Znanstveniki na Japonskem so našli podroben zapis zadnjega magnetnega obrata Zemlje pred 773.000 leti
Vsakih 200.000 do 300.000 let se Zemljini magnetni poli obrnejo. Kar je bilo nekoč severni pol, postane južni in obratno. To je čas nevidnih preobratov.
Zadnji preobrat je bil nenavaden, ker je bilo tako dolgo nazaj. Iz neznanega razloga so pola približno tri četrt milijona let ostali orientirani tako, kot so zdaj. Nova študija je razkrila nekatere podrobnosti tega preobrata.
Študija zemeljskega magnetnega polja se imenuje paleomagnetizem . Vključuje preučevanje kamnin in sedimentov ter včasih tudi arheološkega materiala. Kamnine, ki so bile nekoč staljene, ohranijo zapis zemeljskega magnetnega polja, ko se strdijo. Sorodno področje magnetostratigrafija preučuje zapise geomagnetnih preobratov, ki jih vsebujejo te kamnine. Z datiranjem kamnin lahko raziskovalci sestavijo časovni načrt Zemljinih preobratov.
Zadnji preobrat se imenuje Geomagnetni preobrat Matuyama-Brunhes po soodkriteljih: Bernardu Brunhesu, francoskem geofiziku, in Motonori Matuyami, japonskem geofiziku. V letih od odkritja so raziskovalci poskušali natančno razumeti, kdaj se je to zgodilo in koliko časa je trajalo.
Ta nova študija se imenuje » Celotno zaporedje geomagnetnega preobrata Matuyama–Brunhes v kompozitnem odseku Chiba, Srednja Japonska .” Glavni avtor je Yuki Haneda, projektni raziskovalec na Nacionalnem inštitutu za polarne raziskave in podoktorski raziskovalec na Nacionalnem inštitutu za napredno industrijsko znanost in tehnologijo na Japonskem. Članek je objavljen v reviji Progress in Earth and Planetary Science.
Tokovi lave so zanesljiv pokazatelj orientacije zemeljskih magnetnih polov v času, ko se je lava strdila. Toda tisto, česar ne morejo zagotoviti, je časovnica. So bolj kot posnetki, ki za trenutek zamrznejo.
Lava iz havajskega vulkana K?lauea, ki se premika čez cesto. Ko se lava strdi, lahko obdrži dokaze o zemeljskem magnetnem polju. Zasluge slike: J.D. Griggs, USGS – arhivirana povezava do vira, javna domena, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=18042
Tokovi lave so zelo koristni, ko gre za razumevanje zemeljskega magnetnega polja v času strjevanja. 'Vendar sekvence lave ne morejo zagotoviti neprekinjenih paleomagnetnih zapisov zaradi narave sporadičnih izbruhov,' je dejal glavni avtor Haneda v izjava za javnost .
Boljši zapis je mogoče najti v nekaterih usedlinah, ki se lahko tvorijo v daljšem časovnem obdobju. Eno od teh nahajališč se imenuje kompozitni odsek Chiba. Nahaja se na Japonskem in geofiziki menijo, da gre za zelo podroben zapis preobrata Matuyama-Brunhes.
'V tej študiji smo zbrali nove vzorce in izvedli paleo- in kamninsko-magnetne analize vzorcev iz kompozitnega odseka Chiba, neprekinjenega in razširjenega morskega zaporedja v osrednji Japonski, da bi rekonstruirali celotno zaporedje geomagnetnega obrata Matuyama-Brunhes,' je rekla Haneda. Šteje se, da sestavljeni odsek Chiba vsebuje najbolj podroben morski sedimentni zapis geomagnetnega preobrata Matuyama-Brunhes, pravi Haneda. Služi kot mednarodni standard za spodnjo mejo srednjepleistocenske podserije in Čibanski oder — ko se je Homo sapiens pojavil kot vrsta.
Kompozitni odsek Chiba je znan po dobro ohranjenem cvetnem prahu ter morskih mikro- in makrofosilih. Vsebuje tudi tefra ležišča. Tefra je razdrobljen material, ki nastane zaradi vulkanskih izbruhov, običajno imenovan vulkanski pepel. Na splošno Chiba zagotavlja najbolj zanesljiv kronostratigrafski okvir časovnega obdobja okoli preobrata Brunhes-Matuyama.
Yuki Haneda (levo, zgoraj) in sodelavci so zbrali vzorce iz kompozitnega odseka Chiba, stalnega in razširjenega morskega zaporedja v osrednji Japonski. Zasluge: NIPR/AIST/Univerza Ibaraki.
To, kar so ugotovili, je v nasprotju s tem, kar so odkrile nekatere druge študije, zlasti ko gre za to, kako dolgo je prišlo do preobrata. Nekatere študije kažejo, da je trajalo več tisoč let, druge pa kažejo, da je bil preobrat zaključen v enem človeškem življenju. Različne ocene časa so v veliki meri odvisne od tega, kje na Zemlji raziskovalci zbirajo svoje dokaze. Ta študija, ki temelji na kompozitnem delu Chiba, pravi, da je trajalo približno 20.000 let, vključno z 10.000-letnim obdobjem nestabilnosti, ki je vodilo do preobrata.
'Naši podatki so eden najbolj podrobnih paleomagnetnih zapisov med geomagnetnim preobratom Matuyama-Brunhes, ki ponuja globok vpogled v mehanizem geomagnetnega preobrata,' je dejal Haneda.
