(alxpin/E+/Getty Images) Hvert 200.000 til 300.000 år vender Jordens magnetiske poler. Det, der engang var nordpolen, bliver til syd, og omvendt. Det er en tid med usynlige omvæltninger.
Den sidste vending var usædvanlig, fordi det var så længe siden. Af en eller anden grund har polerne forblevet orienteret, som de er nu i omkring trekvart million år. En ny undersøgelse har afsløret nogle af detaljerne i denne vending.
Studiet af Jordens magnetfelt kaldes paleomagnetisme . Det involverer undersøgelse af klipper og sedimenter og nogle gange arkæologiske materialer. Stener, der engang var smeltet, bevarer en registrering af Jordens magnetfelt, da de størknede.
Det relaterede område af magnetostratigrafi studerer registreringen af geomagnetiske vendinger, der er indeholdt i disse klipper. Ved at datere klipperne kan forskere konstruere en tidslinje over Jordens vendinger.
Den sidste vending hedder Matuyama-Brunhes geomagnetiske vending efter medopdagerne: Bernard Brunhes, en fransk geofysiker, og Motonori Matuyama, en japansk geofysiker. Gennem årene siden opdagelsen har forskere forsøgt at forstå præcis, hvornår det skete, og også hvor lang tid det tog.
Denne nye undersøgelse har titlen ' En fuld sekvens af Matuyama-Brunhes geomagnetiske vending i Chiba-kompositsektionen, det centrale Japan .' Hovedforfatteren er Yuki Haneda, en projektforsker ved National Institute of Polar Research og en postdoc-forsker ved National Institute of Advanced Industrial Science and Technology i Japan.
Artiklen er publiceret i tidsskriftet Fremskridt inden for jord- og planetvidenskab .
Lavastrømme er en pålidelig indikator for orienteringen af Jordens magnetiske poler på det tidspunkt, hvor lavaen størknede. Men hvad de ikke kan give, er en tidslinje. De er mere som snapshots, der fryser et øjeblik i tiden.
Lavastrømme er meget nyttige, når det kommer til at forstå Jordens magnetfelt på tidspunktet for størkning. 'Lavasekvenser kan dog ikke give kontinuerlige palæomagnetiske optegnelser på grund af karakteren af sporadiske udbrud,' sagde hovedforfatter Haneda i en pressemeddelelse .
En bedre registrering kan findes i nogle sedimentaflejringer, som kan dannes over en længere periode. En af disse aflejringer kaldes Chiba-kompositsektionen. Det er i Japan, og geofysikere anser det for at være en meget detaljeret registrering af Matuyama-Brunhes-vendingen.
'I denne undersøgelse indsamlede vi nye prøver og udførte paleo- og stenmagnetiske analyser af prøver fra Chiba-kompositsektionen, en kontinuerlig og udvidet marin succession i det centrale Japan, for at rekonstruere den fulde sekvens af Matuyama-Brunhes geomagnetiske vending,' sagde Haneda.
Chiba-kompositsektionen anses i vid udstrækning for at indeholde den mest detaljerede marine sedimentære registrering af Matuyama-Brunhes geomagnetiske vending, ifølge Haneda.
Det fungerer som den internationale standard for den nedre grænse af Middle Pleistocene Subseries og Chibansk scene - hvornår En klog mand dukket op som en art.
Chiba-kompositsektionen er kendt for sine velbevarede pollen og marine mikro- og makrofossiler. Den indeholder også tephra senge. Tephra er et fragmentarisk materiale produceret af vulkanudbrud, normalt kaldet vulkansk aske.
Alt i alt giver Chiba den mest pålidelige kronostratigrafiske ramme for tidsperioden omkring Brunhes-Matuyama-vendingen.
Det, de fandt, går imod, hvad nogle andre undersøgelser har afsløret, især når det kommer til, hvor lang tid det tog at vende tilbage. Nogle undersøgelser tyder på, at det tog flere tusinde år, mens en anden antydede, at vendingen blev fuldført i en menneskelig levetid.
De forskellige tidsestimater afhænger i høj grad af, hvor på jorden forskere samler deres beviser. Denne undersøgelse baseret på Chiba-kompositsektionen siger, at det tog omkring 20.000 år, inklusive en 10.000-årig periode med ustabilitet, der førte til vendingen.
