Žmonės yra įpratę, kad tokie dideli pokyčiai, kaip žemynų pertvarkymas ar klimatas, vyksta lėtai. Vienai kartai sunku juos įvertinti, bet poroje ir tiesiog pastebėti. Tačiau čia yra atradimas: grandiozinis įvykis - magnetinių ašigalių apsisukimas - gali būti beveik akimirksniu net pagal žmogaus standartus. Ir gimtoji planeta gali sugalvoti tokį triuką prieš mūsų akis.
Inversijų ciklas
Neseniai Scottas Baughas iš Vakarų koledžo Los Andžele ir Jonathanas Glenas iš JAV geologijos tarnybos tyrinėjo senovės magmines uolienas Battle Mountain, Nevadoje. Taigi amerikiečių geologai parodė, kad planetos magnetinis laukas gali pasikeisti tūkstančius kartų greičiau, nei mokslininkai manė iki šiol.
Dėka paleomagnetizmo reiškinio, savotiško geomagnetinio lauko fiksavimo aušančioje ir kristalizuojančioje lavoje, mokslininkai nustatė, kad tuo metu, kai mūšio kalne susidarė uolienos (o tai įvyko prieš 15 milijonų metų), Žemės magnetinio poliaus poslinkis vos per vienerius metus buvo 53 laipsniai.
Remiantis dabartinėmis idėjomis, skystoji jo šerdies dalis yra atsakinga už Žemės magnetinio lauko susidarymą. Tačiau branduolyje vykstantys procesai vis dar menkai suprantami. Šioje srityje tyrėjai ir dabar atranda grandiozinių reiškinių, tokių kaip „virškinimas“.
Paveikslėlyje parodyta vidinė (raudona) ir išorinė (geltona) Žemės šerdis, magnetinio lauko linijos (mėlyna), metaliniai srautai (rudos linijos), kuriuos sukelia šerdies sukimasis (juoda rodyklė), ir konvekciniai srautai (šviesiai rudos rodyklės) (iliustracija su svetainė qwickstep.com).
Reklaminis vaizdo įrašas:
Tame sėkmingame (šių dienų mokslininkų) išsiveržime pirmoji lavos dalis jau buvo užšalusi („prisimenant“geomagnetinio lauko kryptį), tačiau po metų ją vėl sušildė antrasis išlydytos uolienos protrūkis, „perrašydamas“savo viršutiniame sluoksnyje naują kryptį, kuri skiriasi 53 laipsniais nuo senas.
Bet, remiantis dabartiniais duomenimis, magnetinių ašigalių apsisukimas trunka 4-5 tūkstančius ar net daugiau metų. Tai reiškia, kad polių poslinkis per tokius renginius vidutiniškai siekia 0,045 laipsnio per metus. Tačiau Baughas ir Glenas mano, kad poliškumas gali pasikeisti daug greičiau, vos per ketverius metus.
Jei šiai hipotezei uždėsime pirmuosius ženklus, kad kitas poslinkis jau prasidėjo, galime daryti išvadą: turime galimybę pagauti vieną grandioziškiausių epizodų geologinėje planetos istorijoje.
Mokslininkai ilgą laiką ginčijosi, kad Žemės magnetinis laukas gali pasisukti artimiausioje ateityje. Ir šis įvykis nėra planetos katastrofa, o gana įprastas procesas, jei pažvelgsite į jį geologinių epochų požiūriu.
Vienintelis klausimas, ar netrukus kataklizmas įvyks pagal įprastus žmogaus standartus, ar reikia laukti daugiau nei tūkstantį metų iki grandiozinio pasirodymo. Diskutuojama ir apie tai, kiek užtruks pati inversija.
Geomagnetinio lauko poliškumas nuo šių dienų iki vidurio Juros periodo (viršuje) ir per pastaruosius penkis milijonus metų (apačioje). Juodos sritys - poliškumas, atitinkantis šiandienos, baltos - priešingos (iliustracijos iš svetainės wikipedia.org).
Mūsų planetos magnetinių polių poliarumo pasikeitimo dažnis praeityje labai skyrėsi. Galite tik apytiksliai išskaičiuoti vidurkį: stulpai apsisuko kas 200–300 tūkstančių metų.
Tuo pačiu metu, maždaug prieš 42 milijonus metų, per tris milijonus metų įvyko 17 atšaukimų, ir buvo labai ilgas laikotarpis be pakeitimų, jis truko nuo 120 iki 83 milijonų metų. O prieš jį buvo kitų ilgų epochų be perversmų.
Todėl mokslininkai mano, kad inversija yra gana atsitiktinis procesas ir neįmanoma sugauti akivaizdžių jos modelių. Nepaisant to, paskutinį kartą magnetinių polių „apvirtimas“įvyko net prieš 780 tūkstančių metų. Jau vien dėl šios priežasties galima atsargiai manyti, kad planeta ruošiasi kitam tokiam permutacijai. Ir tada yra nemažai netiesioginių artėjančių pokyčių požymių.
Ar pasikeitus poliui yra gyvenimas?
Šiaurės magnetinis Žemės polius nuskubėjo į Rusiją: matuodami jos poslinkio greitį 2009 m., Mokslininkai per metus gavo 64 kilometrus. Tuo tarpu 1970-aisiais šis greitis siekė 10–15 km / metus, o tik prieš šešerius metus - apie 60. Akceleracija akivaizdi.
Per 150 metų geomagnetinio lauko intensyvumas sumažėjo apie 10%, o per pastaruosius 22 metus jis sumažėjo 1,7% (vidutiniškai, nes pokyčiai toli gražu nėra vienodi skirtinguose planetos regionuose). Tuo pačiu metu padidėjo smaigalių - lauko poliarinių sričių, kuriose jėgos linijos išsiskyrė į šonus, atidarymo kampas.
