Een nieuwe studie van de University of Leeds en de University of California, San Diego, toont aan dat veranderingen in de richting van het magnetische veld van de aarde 10 keer sneller kunnen plaatsvinden dan eerder werd gedacht.
Hun studie geeft nieuwe inzichten in de kolkende stroom ijzer 2800 kilometer onder het aardoppervlak en hoe dit de beweging van het magnetische veld de afgelopen honderdduizend jaar heeft beïnvloed.
Ons magnetisch veld wordt gecreëerd en onderhouden door de convectieve stroom van gesmolten metaal die de buitenste kern van de aarde vormt. De beweging van vloeibaar ijzer creëert elektrische stromen die het veld voeden, wat niet alleen helpt bij het oriënteren van navigatiesystemen, maar ons ook helpt beschermen tegen schadelijke buitenaardse straling en onze atmosfeer op zijn plaats houdt.
Het magnetisch veld verandert voortdurend. Satellieten bieden nu nieuwe middelen om de huidige verschuivingen te meten en te volgen, maar het veld bestond al lang voordat kunstmatige opnameapparatuur werd uitgevonden. Om de evolutie van het veld achterwaarts door de geologische tijd vast te leggen, analyseren wetenschappers magnetische velden die zijn geregistreerd door neerslag, lavastromen en kunstmatige artefacten. Het nauwkeurig volgen van het signaal van het hoofdveld van de aarde is buitengewoon uitdagend, en daarom wordt er nog steeds gedebatteerd over de snelheid van veldverandering die door dit soort analyses wordt beoordeeld.
Nu Dr. Chris Davis, universitair hoofddocent aan Leeds en professor Catherine Constable van de H. Scripps, University of California, San Diego, pakte het anders aan. Ze combineerden computersimulaties van het veldgeneratieproces met een recent gepubliceerde reconstructie van de veranderingen in het magnetisch veld van de aarde in de afgelopen 100.000 jaar.
Hun studie, gepubliceerd in Nature Communications, toont aan dat veranderingen in de richting van het magnetische veld van de aarde snelheden hebben bereikt die 10 keer de snelste stroomfluctuatie zijn van maximaal één graad per jaar.
Ze tonen aan dat deze snelle veranderingen verband houden met plaatselijke verzwakking van het magnetische veld. Dit betekent dat deze veranderingen meestal optraden op momenten dat het veld van polariteit veranderde, of tijdens geomagnetische afwijkingen, wanneer de as van de dipool, overeenkomend met de krachtlijnen die ontstaan bij de ene magnetische pool en samenkomen bij de andere, ver van plaatsen naar het noorden en het zuiden beweegt. geografische polen.
Het meest opvallende voorbeeld hiervan in hun studie is de abrupte verandering in de richting van het aardmagneetveld met ongeveer 2,5 graden per jaar 39.000 jaar geleden. Deze verschuiving hield verband met plaatselijk zwakke veldsterktes in een beperkt ruimtelijk gebied voor de westkust van Midden-Amerika en volgde op de wereldwijde Lashamp-wandeling - een korte verandering in het aardmagnetisch veld ongeveer 41.000 jaar geleden.
Promotie video:
Dergelijke gebeurtenissen worden onthuld in computersimulaties van het veld, die veel meer details van hun fysieke oorsprong kunnen onthullen dan een beperkte paleomagnetische reconstructie.
Uit hun gedetailleerde analyse blijkt dat de snelste richtingsveranderingen verband houden met de beweging van terugstroomvlekken langs het oppervlak van de vloeistofkern. Deze vlekken komen vaker voor op lagere breedtegraden, wat suggereert dat toekomstige zoekopdrachten naar snelle richtingsveranderingen zich op deze gebieden moeten concentreren.
Dr. Davis van de Earth and Environment School zei: “We hebben tot 400 jaar geleden een zeer onvolledige kennis van ons magnetisch veld. Omdat deze snelle veranderingen enkele van de meer extreme eigenschappen van de vloeibare kern vertegenwoordigen, kunnen ze belangrijke inzichten verschaffen in het gedrag van het binnenste van de aarde."
Prof Constable zei: “Het kan erg moeilijk zijn om te begrijpen of computersimulaties van een magnetisch veld het fysieke gedrag van het aardmagneetveld nauwkeurig weergeven, zoals aangegeven door geologische gegevens.
“Maar in dit geval zijn we erin geslaagd om wederzijds begrip te bereiken, zowel over de snelheid van verandering als over de algemene locatie van de meest extreme gebeurtenissen in een aantal computersimulaties. Verdere studie van de evolutie van dynamica in deze simulaties biedt een nuttige strategie om te documenteren hoe zulke snelle veranderingen optreden en of ze ook gedetecteerd worden in tijden van stabiele magnetische polariteit, zoals wat we vandaag ervaren.
