Геолозите са открили, че за много кратко време могат да настъпят силни промени в полярността на магнитното поле на Земята - само век и половина е достатъчен, за да могат полюсите да се обърнат повече от 100 градуса. Учените стигнаха до това заключение в резултат на радиоизотоп и палеомагнетичен анализ на сталагмити на възраст около 100 хиляди години, открити в една от пещерите в Южен Китай. Освен това такъв бърз преход може да бъде началото на дълъг период на геодинамична аномалия, при който магнитното поле на Земята променя посоката си доста често и бързо в продължение на хилядолетие, пишат учените в „Proceedings of the National Academy of Sciences“.
В началото на 20 век геолозите откриха, че южният и северният магнитни полюси на Земята многократно променят местата през живота на нашата планета. Процесът на смяна на полюсите има стохастичен характер и следователно няма ясно изразен период - между две последователни промени в позициите могат да настъпят както няколко десетки хилядолетия, така и няколко милиона години. В същото време, по време на живота на човек на Земята, такава инверсия никога не се е случвала.
Смята се, че последното от тези катаклизми се е случило преди около 773 хиляди години, но след това са така наречените „геомагнитни екскурзии“- периоди на нестабилност на магнитното поле, при които посоката на магнитното поле временно се върти под ъгъл от 60 до 180 градуса, след което доста бързо се връща в първоначалното си положение. Силата на полето по време на подобни събития в някои области може да бъде намалена до почти нула. Както в случая на пълна инверсия на магнитното поле, тези периоди на нестабилност са свързани с турбулентни процеси, протичащи в течнометалната обвивка на земното ядро, но все още не е предложено еднозначно обяснение за този ефект.
За да изучат по-подробно процесите, които се случват по време на подобна геомагнитна екскурзия, геолози от Тайван, Китай и Австралия, водени от Чуан-Чу Шен от Националния университет в Тайван, предложиха да проучат сталагмити от пещерата Сансинг в Южен Китай.
Местоположение на пещерата Сансинг, където са събрани сталагмити за палеомагнитни изследвания и фотографии на два сталагмита, изследвани.
Анализът на съдържанието на изотопи на уран и торий в сталагмити позволи да се датират пробите с точност 10 години: оказа се, че възрастта на скалите е от 91 до 107 хиляди години. Допълнителни палеомагнитни изследвания показват, че през този интервал на Земята са наблюдавани доста голям брой магнитодинамични аномалии, при които продължителността и честотата варират значително. Амплитудата на обръщане на магнитното поле през този период понякога надвишава 100 градуса, докато тези завъртания показват ясно изразена асиметрия - спрямо нормалната посока полярността в Източното полукълбо се върти главно на юг и изток.
Оказа се, че ако в периода от преди 92 до 98 хиляди години някои периоди на аномалии се простират с хилядолетия, то преди 103-106 хиляди години продължителността на геомагнитните екскурзии е била малко по-малка - няколко века. Учените също успяха да измерят продължителността на обръщането на магнитното поле. Оказа се, че на магнитното поле на Земята са нужни само около 144 години, за да се завъртят на сто градуса - това е много по-малко от времето, което учените по-рано считаха за достатъчно за подобен процес.
Наклона на магнитната ос на Земята в периода от преди 99 до 96 хиляди години (вляво) и диаграмата за максималното изместване на магнитния полюс на планетата през този период (вдясно).
Промоционално видео:
Според геолозите получените от тях данни за пръв път позволяват да се оцени с такава точност времевите характеристики на геомагнитните екскурзии с рязка промяна в полярността на магнитното поле на Земята. Авторите на работата отбелязват, че по време на такива аномалии магнитното поле на планетата винаги е отслабено, поради което космическото излъчване може да проникне по-дълбоко в атмосферата. Резултатите от работата показаха, че промяна в магнитната полярност може да настъпи много бързо и ако това се случи, това ще засегне сателитните системи, биосферата и човешкото общество.
За да изучат по-точно динамиката на магнитното поле на Земята, учените провеждат не само геоложки изследвания, но и използват съвременни изчислителни методи. И така, с помощта на компютърното моделиране геолозите успяха да покажат, че промяната в магнитната полярност на нашата планета, най-вероятно, се случва в резултат на въздействието на динамо вълните вътре в ядрото. Интересно е, че понякога при изучаването на такива сложни проблеми се оказват не само съвременни подходи, но и ритуалите на хората, живели на Земята преди повече от хиляда години. И така, чрез измерване на намагнетизирането на пясъчни частици, които са се образували при подпалването на кора от добитък в Южна Африка, учените са реконструирали картината на разпределението на магнитното поле на Земята през 1000-1600 г. сл. Хр.
Александър Дубов