Människor är vana vid att sådana stora förändringar som omformningen av kontinenter eller klimatet går långsamt. Det är svårt för en generation att uppskatta dem, men i ett par och bara märka. Men här är en upptäckt: en storartad händelse - en vändning av de magnetiska polerna - kan vara nästan omedelbar även efter mänskliga mått. Och hemmaplaneten kan dra ut ett sådant trick framför våra ögon.
Cykel av inversioner
Nyligen studerade Scott Baugh från Western College Los Angeles och Jonathan Glen från US Geological Survey forntida vulkaniska bergarter i Battle Mountain, Nevada. Så amerikanska geologer har visat att reverseringar av planetens magnetfält kan ske tusentals gånger snabbare än forskare antagit hittills.
Tack vare fenomenet paleomagnetism, ett slags inspelning av det geomagnetiska fältet i den svalande och kristalliserande lavan, fann forskarna att vid bildandet av stenar i Battle Mountain (och detta hände för 15 miljoner år sedan) var förskjutningen av jordens magnetiska poler 53 grader på bara ett år.
Enligt nuvarande idéer är den flytande delen av kärnan ansvarig för bildandet av jordens magnetfält. Men processerna i kärnan är fortfarande dåligt förstådda. Inom detta område fortsätter forskare att upptäcka grandiosa fenomen som "matsmältning" även nu.
Figuren visar jordens inre (röda) och yttre (gula) kärna, magnetfältlinjer (blå), metallflöden (bruna linjer) orsakade av kärnans rotation (svart pil) och konvektiva flöden (ljusbruna pilar) (illustration med webbplats qwickstep.com).
Kampanjvideo:
I det framgångsrika (för dagens forskare) utbrott hade den första delen av lava redan frusit ("kom ihåg" riktningen för det geomagnetiska fältet), men ett år senare värmdes den upp igen av det andra utbrottet av smälta stenar, "överskrev" i sitt övre lager en ny riktning, som skiljer sig med 53 grader från gammal.
Men enligt nuvarande data tar reverseringen av magnetpolerna 4-5 tusen år eller ännu mer. Detta innebär att polförskjutningen under sådana händelser är i genomsnitt 0,045 grader per år. Men Baugh och Glen tror att polaritetsåterföring kan ske mycket snabbare på bara fyra år.
Om vi ovanpå denna hypotes lägger de första tecknen på att nästa skift redan har börjat kan vi dra slutsatsen: vi har en chans att fånga en av de mest grandiosa episoderna i planetens geologiska historia.
Forskare har länge argumenterat för att jordens magnetfält kan vända inom en mycket överskådlig framtid. Och den här händelsen är inte en katastrof för planeten, utan en ganska vanlig process om man tittar på den ur geologiska epoker.
Den enda frågan är om en katastrof snart kommer att ske enligt vanliga mänskliga standarder, eller om det är nödvändigt att vänta mer än tusen år innan en grandios föreställning. Och hur lång tid själva inversionen tar är också ett diskussionsämne.
Polariteten hos det geomagnetiska fältet från våra dagar till mitten av jura-perioden (överst) och under de senaste fem miljoner åren (botten). Svarta områden - polaritet, motsvarande dagens, vita - motsatta (illustrationer från webbplatsen wikipedia.org).
Frekvensen för polaritetsomvandling av planetens magnetiska poler har varierat kraftigt tidigare. Du kan bara grovt dra slutsatsen att polerna vänds vart 200-300 tusen år.
Samtidigt, för cirka 42 miljoner år sedan, inträffade 17 återföringar på tre miljoner år, och det var en mycket lång period utan återföringar, den varade från 120 till 83 miljoner år sedan. Och före honom fanns andra långa epoker utan kupp.
Därför tror forskare att inversion är en ganska slumpmässig process och det är omöjligt att fånga uppenbara mönster i den. Ändå hände sista gången "vändningen" av magnetpolerna så mycket som 780 tusen år sedan. Av denna anledning kan man försiktigt anta att planeten förbereder sig för nästa sådan permutation. Och sedan finns det ett antal indirekta tecken på överhängande förändring.
Finns det liv efter polbytet?
Jordens nordmagnetiska pol rusade till Ryssland: vid mätning av förskjutningshastigheten 2009 fick forskare 64 kilometer per år. Under 1970-talet var denna hastighet 10-15 km / år och för bara sex år sedan - cirka 60. Acceleration är uppenbar.
Under 150 år har det geomagnetiska fältets intensitet minskat med cirka 10%, och under de senaste 22 åren har det sjunkit med 1,7% (i genomsnitt eftersom förändringarna är långt ifrån desamma i olika regioner på planeten). Samtidigt ökade kusparnas öppningsvinkel - de polära områdena i fältet, där kraftlinjerna avviker till sidorna - ökade.
