Gorąca ciecz, która wiruje wokół zewnętrznego rdzenia Ziemi, zasila gigantyczne pole magnetyczne, które od samego początku tuli naszą planetę, chroniąc ją przed szkodliwym promieniowaniem słonecznym. Ale wiadomo, że to pole magnetyczne staje się niespokojne - i kilka razy na milion lat bieguny się odwracają, a magnetyczne południe staje się magnetyczną północą i odwrotnie.
Teraz nowe badania sugerują, że bieguny magnetyczne mogą obracać się znacznie częściej, niż sądzili naukowcy. Wydaje się, że tak się stało około 500 milionów lat temu w okresie kambryjskim, kiedy stworzenia na Ziemi podlegały ewolucyjnym impulsom wzrostu, przekształcając się w bardziej złożone formy życia.
Aby zrozumieć funkcjonowanie pola magnetycznego w tym czasie, grupa naukowców z Instytutu Fizyki Globe w Paryżu i Rosyjskiej Akademii Nauk zebrała próbki osadów z odkrywki na północno-wschodniej Syberii.
W laboratorium określili orientację cząstek magnetycznych uwięzionych w osadach, powoli ogrzewając je do ekstremalnych temperatur w celu rozmagnesowania. Orientacja cząstek odpowiadała kierunkowi pola magnetycznego (na przykład w którą stronę magnetycznie wskazywał północ) w czasie i miejscu osadzania się osadu. Naukowcy doprecyzowali wiek osadów, datując skamieniałości trylobitów znajdujące się w tych samych warstwach, dzięki czemu mogli oszacować, kiedy pola magnetyczne się odwrócą.
Zespół odkrył, że około 500 milionów lat temu pole magnetyczne planety zmieniało się około 26 razy co milion lat - najwyższa sugerowana częstotliwość. To „ekstremalne”, biorąc pod uwagę, że do niedawna pięć przewrotów na milion lat uważano za bardzo wysokie, powiedział główny autor Yves Gallet, dyrektor ds. Badań we Francuskim Narodowym Centrum Badań Naukowych w Instytucie Fizyki Globe w Paryżu.
Ale być może „równie interesujące” jest to, że wkrótce po tym czasie, w ciągu kilku milionów lat, częstotliwość przerzucania spadła niezwykle szybko, powiedział Gallet. Pomiędzy 495 a 500 milionami lat temu pole magnetyczne zaczęło się obracać w tempie około jeden do dwóch razy na milion lat.
Powiedział, że „dominującą ideą przez wiele lat” było to, że częstotliwość odwracania pola magnetycznego będzie ewoluować stopniowo w ciągu dziesiątek milionów lat. Ale „tutaj pokazujemy nagłą zmianę częstotliwości odwracania występującą w skali miliona lat”.
Dodał, że jest jasne, że proces, który wygenerował pole magnetyczne w zewnętrznym rdzeniu 500 milionów lat temu, był bardzo różny od obserwowanego dzisiaj. Jednak to, co dokładnie popychało pole magnetyczne Ziemi do tak częstego odwracania się, jest niejasne, powiedział. Powiedział, że jedną z możliwości jest to, że częste zmiany mogły być spowodowane zmianami warunków termicznych na granicy między zewnętrznym rdzeniem ciecz-żelazo a płaszczem napędzanym przez dynamikę płaszcza. Ostatnie badania sugerują również, że wewnętrzny rdzeń mógł zacząć się ochładzać i zestalać około 600 lub 700 milionów lat temu. Powiedział, że proces ten mógłby również odgrywać rolę w funkcjonowaniu pola magnetycznego.
Ostatnie odwrócenie pola magnetycznego miało miejsce około 780 000 lat temu, ale chociaż istnieją obawy, że może się to powtórzyć wkrótce - co może tymczasowo osłabić pole, powodując dotarcie do nas szkodliwego promieniowania słonecznego - prawdopodobnie nie będzie ono „wkrótce” w kategoriach ludzkich lat.
„Ważne jest, aby pamiętać, że skala czasowa, którą rozważamy dla ewolucji częstotliwości odwrócenia magnetycznego, wynosi co najmniej kilka milionów lat” - powiedział Gallet. W tej skali odwrócenie pola magnetycznego może ewoluować w kierunku mniej więcej szybkim. Ale „odwrócenie biegunowości magnetycznej nie jest na jutro” - dodał.
Odkrycia zostały opublikowane online 20 września w czasopiśmie Earth and Planetary Science Letters.
Nota redaktora: Artykuł został zaktualizowany 11 października o 9:50 w celu wyjaśnienia, że częste zmiany mogły być spowodowane zmianami warunków termicznych na granicy między rdzeniem ciecz-żelazo a płaszczem, a nie w cieczy -Żelazny rdzeń.
- Religia i nauka: 6 wizji rdzenia Ziemi
- Ziemia z góry: 101 oszałamiających obrazów z orbity
- Aurora Photos: Zobacz zapierające dech w piersiach widoki zorzy polarnej
