Ikke alle ved forresten, at den nordlige magnetiske pol på jorden i fysisk forstand er syd og omvendt. Der var forvirring på denne måde. Når forskere valgte navnene til polerne på en almindelig magnet, kunne de give dem alle navne, endda plus og minus, i det mindste nogle abstrakte bogstaver. Men på det tidspunkt havde folk længe brugt kompasser, hvis pile er dipolmagneter. Og den ende af dem, der peger mod nord, blev kaldt magnetens nordpol (i den oprindelige forstand strækker sig mod nord), og den der peger mod syd - syd, men da de modsatte poler tiltrækkes af magneterne, viste det sig, at jordens magnetfelt har en sydpol (i fysisk forstand) er placeret i nord og kaldes "nordmagnetpolen", og det fysiske nord er i syd.
Det er interessant, at hvis inversionen af jordens felt forekommer, og navnene på de magnetiske poler ikke ændres, vil retfærdigheden blive genoprettet med hensyn til deres navne.
Figuren viser vinklen mellem jordens rotationsakse og dipolens akse og retning af kraftlinjerne (illustration af Peter Reid).
Lad os dog gå lidt tilbage. Geologer siger, at det er sket og mere imponerende at flygte fra polerne fra deres steder. I 1995 analyserede forskere den remanente magnetisering af gamle vulkanske klipper i Stins Mountain i Oregon og fandt ud af, at rotationshastigheden for planetens magnetfelt under afkøling af lavastrømmen nåede utænkelige seks grader om dagen. Dette var flere størrelsesordener højere end den hastighed, som videnskaben kunne tænke på, uden selvfølgelig at tælle den daglige udsving i polernes position forårsaget af virkningen af ladede partikler fra solvinden. Derfor bestred mange eksperter konklusionerne fra forfatterne af dette arbejde.
Men nu har forskere opdaget et andet bevis, der viser, at hurtige flip af det geomagnetiske felt stadig er mulige. Nu ville det være godt at forstå - sådanne øjeblikkelige (efter geologiske standarder) feltspring til inversioner er almindelige eller usædvanlige.