En ny studie fra University of Leeds og University of California i San Diego viser at endringer i retning av jordas magnetfelt kan skje 10 ganger raskere enn tidligere antatt.
Studien deres gir ny innsikt i den virvlende strømmen av jern 2.800 kilometer under planetens overflate og hvordan det har påvirket magnetfeltets bevegelse de siste hundre tusen årene.
Magnetfeltet vårt blir skapt og vedlikeholdt av den konvektive strømmen av smeltet metall som danner jordas ytre kjerne. Bevegelsen av flytende jern skaper elektriske strømmer som mater feltet, som ikke bare hjelper å orientere navigasjonssystemer, men også hjelper til med å beskytte oss mot skadelig utenomjordisk stråling og holder atmosfæren på plass.
Magnetfeltet er i stadig endring. Satellitter gir nå nye måter for å måle og spore gjeldende skift, men feltet har eksistert lenge før kunstige innspillingsenheter ble oppfunnet. For å fange evolusjonen av feltet bakover gjennom geologisk tid, analyserer forskere magnetiske felt registrert ved nedbør, lavastrømmer og kunstige gjenstander. Å spore signalet fra jordas hovedfelt er ekstremt utfordrende, og derfor diskuteres fortsatt hastigheten på feltendring vurdert av denne typen analyser.
Nå er Dr. Chris Davis, førsteamanuensis ved Leeds og professor Catherine Constable fra H. Scripps, University of California, San Diego, tok en annen tilnærming. De kombinerte datasimuleringer av feltgenerasjonsprosessen med en nylig publisert rekonstruksjon av jordas magnetfeltendringer de siste 100 000 årene.
Forskningen deres, publisert i Nature Communications, viser at endringer i retning av jordas magnetfelt har nådd hastigheter som er 10 ganger den raskeste strømssvingningen på opptil en grad per år.
De demonstrerer at disse raske endringene er assosiert med lokal svekkelse av magnetfeltet. Dette betyr at disse endringene vanligvis skjedde til tider når feltet endret polaritet, eller under geomagnetiske avvik, når dipolens akse, som tilsvarer kraftlinjene som oppstår ved den ene magnetpolen og konvergerer ved den andre, beveger seg langt fra steder mot nord og sør. geografiske poler.
Det mest slående eksempelet på dette i deres studie er den brå endringen i retningen til det geomagnetiske feltet med rundt 2,5 grader per år for 39 000 år siden. Dette skiftet ble assosiert med lokalt svake feltstyrker i et avgrenset romlig område utenfor vestkysten av Mellom-Amerika og fulgte den globale Lashamp-turen - en kort endring i jordas magnetfelt for rundt 41 000 år siden.
Salgsfremmende video:
Slike hendelser blir avslørt ved datamaskinsimuleringer av feltet, som kan avsløre mye mer detaljer om deres fysiske opprinnelse enn en begrenset paleomagnetisk gjenoppbygging.
Deres detaljerte analyse viser at de raskeste retningsendringene er assosiert med bevegelsen av tilbakestrømningsflekker langs overflaten av væskekjernen. Disse stedene er mer vanlige på lavere breddegrader, noe som tyder på at fremtidige søk etter raske retningsendringer bør fokusere på disse områdene.
Dr. Davis fra Jord- og miljøskolen sa: “Vi har en veldig ufullstendig kunnskap om magnetfeltet vårt inntil for 400 år siden. Fordi disse raske endringene representerer noen av de mer ekstreme egenskapene til den flytende kjernen, kan de gi viktig innsikt i atferden til jordas indre."
Prof Constable sa: “Å forstå om datasimuleringer av et magnetfelt nøyaktig gjenspeiler den fysiske oppførselen til det geomagnetiske feltet som indikert av geologiske data, kan være svært vanskelig.
Men i dette tilfellet klarte vi å oppnå gjensidig forståelse både om endringshastigheten og den generelle plasseringen av de mest ekstreme hendelsene i en rekke datasimuleringer. Videre studier av utviklingen av dynamikk i disse simuleringene gir en nyttig strategi for å dokumentere hvordan slike raske forandringer skjer og om de også blir oppdaget i tider med stabil magnetisk polaritet, for eksempel det vi opplever i dag.
