Инверсии магнитного поля Земли
Разворот геомагнитного поля - это изменение магнитного поля планеты таким образом, что положения магнитного севера и магнитного юга меняются.
За последние 83 миллиона лет это происходило 183 раза, в среднем около двух-трех раз за миллион лет. Перед изменением магнитного поля, магнитное поле Земли становится слабее и движется, как вращающаяся вершина, прежде чем упасть. Ученые знают об этом по результатам исследований магнетизма на морском дне, вблизи среднеатлантического хребта. Лава медленно выходит из этой трещины (щели на морском дне), а затем охлаждается молекулами оксида железа, указывающими в новом направлении магнитного поля Земли. Мы можем взглянуть на историю этого магнитного поля сегодня, чтобы оглянуться на многочисленные перевороты в прошлом.
Реверсирование происходит с интервалом от менее 0,1 млн. лет до 50 млн. лет. Эти периоды называются хронами.
Нет никакой закономерности в этих изменениях, которые, кажется, происходят случайно. Хроны длятся от 0,1 до 1 миллиона лет (см. диаграмму) в среднем 450 000 лет. Большинство разворотов происходят в пределах от 1000 до 10 000 лет.
Последний, разворот Бруней-Матуяма, произошел 780 000 лет назад; и, возможно, это произошло очень быстро, в течение человеческой жизни. Краткий полный разворот, известный как событие Laschamp, произошел только 41 000 лет назад во время последнего ледникового периода. Этот разворот длился всего около 440 лет, а фактическое изменение полярности продолжалось около 250 лет. Во время этого изменения сила магнитного поля ослабла до 5% от его нынешней силы. Кратковременные нарушения, которые не приводят к развороту, называются геомагнитными экскурсиями.
Геомагнитная полярность за последние 5 миллионов лет (плиоцен и четвертичный, поздний кайнозой). Темные области = периоды, где полярность совпадает с настоящим Светом области = периоды, где полярность повернута вспять.
Записи прошлого
Прошлый рекорд по геомагнитным разворотам был впервые замечен наблюдениями за разворотами магнитной полосы на дне океана. Вскоре это привело к развитию теории тектоники плит. Относительно постоянная скорость, с которой распространяется морское дно, вызывает "полосы" на базальте. На основании этих данных можно сделать вывод о полярности магнитных полей в прошлом. Данные получены с помощью буксировки магнитометра вдоль морского дна.
Существующему невозвращаемому морскому дну уже более 180 миллионов лет, поэтому для выявления старых реверсов используются другие методы. Большинство осадочных пород содержат крошечные количества минералов, богатых железом. Их ориентация отражает магнитное поле, когда они образовались. Породы сохраняют эту запись, если только они не изменяются в результате более позднего процесса.
Суперкроны
Суперхрон - это интервал полярности, длительностью не менее 10 миллионов лет. Существует два устоявшихся суперхрона - меловая нормальная и киаманская.
Меловая норма (также называемая меловым суперхроном или C34) длилась почти 40 миллионов лет. Между меловым Нормалом и настоящим, частота в целом увеличивалась медленно.
Киамский реверсивный суперхрон длился от позднего карбона до позднего пермского. Это более 50 миллионов лет, с 312 до 262 миллионов лет назад (mya). Магнитное поле изменило полярность. Название "Киаман" происходит от австралийской деревни Киама, где в 1925 году были найдены некоторые из первых геологических свидетельств существования Суперхрона.
Геомагнитная полярность с середины Юрского периода
Причины
Магнитное поле Земли и других планет, имеющих магнитные поля, вызвано динамическим действием расплавленного железа в ядре планеты. Эта конвекция (движение) генерирует электрические токи, которые, в свою очередь, порождают магнитные поля. При моделировании планетарных динамо-машин происходят развороты от подстилающей динамики. Например, Гэри Глацмайер и сотрудник Пол Робертс из UCLA запустили числовую модель связи между электромагнетизмом и гидродинамикой в недрах Земли. Их моделирование воспроизвело ключевые особенности магнитного поля за более чем 40,000 лет моделируемого времени, и компьютерное поле перевернулось само по себе. Глобальные развороты поля на нерегулярных интервалах также наблюдались в лабораторных экспериментах с жидким металлом VKS2.
Воздействие на жизнь
Насколько мы знаем, это не влияет на жизнь. Были проведены исследования, чтобы выяснить, связаны ли обратные изменения каким-либо образом с событиями вымирания. Статистический анализ не выявил никакой связи между разворотами и вымиранием.
Вопросы и ответы
В: Что такое геомагнитный разворот?
О: Геомагнитный разворот - это изменение магнитного поля планеты таким образом, что положения магнитного севера и магнитного юга меняются местами.
В: Как часто происходят эти развороты?
О: Реверсы происходят приблизительно два или три раза в миллион лет, с интервалами от менее 0,1 миллиона лет до 50 миллионов лет.
В: Сколько времени требуется для того, чтобы произошел разворот?
О: Для большинства разворотов требуется от 1,000 до 10,000 лет. Самый последний разворот, разворот Брунес-Матуяма, произошел 780 000 лет назад; возможно, он произошел очень быстро, в течение жизни человека.
В: Что является примером кратковременного полного разворота?
О: Краткий полный разворот, известный как событие Лашампа, произошел всего 41 000 лет назад во время последнего ледникового периода. Этот разворот длился всего около 440 лет, а фактическая смена полярности продолжалась около 250 лет.
В: Насколько слабым было магнитное поле Земли во время этого изменения?
О: Во время этого изменения сила магнитного поля ослабла до 5% от его нынешней силы.
В: Что такое хроны?
О: Хроны - это периоды с интервалом от 0,1 до 1 млн. лет со средним интервалом в 450 000 лет между ними, когда развороты происходят случайным образом без какой-либо закономерности или регулярности.
В: Что такое геомагнитные экскурсы?
О: Геомагнитные экскурсы - это кратковременные нарушения, которые не приводят к полному развороту, но все же вызывают изменения в земном магнетизме.
