Горячая жидкость, которая циркулирует вокруг внешнего ядра Земли, питает гигантское магнитное поле, которое обнимает нашу планету с самого ее рождения, защищая ее от вредной солнечной радиации. Но это магнитное поле, как известно, становится беспокойным - и пару раз каждые миллион лет или около того полюса переворачиваются, и магнитный юг становится магнитным севером и наоборот.
Теперь новое исследование предполагает, что магнитные полюса могут переворачиваться гораздо чаще, чем думали ученые. Это то, что, по-видимому, произошло около 500 миллионов лет назад во время кембрийского периода, когда существа Земли подвергались эволюционным всплескам роста, превращаясь в более сложные формы жизни.
Чтобы понять работу магнитного поля в течение этого времени, группа исследователей из Института физики Парижского земного шара и Российской академии наук собрала образцы осадков из обнажения в северо-восточной Сибири.
В лаборатории они определили ориентацию магнитных частиц, захваченных в отложениях, медленно нагревая их до экстремальных температур, чтобы размагнитить их. Ориентация частиц соответствовала направлению магнитного поля (например, куда направлен магнитный север) во время и месте осаждения осадка. Исследователи точно настроили возраст отложений, датируя окаменелости трилобита, найденные в тех же самых слоях, и таким образом смогли приблизиться, когда магнитные поля перевернулись.
Команда обнаружила, что около 500 миллионов лет назад магнитное поле планеты переворачивалось примерно 26 раз каждые миллионы лет или около того - самая высокая частота, когда-либо предлагаемая. Это «крайность», учитывая, что до недавнего времени пять сальто на миллион лет считались очень высокими, сказал ведущий автор исследования Ив Галле, директор по исследованиям Французского национального центра научных исследований в Институте физики Глобуса в Париже.
Но, возможно, «столь же интересно» то, что вскоре после этого, в течение нескольких миллионов лет, частота переворачивания очень быстро упала, сказал Галлет. Между 495 и 500 миллионами лет назад магнитное поле начало переворачиваться со скоростью примерно один-два раза каждые миллионы лет.
«Доминирующая идея в течение многих лет» заключалась в том, что частота инверсий магнитного поля будет эволюционировать только постепенно в течение десятков миллионов лет, сказал он. Но «здесь мы показываем внезапное изменение частоты разворота, происходящее в масштабе миллиона лет».
Понятно, что процесс, который генерировал магнитное поле во внешнем ядре 500 миллионов лет назад, сильно отличался от наблюдаемого сегодня, добавил он. Но что именно толкало магнитное поле Земли к так часто, неясно, сказал он. Одна возможность состоит в том, что частые изменения могли быть вызваны изменениями тепловых условий на границе между жидко-железным внешним ядром и мантией, обусловленной динамикой мантии, сказал он. Недавние исследования также показали, что внутреннее ядро могло начать охлаждаться и затвердевать около 600 или 700 миллионов лет назад. Этот процесс мог также сыграть роль в функционировании магнитного поля, сказал он.
Последнее изменение магнитного поля произошло около 780 000 лет назад, но, хотя есть опасения, что это может произойти снова скоро - что может временно ослабить поле, что приведет к тому, что вредная солнечная радиация достигнет нас - это, вероятно, не "скоро" с точки зрения человеческих лет.
«Важно помнить, что временной масштаб, который мы рассматриваем для эволюции частоты магнитного обращения, составляет, по меньшей мере, несколько миллионов лет», - сказал Галлет. При таких масштабах инверсии магнитного поля могут развиваться более или менее быстро. Но «изменение магнитной полярности не на завтра», добавил он.
Результаты были опубликованы онлайн 20 сентября в журнале Earth and Planetary Science Letters.
Примечание редактора: эта статья была обновлена 11 октября в 9:50, чтобы прояснить, что частые изменения могли быть вызваны изменениями тепловых условий на границе между жидко-железным ядром и мантией, а не в жидкости -железное ядро.
- Религия и наука: 6 видений ядра Земли
- Земля сверху: 101 потрясающий снимок с орбиты
- Фото Авроры: Захватывающие дух виды Северного сияния
