Земля не завжди швидко змінює полюси: магнітні перевороти можуть тривати десятки тисяч років
Магнітне поле Землі — невидимий щит нашої планети, який захищає нас від космічної радіації. Воно виникає завдяки постійному руху розплавленого металу в зовнішньому ядрі планети і, на диво, може бути дуже мінливим. Час від часу поле настільки радикально змінюється, що північний та південний магнітні полюси буквально міняються місцями.
Ці так звані геомагнітні перевороти не відбуваються миттєво. Поле слабшає, стає хаотичним, полюси «дрейфують», і лише через тисячі років система стабілізується у новому положенні. Раніше вчені вважали, що такий процес зазвичай триває близько 10 тисяч років. Однак нове дослідження показує, що іноді планета може затримуватися у цьому нестабільному стані набагато довше.
Переворот, який тягнеться десятки тисяч років
Дослідники вивчили два перевороти, що відбулися близько 40 мільйонів років тому. Один з них тривав приблизно 18 тисяч років, а інший — вражаючі 70 тисяч. Це значно перевищує ті часові рамки, які зазвичай наводять у підручниках.
Поки магнітне поле слабке та хаотичне, Земля стає менш захищеною від заряджених частинок та космічної радіації. Це, у свою чергу, може впливати на атмосферу, клімат і навіть на живі організми, підвищуючи ризик генетичних мутацій.
«Магнітне поле забезпечує наш захист від космічної радіації. Якщо воно слабке, більше випромінювання потрапляє на планету, і це може змінити здатність організмів орієнтуватися, а також спричиняти атмосферну ерозію», — пояснює Пітер Ліпперт з Університету Юти.
Підказка у морських осадах
Відкриття стало можливим завдяки експедиції 2012 року в Північній Атлантиці. Вчені пробурили довгі осадові керни з-під морського дна поблизу Ньюфаундленду. Осади зберігають «магнітну історію» Землі: дрібні магнітні зерна вирівнюються за магнітним полем під час осідання і зберігають напрямок у товщі осаду, як природний магнітний запис.
Ці «магнітні смужки» дозволили відтворити послідовність нормальної та зворотної полярності протягом геологічного часу. Аналіз показав, що період нестабільної полярності був надзвичайно протяжним — значно довшим, ніж зазвичай спостерігалося.
Земля інколи вагається
Виявилось, що магнітне поле інколи «вагається» перед переворотом. Довгі перевороти не є аномалією, а радше рідкісним, але природним явищем. Деякі комп’ютерні моделі геодинамо передбачають, що більшість переворотів відбувається швидко, проте інколи процес може затягнутися навіть до 130 тисяч років.
«Це відкриття показує надзвичайно тривалий процес перевороту і змушує нас переосмислити те, що ми вважали нормою», — каже Юджі Ямамото з Університету Кочі.
Нові питання для науки
Якщо такі довгі перевороти траплялися раніше, можливо, вони відбуваються й сьогодні. Це відкриває нові питання: чи пов’язані тривалість переворотів із динамікою ядра, умовами у мантії, кліматом чи іншими факторами? І як довге слабке магнітне поле впливає на поверхневі процеси та життя на планеті?
Нове дослідження не дає всіх відповідей, але воно розширює розуміння того, як поводиться магнітне поле Землі: інколи воно не просто «перевертається», а довго коливається, і цей процес міг мати значний вплив на світ, який жив під ним.
Дослідження опубліковане у журналі Nature Communications Earth & Environment.