'Vores data er en af de mest detaljerede palæomagnetiske optegnelser under Matuyama-Brunhes geomagnetiske vending, og giver dyb indsigt i mekanismen bag den geomagnetiske vending,' sagde Haneda.
De marine mikrofossiler og pollen fundet i Chiba-kompositsektionen rummer også spor til den magnetiske vending. Holdet af forskere skal undersøge fossiler og pollen ved siden af for at forsøge at lære mere.
Denne figur fra undersøgelsen viser placeringen af undersøgelsesområdet på Japans Boso-halvø. (Haneda et al., 2020)
Spørgsmålet, der rejser sig over Jordens geomagnetiske vendinger, er 'Hvilken effekt har de?' Det er uden for rammerne af denne undersøgelse, men det er fokus for anden forskning.
Nogle forskere har spekuleret på, om magnetiske vendinger har bidraget til klima forandring . Mens beviserne ikke er nær fuldstændige, har nogle videnskabsmænd skitseret, hvordan tilbageførsler kan spille en rolle.
I 2006 holdt et team af forskere en præsentation til American Geophysical Union's Fall Meeting med titlen ' Påvirker jordens magnetfelt klimaet? '
Når de nævnte de accepterede årsager til klimaændringer på Jorden, sagde holdet: 'Magnetisme er sjældent blevet påberåbt, og beviser for sammenhænge mellem klima- og magnetfeltvariationer har fået lidt opmærksomhed.'
'Det mest spændende træk kan være for nylig foreslåede arkæomagnetiske ryk. Disse synes at korrelere med væsentlige klimatiske begivenheder.'
Arkæomagnetiske ryk er hurtige ændringer i Jordens geomagnetiske felt, der er lokaliserede snarere end globale. Selvom der kun er en sammenhæng mellem dem og klimaet, kan der en dag blive etableret en årsagssammenhæng. Kan der også være en årsagssammenhæng mellem magnetiske vendinger og klima?
Den effekt, som magnetiske vendinger har på dyr, er ligeledes et fascinerende og åbent spørgsmål. Mange dyr foretager lange trækrejser. Hvaler, fugle og havskildpadder, for eksempel.
Og der er beviser for, at nogle vandrende arter er afhængige af Jordens magnetfelt for at navigere. Fænomenet kaldes magnetoreception .
Hvordan påvirkes skabninger, der er afhængige af magnetoreception, af geomagnetiske vendinger?
Under en vending skifter de magnetiske poler ikke kun plads, men feltstyrken falder. Der kan også være midlertidige poler ved ækvator eller endda flere midlertidige poler. Stængerne kan også vandre rundt, forlade deres oprindelige position og vende tilbage, før de til sidst skifter helt.
Det er ikke klart, hvilken effekt en vending har på dyr. Men det er der nogle beviser på solstorme , med al deres magnetiske aktivitet, kan skabe forvirring for migrerende hvaler og kan endda køre dem til stranden selv.
Under en vending reduceres den beskyttende effekt af Jordens magnetfelt. Mere solstråling kan nå jordens overflade under en vending, hvilket kan bringe dyr som hvaler i fare på samme måde som solstorm magt. Beviserne for dette er dog ikke klare.
Under alle omstændigheder har livet på Jorden overlevet mange geomagnetiske vendinger, og stadig trives livet. Moderne mennesker har ikke stået over for en endnu, så det vil være meget lærerigt at observere den næste.
Den mest sandsynlige effekt vil være på vores strøm- og kommunikationssystemer, inklusive satellitter. Efterhånden som det globale magnetfelt svækkes, kan mere af Solens stråling trænge igennem. Vi ved fra ting som Carrington Event at det scenarie kan være meget skadeligt.
Selvom denne undersøgelse ikke kan behandle alle disse spørgsmål, fremmer den vores forståelse af den tidligere vending.
'Vores resultater giver en detaljeret og udvidet sedimentær registrering af M-B geomagnetiske reversering og tilbyder værdifuld ny information til yderligere at forstå mekanismerne og dynamikken ved geomagnetiske reverseringer,' konkluderer forfatterne.
Denne artikel blev oprindeligt udgivet af Universet i dag . Læs original artikel .