Ta številka iz študije prikazuje lokacijo študijskega območja na japonskem polotoku Boso. Zasluge za sliko: Haneda et al., 2020.
Morski mikrofosili in cvetni prah, ki jih najdemo v kompozitnem delu Chiba, imajo tudi namige o magnetnem obratu. Skupina raziskovalcev bo nato raziskala fosile in cvetni prah, da bi poskušala izvedeti več.
Vprašanje, ki se postavlja nad zemeljske geomagnetne preobrate, je »Kakšen učinek imajo?« To je zunaj obsega te študije, vendar je v središču drugih raziskav.
Nekateri raziskovalci so se spraševali, ali so magnetni preobrati prispevali k podnebnim spremembam. Čeprav dokazi še zdaleč niso popolni, so nekateri znanstveniki opisali, kako bi lahko imeli preobrati vlogo.
Leta 2006 je skupina raziskovalcev pripravila predstavitev na jesenskem srečanju Ameriške geofizične zveze z naslovom » Ali zemeljsko magnetno polje vpliva na podnebje? ” Ko je ekipa omenjala sprejete vzroke podnebnih sprememb na Zemlji, je skupina dejala: “Magnetizem se je le redko skliceval, dokazom o povezavah med podnebnimi spremembami in spremembami magnetnega polja pa je bilo malo pozornosti.”
Magnetno polje in električni tokovi v in okoli Zemlje ustvarjajo kompleksne sile, ki imajo neizmeren vpliv na vsakdanje življenje. Zasluge: ESA/ATG Medialab.
»Najbolj zanimiva značilnost so morda nedavno predlagani arheomagnetni kreteni. Zdi se, da so v korelaciji s pomembnimi podnebnimi dogodki.' Arheomagnetni sunki so hitre spremembe v geomagnetnem polju Zemlje, ki so lokalizirane in ne globalne. Čeprav obstaja le povezava med njimi in podnebjem, bo nekega dne morda vzpostavljena vzročna zveza. Ali bi lahko obstajala tudi vzročna povezava med magnetnimi preobrati in podnebjem?
Učinek, ki ga imajo magnetni preobrati na živali, je prav tako fascinantno in odprto vprašanje. Veliko živali se poda na dolga selitvena potovanja. Na primer kiti, ptice in morske želve. In obstajajo dokazi, da se nekatere selitvene vrste zanašajo na zemeljsko magnetno polje za navigacijo. Fenomen se imenuje magnetorecepcija .
Kako geomagnatični preobrati vplivajo na bitja, ki se zanašajo na magnetorecepcijo?
Med preobratom magnetna pola ne samo zamenjajo mesta, ampak se jakost polja zmanjša. Na ekvatorju so lahko tudi začasni poli ali celo več začasnih polov. Palice lahko tudi tavajo naokoli, zapustijo svoj prvotni položaj in se vrnejo, preden se sčasoma popolnoma preklopijo.
Ni jasno, kakšen učinek ima preobrat na živali. Toda obstaja nekaj dokazov, da lahko sončne nevihte z vso svojo magnetno aktivnostjo ustvarijo zmeda za selitvene kite in jih lahko celo same odpeljejo na plažo.
Kalifornijski sivi kiti, kot so te matere in teleta, imajo 4,3-krat večjo verjetnost, da se bodo nasedli med izbruhom kozmične radijske statike zaradi sončnega izbruha, kar je dodaten dokaz, da krmarijo po zemeljskem magnetnem polju. Kakšen učinek bi imel geomagnetni obrat na njih? Zasluge za sliko: Nicholas Metheny NOAA
Med preobratom se zmanjša zaščitni učinek zemeljskega magnetnega polja. Več sončnega sevanja lahko doseže površino Zemlje med preobratom, kar bi lahko ogrozilo živali, kot so kiti, na enak način, kot bi lahko sončna nevihta. Vendar dokazi za to niso jasni.
Vsekakor je življenje na Zemlji preživelo številne geomagnetne preobrate in še vedno življenje uspeva. Sodobni ljudje se z enim še niso soočili, zato bo opazovanje naslednjega zelo poučno.
Najverjetnejši učinek bo na naše energetske in komunikacijske sisteme, vključno s sateliti. Ko globalno magnetno polje oslabi, lahko skozi njega pride več sončnega sevanja. Vemo iz stvari, kot je Carrington dogodek da je ta scenarij lahko zelo škodljiv.
Čeprav ta študija ne more obravnavati vseh teh vprašanj, pa izboljša naše razumevanje prejšnjega preobrata.
'Naši rezultati zagotavljajo podroben in razširjen sedimentni zapis geomagnetnega preobrata M-B in ponujajo dragocene nove informacije za nadaljnje razumevanje mehanizmov in dinamike geomagnetnih preobratov,' zaključujejo avtorji.
Več:
- Izjava za javnost: Raziskovalci zagotavljajo najbolj podroben in popoln zapis o zadnjem magnetnem obratu Zemlje
- Nova raziskava: Celotno zaporedje geomagnetnega preobrata Matuyama–Brunhes v kompozitnem odseku Chiba, Srednja Japonska
- Pogovor: Zakaj bi lahko zemeljski magnetni poli zamenjali mesta – in kako bi to vplivalo na nas
- Vesolje danes: Sončne nevihte bi lahko zmotile plovbo kitov in povzročile, da bodo bolj verjetno nasedle