W latach pięćdziesiątych oceaniczne statki badawcze rejestrowały zagadkowe dane oparte na magnetyzm dna oceanu. Ustalono, że skała dna oceanu ma pasma zatopionych tlenków żelaza, które na przemian wskazują na geograficzną północ i geograficzne południe. To nie był pierwszy raz, gdy znaleziono takie mylące dowody. Na początku XX wieku geolodzy znalazłem trochę skała wulkaniczna został namagnesowany w sposób odwrotny do oczekiwanego. Ale to obszerne dane z lat 50. XX wieku skłoniły do szeroko zakrojonych badań i do 1963 r. Zaproponowano teorię odwrócenia ziemskiego pola magnetycznego. Od tego czasu jest to podstawa nauki o ziemi.
Jak powstaje ziemskie pole magnetyczne
Uważa się, że magnetyzm ziemi powstaje w wyniku powolnych ruchów w zewnętrznej cieczy rdzeń planety, która składa się głównie z żelaza, spowodowanego obrotem ziemi. W podobny sposób, w jaki obrót cewki generatora wytwarza pole magnetyczne, obrót ciekłego zewnętrznego rdzenia Ziemi generuje słabe pole elektromagnetyczne. To
pole magnetyczne rozciąga się w przestrzeń kosmiczną i służy do odchylania wiatru słonecznego od słońca. Generowanie ziemskiego pola magnetycznego jest procesem ciągłym, ale zmiennym. Często dochodzi do zmiany natężenia pola magnetycznego, a dokładna lokalizacja biegunów magnetycznych może dryfować. Prawdziwa północ magnetyczna nie zawsze odpowiada geograficznemu biegunowi północnemu. Może także spowodować całkowite odwrócenie całej polaryzacji pola magnetycznego Ziemi.Jak możemy zmierzyć zmiany pola magnetycznego
Płynna lawa, który twardnieje w skałę, zawiera ziarna tlenków żelaza, które reagują na pole magnetyczne ziemi, wskazując na biegun magnetyczny, gdy skała zestala się. Ziarna te są zatem trwałymi zapisami położenia pola magnetycznego ziemi w czasie formowania się skały. Gdy na dnie oceanu powstaje nowa skorupa, nowa skorupa zestala się z cząstkami tlenku żelaza działającymi jak miniaturowe igły kompasu, wskazując wszędzie tam, gdzie jest północ magnetyczna. Naukowcy badający próbki lawy z dna oceanu zauważyli, że cząsteczki tlenku żelaza wskazują w nieoczekiwanych kierunkach, ale aby zrozumieć, co to znaczy, musieli wiedzieć, kiedy powstały skały i gdzie się znajdowały w momencie, gdy zestaliły się z cieczy lawa.
Metoda datowania skał za pomocą analizy radiometrycznej jest dostępna od początku XX wieku, więc ustalenie wieku próbek skał znalezionych na dno oceanu.
Wiadomo jednak również, że dno oceanu przemieszcza się i rozprzestrzenia w czasie, a informacja o starzeniu się skał została połączona z informacją dopiero w 1963 r. o tym, jak rozprzestrzenia się dno oceanu, aby ostatecznie zrozumieć, gdzie wskazywały te cząsteczki tlenku żelaza w chwili zestalenia się lawy skała.
Obszerna analiza pokazuje teraz, że pole magnetyczne Ziemi odwróciło się około 170 razy w ciągu ostatnich 100 milionów lat. Naukowcy nadal oceniają dane i istnieje duża różnica zdań co do długości tych okresów ostatnia biegunowość magnetyczna i czy odwrócenia następują w przewidywalnych odstępach czasu, czy są nieregularne i niespodziewany.
Jakie są przyczyny i skutki?
Naukowcy tak naprawdę nie wiedzą, co powoduje odwrócenie pola magnetycznego, chociaż zduplikowali zjawisko w eksperymentach laboratoryjnych ze stopionymi metalami, które również spontanicznie zmienią ich kierunek pola magnetyczne. Niektórzy teoretycy uważają, że odwrócenie pola magnetycznego może być spowodowane przez namacalne zdarzenia, takie jak płyta tektoniczna zderzenia lub uderzenia dużych meteorów lub asteroid, ale teoria ta jest pomijana przez innych. Wiadomo, że prowadząc do odwrócenia magnetycznego, siła pola maleje, a ponieważ siła nasza obecne pole magnetyczne stale spada, niektórzy naukowcy uważają, że zobaczymy kolejne odwrócenie magnetyczne za około 2000 lat
Jeśli, jak sugerują niektórzy naukowcy, istnieje okres, w którym nie ma w ogóle pola magnetycznego, zanim nastąpi odwrócenie, wpływ na planetę nie jest dobrze zrozumiany. Niektórzy teoretycy sugerują, że brak pola magnetycznego otworzy powierzchnię ziemi na niebezpieczną promieniowania słonecznego które potencjalnie mogą doprowadzić do globalnego wyginięcia życia. Jednak obecnie nie ma korelacji statystycznej, którą można wskazać w zapisie kopalnym, aby to zweryfikować. Ostatnie odwrócenie nastąpiło około 780 000 lat temu i nie ma dowodów na to, że w tym czasie miały miejsce masowe wymieranie gatunków. Inni naukowcy twierdzą, że pole magnetyczne nie zanika podczas nawrotów, ale po prostu słabnie przez pewien czas.
Chociaż mamy co najmniej 2000 lat, aby się nad tym zastanawiać, gdyby doszło dzisiaj do odwrócenia, jednym oczywistym skutkiem byłoby masowe zakłócenie systemów łączności. W dużym stopniu wpływa to na burze słoneczne satelita i sygnałów radiowych, odwrócenie pola magnetycznego miałoby ten sam efekt, choć w znacznie większym stopniu.