Randmagnetiska anomalier fungerar som en av bevisen på att magnetfältet har vänt tidigare. Klipporna som strömmar ut i havsryggarna fryser och behåller sin magnetisering med den aktuella fältorienteringen. På grund av spridningen av olika delar av litosfären bildar sådana stelnade flöden parallella ränder med alternerande magnetisering (illustration från webbplatsen wikipedia.org).
I allmänhet verkar jordens magnetosfär de senaste åren ha börjat "läcka". Experter inom sol-markbunden kommunikation spekulerar om möjligheten för starkare än vanliga magnetiska stormar och auroror under toppen av solaktiviteten i en cykel som just har börjat.
Detta är inte en anledning till panik. Eftersom det är lätt att förstå, till minne av Homo Sapiens, har inversionen ännu inte hänt, men många sådana händelser har hänt tidigare och livet på jorden har inte avbrutits.
Forskare är emellertid oroade över den betydande fältförsvagning som åtföljer polförändringen. Ack, det är fortfarande omöjligt att äntligen säga om fältet kommer att försvinna helt under en tid och hur länge planeten kommer att förbli utan magnetisk sköld.
Ett exempel på strimmamagnetiska avvikelser i en felzon nära Vancouver Island. Färgen visar stenar med normal magnetisering (sammanfaller med det moderna fältet), luckor - med omvänd magnetisering. Skalan är på miljoner år (illustration från hawaii.edu).
Men om vi drar en analogi med förändringen av solens magnetiska poler (och det händer vart 11: e år), borde inte den fullständiga förlusten av vårt fält inträffa, och katastrofala konsekvenser för människor och livet i allmänhet kommer inte att hända.
Här spelar förresten det supersnabba skiftet, antaget av Scott och Jonathan, i våra händer. När allt kommer omkring riskerar vi att utsättas för en ökad nivå av kosmiska strålar under kortare tid.
Polens nuvarande drift vid 64 kilometer per år är ungefär 0,6 grader per år. Jämför det med 53 grader i den nya studien. Det är sant att det inte är känt om det var en kort sprängning mot bakgrunden av en tystare förskjutning (kanske det forntida utbrottet fångade toppen av inversionsprocessen) eller den fullständiga vändningen av det magnetiska "norr" och "söder" verkligen visade sig vara så snabbt den tiden. Denna fråga är ett ämne för ny forskning.
Historien med det vältande magnetfältet liknar historien om en annan upptäckt - ankomsten av en kraftfull isbildning inom den senaste istiden på bara sex månader. Det fick forskare att ta en ny titt på hur snabbt planetens klimat kan förändras från en stat till en annan (ram från cgnews.com).
En kupp återställer rättvisan
Inte alla vet förresten att jordens nordmagnetiska pol i fysisk mening är söder och tvärtom. Det var förvirring på detta sätt. När forskare valde namnen på polerna på en vanlig magnet, kunde de ge dem alla namn, till och med plus och minus, åtminstone några abstrakta bokstäver. Men vid den tiden hade människor länge använt kompasser, vars pilar är dipolmagneter. Och den änden av dem, som pekar mot norr, kallades magnets nordpol (i ursprunglig mening, sträcker sig mot norr) och den som pekar mot söder - söder, men eftersom motsatta poler lockas av magneterna, visade det sig att jordens magnetfält har en sydpol (i fysisk mening) ligger i norr och kallas "nordmagnetisk pol", och den fysiska norr är i söder.
Det är intressant att om inversionen av jordens fält inträffar och namnen på de magnetiska polerna inte ändras, kommer rättvisan att återställas med avseende på deras namn.
Figuren visar vinkeln mellan jordens rotationsaxel och dipolens axel och kraftlinjernas riktning (illustration av Peter Reid).
Låt oss gå tillbaka, dock lite tillbaka. Geologer säger att flykt från polerna från sina platser har hänt och mer imponerande. 1995 analyserade forskare den återstående magnetiseringen av forntida vulkaniska bergarter i Stins Mountain i Oregon och fann att rotationshastigheten för planetens magnetfält under kylningen av lavaflödet nådde otänkbara sex grader per dag. Detta var flera storleksordningar högre än den hastighet som vetenskapen kunde tänka på, utan att naturligtvis räkna med den dagliga fluktuationen i polernas position orsakad av inverkan av laddade partiklar från solvinden. Därför bestred många experter slutsatserna från författarna till det arbetet.
Men nu har forskare upptäckt ett andra bevis som visar att snabba vändningar av det geomagnetiska fältet fortfarande är möjliga. Nu skulle det vara bra att förstå - sådana momentana (av geologiska standarder) fälthopp för inversioner är vanliga eller exceptionella.
