Инверсия магнитного поля Земли может занять гораздо больше времени

Все компасы указывают на север — это постоянный факт. Но так было не всегда, поскольку северный и южный полюсы фактически переворачиваются на полурегулярной основе. Точное время, затрачиваемое на этот процесс, обсуждалось, и теперь новое исследование предполагает, что оно происходит гораздо медленнее, чем мы думали ранее.

Магнитное поле Земли играет ключевую роль в том, чтобы сделать нашу планету пригодной для жизни, поскольку без нее поверхность будет бомбардироваться излучением из космоса. Это магнитное поле, создаваемое расплавленным железом во внешнем ядре, циркулирующим вокруг твердого внутреннего ядра, распространяется над поверхностью и в атмосферу, направляя входящие заряженные частицы к северному и южному магнитным полюсам.

Но это поле не так статично, как может показаться. Геологические данные указывают на то, что оно многократно переворачивалось в прошлом планеты, так что северный и южный магнитные полюса менялись местами. Такое изменение, похоже, происходит каждые несколько сотен тысяч лет или около того, и, учитывая последнее известное событие, произошедшее около 780 000 лет назад, нам, похоже, уже давно пора испытать это снова.

И, может быть, есть признаки того, что новое изменение неизбежно. Магнитное поле значительно ослабло с 19-го века, и в настоящее время северный полюс движется быстрее, чем когда-либо раньше.

Тем не менее, ученые, как правило, не знают, что вызывает изменение, и сколько времени требуется, чтобы оно произошло — считается, что в среднем около 7000 лет, но некоторые исследования предполагают, что это может произойти менее чем за 100 лет. Чтобы получить новые данные, исследователи из Университета Висконсин-Мэдисон, Калифорнийского университета в Санта-Крус и Университета Кумамото обратили внимание на бурное время в последнее геомагнитное обращение.

Ученые собрали образцы горных пород из семи потоков лавы в Чили, на Таити, на Гавайях, на Карибах и на Канарских островах и изучили их с помощью магнитных измерений и радиоизотопных датировок. Это позволило им собрать магнитное поле за период около 70000 лет, при этом центральная точка была последним геомагнитным изменением.

«Лавовые потоки являются идеальными регистраторами магнитного поля», — говорит Брэд Сингер, ведущий автор исследования. «У них много железосодержащих минералов, и когда они охлаждаются, они фиксируются в направлении поля. Но это прерывистая запись. Никакие вулканы не извергаются непрерывно. Поэтому мы полагаемся на тщательные полевые работы, чтобы определить правильные записи».

Данные о потоках лавы были подкреплены данными из двух других источников: магнитные показания морского дна, которые являются менее точными, но рисует более непрерывную картину, и ледяные керны Антарктики. Последние показывают количество космического излучения, достигающего поверхности, которое увеличивается, когда магнитное поле ослабевает и переворачивается.

На основании всех этих данных команда ученых обнаружила, что само изменение заняло менее 4000 лет, что делает его относительно быстрым по сравнению со средним. Но это еще не все — до этого на поле продолжался период нестабильности, продолжавшийся до 18 000 лет. За это время поле частично перевернулось дважды, а затем перевернулось обратно.

В целом весь процесс переворота занял около 22 000 лет. Это намного дольше, чем шкалы предыдущих оценок, в которых говорилось, что на завершение потребуется не более 9000 лет.

Хотя исследователи говорят, что нынешние признаки могут быть ранними этапами нового изменения, похоже, у нас будет тысячи лет, чтобы приспособиться к этой нестабильности. Исследование было опубликовано в журнале Science Advances.