Геомагнитно обръщане
Геомагнитното обръщане е промяна в магнитното поле на планетата, при която се разменят позициите на магнитния север и магнитния юг.
Това се е случило 183 пъти през последните 83 милиона години, средно около два или три пъти на милион години. Преди промяната на магнитното поле земното магнитно поле става по-слабо и се движи, както въртящата се горна част преди да падне. Учените знаят това в резултат на изследвания на магнетизма на морското дъно, близо до Средноатлантическия хребет. Лавата бавно се придвижва от тази пукнатина (пролука в морското дъно) и след това се охлажда, като всички нейни молекули железен оксид са насочени в новата посока на земното магнитно поле. Днес можем да разгледаме историята на това магнитно поле, за да се върнем назад към многобройните преобръщания в миналото.
Обръщанията се случват на интервали от по-малко от 0,1 милиона години до 50 милиона години. Тези периоди се наричат хронове.
Тези промени нямат никаква закономерност, а се случват на случаен принцип. Хроните продължават между 0,1 и 1 милион години (вж. диаграмата), като средната продължителност е 450 000 години. Повечето обрати се случват за период между 1000 и 10 000 години.
Последният, обратът Брунхс-Матуама, е настъпил преди 780 000 години и може да се е случил много бързо, в рамките на един човешки живот. Краткото пълно обръщане, известно като събитието Лашамп, е настъпило само преди 41 000 години по време на последния ледников период. Това обръщане е продължило само около 440 години, като действителната промяна на полярността е продължила около 250 години. По време на тази промяна силата на магнитното поле отслабва до 5 % от сегашната си сила. Краткотрайните смущения, които не водят до обръщане, се наричат геомагнитни екскурзии.
Геомагнитна полярност през последните 5 милиона години (плиоцен и кватернер, късен кайнозой). Тъмни области = периоди, в които полярността съвпада със сегашната Светли области = периоди, в които полярността е обърната
Записи от миналото
Миналото на геомагнитните обръщания е забелязано за първи път чрез наблюдение на обръщанията на магнитните ивици на океанското дъно. Това скоро довежда до развитието на теорията за тектониката на плочите. Сравнително постоянната скорост, с която се разпространява морското дъно, причинява "ивици" в базалта. От тези магнитни полета в миналото може да се направи извод за полярността. Данните се получават чрез влачене на магнитометър по морското дъно.
Нито едно съществуващо невзривено морско дъно не е на повече от 180 милиона години, така че за откриване на по-стари обръщания се използват други методи. Повечето седиментни скали съдържат малки количества минерали, богати на желязо. Тяхната ориентация отразява магнитното поле при образуването им. Скалите запазват този запис, освен ако не се променят от някакъв по-късен процес.
Superchrons
Суперхронът е интервал на полярност с продължителност най-малко 10 милиона години. Съществуват два утвърдени суперхрона - Кредният нормален и Киаманският.
Кредният нормален период (наричан още Креден суперхрон или C34) е продължил почти 40 милиона години. От Кредния нормален период до наши дни честотата като цяло нараства бавно.
Киаманският обратен суперхрон е продължил от края на карбона до края на перма. Това е повече от 50 милиона години - от преди 312 до 262 милиона години (mya). Магнитното поле е било с обратна полярност. Името "Киаман" произлиза от австралийското село Киама, където през 1925 г. са открити едни от първите геоложки доказателства за суперхрона.
Геомагнитна полярност от средата на юрския период насам
Причини
Магнитното поле на Земята и на други планети, които имат магнитни полета, се дължи на динамо действие на разтопеното желязо в ядрото на планетата. Тази конвекция (движение) поражда електрически токове, които от своя страна пораждат магнитни полета. В симулациите на планетарните динамо се наблюдават обрати от основната динамика. Например Гари Глацмайер и сътрудникът му Пол Робъртс от Калифорнийския университет проведоха числен модел на връзката между електромагнетизма и динамиката на флуидите във вътрешността на Земята. Тяхната симулация възпроизведе ключови характеристики на магнитното поле за повече от 40 000 години симулирано време и компютърно генерираното поле се обърна. Глобални обръщания на полето на нередовни интервали са наблюдавани и в лабораторния експеримент с течен метал VKS2.
Ефекти върху живота
Доколкото ни е известно, това не се отразява на живота. Проведени са изследвания, за да се види дали обръщането е свързано по някакъв начин със събитията, свързани с изчезването. Статистическият анализ не показва доказателства за връзка между обръщанията и изчезванията.
Въпроси и отговори
В: Какво представлява геомагнитното обръщане?
О: Геомагнитното обръщане е промяна в магнитното поле на планетата, при която позициите на магнитния север и магнитния юг се разменят.
В: Колко често се случват тези обръщания?
О: Обръщанията се случват приблизително два или три пъти на милион години, като интервалите варират от по-малко от 0,1 милиона години до 50 милиона години.
В: Колко време е необходимо, за да се случи едно обръщане?
О: Повечето обрати се случват за период между 1000 и 10 000 години. Последният такъв обрат, Брунхес-Матуама, е настъпил преди 780 000 години и може да се е случил много бързо, в рамките на един човешки живот.
Въпрос: Какъв е примерът за кратък пълен обрат?
Отговор: Кратко пълно обръщане, известно като събитието Лашамп, е настъпило само преди 41 000 години по време на последния ледников период. Това обръщане е продължило само около 440 години, като действителната промяна на полярността е продължила около 250 години.
В: Колко слабо е било магнитното поле на Земята по време на тази промяна?
О: По време на тази промяна магнитното поле е отслабнало до 5 % от сегашната си сила.
В: Какво представляват хроните?
О: Хроните са периоди, които варират от 0,1 до 1 милион години със среден интервал от 450 000 години между тях, когато обръщанията се случват на случаен принцип без никаква закономерност или регулярност.
В: Какво представляват геомагнитните екскурзии?
О: Геомагнитните екскурзии са кратки смущения, които не водят до пълно обръщане на посоката на движение, но все пак предизвикват промени в земния магнетизъм.
