Naučnici su identifikovali obrasce u magnetnom polju Zemlje koje se razvijaju po reda od 1.000 godina, pružajući novi uvid u to kako polje radi i dodajući mjeru predvidljivosti za promjene u polju koje ranije nisu poznate.
Otkriće će također omogućiti istraživačima da proučavaju prošlost planete sa finijim rezolucijama koristeći ovaj geomagnetski “otisak prsta” za upoređivanje jezgra sedimenta uzetih iz Atlantika i Pacifičkih okeana.
Rezultati istraživanja, koji je podržala Nacionalna naučna fondacija, nedavno su objavljeni u knjigama Earth and Planetary Science Letters.
Geomagnetno polje je kritično za život na Zemlji. Bez toga, napunjene čestice od sunca (“solarni vetar”) bi udvostrule atmosferu, kažu naučnici. Polje takođe pomaže u ljudskoj plovidbi i migracijama životinja na način na koji naučnici tek počinju da razumeju. Vekovi ljudskog posmatranja, kao i geološki zapisi, pokazuju da se naša polja značajno menjaju u svojoj snazi i strukturi tokom vremena.
Ipak, uprkos njegovom značaju, mnoga pitanja ostaju bez odgovora o tome zašto i kako se ove promjene javljaju. Najjednostavniji oblik magnetskog polja dolazi iz dipola: par ravnopravnih i suprotno napunjenih stubova, poput magnetskog traka.
“Već smo znali da Zemlja nije savršeni dipol, a ove nesavršenosti možemo videti u istorijskom zapisu”, rekla je Maureen “Mo” Walczak, postdoktor istraživač na Oregon State University i glavni autor studija. “Nalazimo da ne-dipolarne strukture nisu nejasne, nepredvidljive stvari. One su veoma dugotrajne i ponavljaju se preko 10.000 godina – uporne na njihovoj lokaciji širom holocena.
“To je nešto poput otkrića Svjetskog grala”, dodala je ona, “iako nije savršeno. To je važan prvi korak ka boljem razumijevanju magnetskog polja i sinhronizaciji podataka s jezgrom sedimenta na boljoj skali.”
Pre nekih 800.000 godina, igla magnetskog kompasa bi ukazala na jug, jer je magnetsko polje Zemlje obrnuto. Ove preokretanje obično se dešava svakih nekoliko stotina hiljada godina.
Dok su naučnici svesni šablona preokreta u magnetnom polju Zemlje, sekundarni obrazac geomagnetnog “vibriranja” u periodima stabilnog polariteta, poznatog kao paleomagnetna sekularna varijacija ili PSV, može biti ključ za razumevanje zašto dolazi do neke geomagnetske promene.
Magnetno polje Zemlje se nesavršeno podudara sa osom rotacije, zbog čega se “pravi sever” razlikuje od “magnetnog sjevera”, kažu istraživači. Na sjevernoj hemisferi ovaj disparitet u savremenom polju očigledno pokreće područja visokog geomagnetskog intenziteta koji su usredsređeni ispod Severne Amerike i Azije.
“Ono što nismo znali je da li ovaj snimak ima neko dugoročno značenje – a ono što smo saznali jeste da ima”, rekao je Džozef Stoner, specijalista paleomagnetskih studija u državi Oregon i koautor na studiji.
Kada je magnetsko polje jače ispod Severne Amerike, ili u “Sjevernoameričkom režimu”, ono stvara strme naklonosti i visoke intenzitete u Severnom Pacifiku i nizak intenzitet u Evropi sa zapadnim deklinacijama u Severnom Atlantiku. Ovo je u skladu sa istorijskim zapisom.
Alternativni “evropski režim” je na neki način suprotan, sa plitkim nagibom i niskim intenzitetom u severnom Pacifiku, i sa istočnim deklinacijama na severu Atlantika i velikim intenzitetima u Evropi.
“Kako se ispostavilo, magnetsko polje je manje komplikovano nego što smo mislili”, rekao je Stoner. “To je prilično jednostavno oscilovanje koje izgleda kao rezultat varijacija geomagnetskog intenziteta na samo nekoliko ponavljajućih lokacija sa velikim prostornim utjecajima. Još nismo sigurni šta pogađa ovu varijaciju, iako je verovatno kombinacija faktora uključujući konvekciju spoljnog jezgra koje može biti pristrasno u konfiguraciji od strane najmanjih ploča. “
Istraživači su uspeli da identifikuju obrazac proučavajući dve jezgre visoke rezolucije od zaliva Aljaske koje su im omogućile da razviju rekonstrukciju PSV u tom regionu od 17,400 godina. Zatim su upoređivali ove zapise sa sedimentnim jezgrima sa drugih lokacija u Tihom okeanu kako bi se uhvatio magnetni otisak prstiju, koji se zasniva na orijentaciji magnetita u sedimentu, koji djeluje kao magnetska snimka iz prošlosti.
Uobičajeni magnetni signal koji se nalazi u jezgri sada pokriva područje koje se proteže od Aljaske do Oregona, a preko Havaja.
“Magnetno poravnanje dalekih rekonstrukcija životne sredine korištenjem preokreta u paleomagnetnom zapisu omogućava uvid u prošlost na skali od stotinu hiljada godina”, rekao je Walczak.
“Razvoj koherentne PSV stratigrafije će nam omogućiti da pogledamo snimak na skali koja je možda kratka kao nekoliko vekova, upoređivati događaje između okeanskih basena i stvarno doći do srži istine o tome kako se klimatske anomalije razmnožavaju oko planete na skali relevantnoj za ljudsko društvo “.
Magnetno polje se generiše unutar Zemlje putem tečnog spoljnog jezgra od gvožđa, nikla i drugih metala koji stvara električne struje, što zauzvrat proizvodi magnetna polja. Magnetno polje je dovoljno jako da zaštiti Zemlju od solarnih vetrova i kosmičkog zračenja. Činjenica da se ona mijenja je dobro poznata; razlozi zašto su ostali misterija.
Sada ova misterija može biti malo bliža rešavanju.
Izvor: https://phys.org/news/2017-07-earth-magnetic-field-simpler-thought.html#jCp