Juostinės magnetinės anomalijos yra vienas iš praeities magnetinio lauko pasikeitimo įrodymų. Vandenyno keterose ištekančios uolos užšąla, išlaikydamos savo įmagnetinimą dabartine lauko orientacija. Dėl išplitusių litosferos blokų tokie sukietėję srautai sudaro lygiagrečias juostas su kintamu magnetizavimu (iliustracija iš svetainės wikipedia.org).
Apskritai, atrodo, kad pastaraisiais metais Žemės magnetosfera pradėjo „tekėti“. Saulės ir žemės ryšių ekspertai spėlioja apie stipresnių nei įprastai magnetinių audrų ir aurorų galimybę saulės aktyvumo piko metu ką tik prasidėjusiame cikle.
Tai nėra panikos priežastis. Kaip lengva suprasti, „Homo Sapiens“atmintyje inversija dar neįvyko, tačiau daug tokių įvykių įvyko anksčiau ir gyvenimas Žemėje nebuvo nutrauktas.
Tačiau mokslininkams kelia nerimą tai, kad didelis ašies susilpnėjimas lydi ašigalio pasikeitimą. Deja, vis dar neįmanoma pagaliau pasakyti, ar laukas kuriam laikui išnyks ir kiek laiko planeta išliks be magnetinio skydo.
Magnetinių anomalijų gedimo zonoje netoli Vankuverio salos pavyzdys. Spalva rodo uolienas su normaliu įmagnetinimu (sutampa su šiuolaikiniu lauku), spragas - su atvirkštiniu įmagnetinimu. Skalė pateikiama milijonais metų (iliustracija iš hawaii.edu).
Tačiau, jei mes padarysime analogiją su Saulės magnetinių polių pasikeitimu (ir tai vyksta kas 11 metų), tai neturėtų visiškai įvykti mūsų laukas, o katastrofiškų pasekmių žmonėms ir apskritai gyvenimui neatsitiks.
Čia, beje, super greita permaina, kurią perėmė Scottas ir Jonathanas, žaidžia į mūsų rankas. Galų gale, tokiu būdu rizikuojame būti veikiami padidinto kosminių spindulių lygio trumpiau.
Dabartinis stulpo dreifas 64 kilometrų per metus metu yra maždaug 0,6 laipsnio per metus. Naujajame tyrime palyginkite tai su 53 laipsniais. Tiesa, nežinoma, ar tai buvo trumpas pliūpsnis tylesnio poslinkio fone (galbūt senovės išsiveržimas užklupo patį inversijos proceso piką), ar visiškas magnetinių „šiaurės“ir „pietų“apsisukimas tąkart pasirodė toks greitas. Šis klausimas yra naujų tyrimų tema.
Istorija su apvirstančiu magnetiniu lauku yra panaši į kito atradimo istoriją - galingo apledėjimo atėjimas per paskutinį ledynmetį vos per šešis mėnesius. Tai privertė mokslininkus naujai pažvelgti į tai, kaip greitai planetos klimatas gali pasikeisti iš vienos valstybės į kitą (kadras iš cgnews.com).
Perversmas atkurs teisingumą
Ne visi, beje, žino, kad šiaurinis magnetinis žemės polius fizine prasme yra pietūs ir atvirkščiai. Tokiu būdu kilo painiava. Kai mokslininkai pasirinko įprasto magneto polių pavadinimus, jie galėjo jiems suteikti bet kokius pavadinimus, net pliusus ir minusus, bent jau abstrakčias raides. Tačiau tuo metu žmonės jau seniai naudojo kompasus, kurių rodyklės yra dipolio magnetai. Ir tas jų galas, nukreiptas į šiaurę, buvo vadinamas šiauriniu magneto ašimi (originalo prasme, besitęsiančiu į šiaurę), o nukreiptu į pietus - į pietus, bet kadangi priešingus polius traukia magnetai, pasirodė, kad žemės magnetinis laukas turi pietinį (fizine prasme) yra šiaurėje ir vadinamas „šiauriniu magnetiniu ašimi“, o fizinis šiaurė yra pietuose.
Įdomu tai, kad jei įvyks žemės lauko inversija ir magnetinių polių pavadinimai nebus pakeisti, teisingumas bus atkurtas jų vardų atžvilgiu.
Paveiksle parodytas kampas tarp Žemės sukimosi ašies ir dipolio ašies bei jėgos linijų krypties (iliustracija - Peteris Reidas).
Vis dėlto grįžkime šiek tiek atgal. Geologai sako, kad stulpų pabėgimas iš savo vietų įvyko ir dar įspūdingesnis. 1995 m. Mokslininkai išanalizavo senovinių magminių uolienų magnetinį įnašą Stins kalne Oregone ir nustatė, kad planetos magnetinio lauko sukimosi greitis aušant lavos srautui pasiekė neįsivaizduojamus šešis laipsnius per dieną. Tai buvo keliais dydžiais didesnė už greitį, kurį galėjo sugalvoti mokslas, be abejo, neskaičiuojant kasdienio polių padėties svyravimo, kurį sąlygojo įkrautų saulės vėjo dalelių veikimas. Todėl daugelis ekspertų ginčijo to darbo autorių išvadas.
Tačiau dabar mokslininkai atrado antrą įrodymą, rodantį, kad vis dar įmanoma greitai apversti geomagnetinį lauką. Dabar būtų gerai suprasti, ar tokie momentiniai (pagal geologinius standartus) lauko šuoliai inversijoms yra įprasti, ar išskirtiniai.