Ģeologi ir atklājuši, ka spēcīgas Zemes magnētiskā lauka polaritātes izmaiņas var notikt ļoti īsā laikā - pietiek tikai ar pusotru gadsimtu, lai stabi pagrieztos vairāk nekā par 100 grādiem. Zinātnieki nonāca pie šāda secinājuma aptuveni 100 tūkstošus gadu vecu stalagmītu radioizotopu un paleomagnētiskās analīzes rezultātā, kas tika atrasti vienā no alām Ķīnas dienvidos. Turklāt tik strauja pāreja var būt sākums ilgstošai ģeodinamiskās anomālijas periodam, kurā Zemes magnētiskais lauks tūkstošgades laikā diezgan bieži un ātri maina savu virzienu, zinātnieki raksta Nacionālās zinātņu akadēmijas žurnālā Proceedings.
20. gadsimta sākumā ģeologi atklāja, ka Zemes dienvidu un ziemeļu magnētiskie stabi vairākas reizes mainījās vietām mūsu planētas dzīves laikā. Polu mainīšanas procesam ir stohastisks raksturs, un tāpēc tam nav izteikta perioda - starp divām secīgām pozīciju maiņām var notikt gan vairāki desmiti gadu tūkstošu, gan vairāki miljoni gadu. Tajā pašā laikā cilvēka dzīves laikā uz Zemes šāda inversija nekad nav notikusi.
Tiek uzskatīts, ka pēdējais no šiem apvērsumiem notika apmēram pirms 773 tūkstošiem gadu, taču pēc tam notika tā saucamās “ģeomagnētiskās ekskursijas” - magnētiskā lauka nestabilitātes periodi, kuros magnētiskā lauka virziens īslaicīgi rotē leņķī no 60 līdz 180 grādiem, pēc tam diezgan ātri. atgriežas sākotnējā stāvoklī. Lauka intensitāti šādu notikumu laikā dažās teritorijās var samazināt līdz gandrīz nullei. Tāpat kā pilnīgas magnētiskā lauka inversijas gadījumā, šie nestabilitātes periodi ir saistīti ar turbulentiem procesiem, kas notiek Zemes kodola šķidrā metāla apvalkā, taču šī efekta viennozīmīgs izskaidrojums vēl nav ierosināts.
Lai sīkāk izpētītu procesus, kas notiek šādas ģeomagnētiskas ekskursijas laikā, Taivānas, Ķīnas un Austrālijas ģeologi Chuan-Chou Shen vadībā no Taivānas Nacionālās universitātes ierosināja izpētīt stalagmītus no Sanxing alas Ķīnas dienvidos.
Sanksingas alas atrašanās vieta, kur stalagmīti tika savākti paleomagnētiskiem pētījumiem, un divu pārbaudīto stalagmītu fotogrāfijas.
Urāna un torija izotopu satura analīze stalagmitos ļāva paraugus datēt ar 10 gadu precizitāti: izrādījās, ka iežu vecums ir no 91 līdz 107 tūkstošiem gadu. Turpmākie paleomagnētiskie pētījumi parādīja, ka šajā intervālā uz Zemes tika novērots diezgan liels skaits magnetodinamisko anomāliju, kuru ilgums un biežums ievērojami atšķīrās. Magnētiskā lauka apgrieztā amplitūda šajā periodā dažreiz pārsniedza 100 grādus, savukārt šīs griešanās parādīja izteiktu asimetriju - attiecībā pret parasto virzienu polaritāte austrumu puslodē pagriezās galvenokārt uz dienvidiem un austrumiem.
Izrādījās, ka, ja laika posmā no 92 līdz 98 tūkstošiem gadu daži anomāliju periodi stiepās gadu tūkstošiem, tad pirms 103-106 tūkstošiem gadu ģeomagnētisko ekskursiju ilgums bija nedaudz mazāks - vairākus gadsimtus. Zinātniekiem izdevās arī izmērīt magnētiskā lauka apgrieztā ilgumu. Izrādījās, ka Zemes magnētiskajam laukam vajadzēja tikai apmēram 144 gadus, lai pagrieztu simts grādus - tas ir daudz mazāk nekā laiks, kuru zinātnieki iepriekš uzskatīja par pietiekamu šādam procesam.
Zemes magnētiskās ass slīpums laika posmā no 99 līdz 96 tūkstošiem gadu atpakaļ (pa kreisi) un planētas magnētiskā pola maksimālā pārvietojuma shēma šajā periodā (pa labi).
Reklāmas video:
Pēc ģeologu domām, viņu iegūtie dati pirmo reizi ļāva tik precīzi novērtēt ģeomagnētisko noviržu laika raksturlielumus, strauji mainot Zemes magnētiskā lauka polaritāti. Darba autori atzīmē, ka šādu anomāliju periodos planētas magnētiskais lauks vienmēr ir vājināts, kā dēļ kosmiskais starojums var iekļūt dziļāk atmosfērā. Darba rezultāti parādīja, ka magnētiskās polaritātes izmaiņas var notikt ļoti ātri, un, ja tas notiks, tas ietekmēs satelītu sistēmas, biosfēru un cilvēku sabiedrību.
Lai precīzāk izpētītu Zemes magnētiskā lauka dinamiku, zinātnieki veic ne tikai ģeoloģiskus pētījumus, bet arī izmanto mūsdienīgas skaitļošanas metodes. Tātad, izmantojot datormodelēšanu, ģeologi spēja parādīt, ka mūsu planētas magnētiskās polaritātes izmaiņas, visticamāk, notiek dinamo viļņu ietekmes rezultātā kodolā. Interesanti, ka dažreiz, pētot šādas sarežģītas problēmas, glābšanā nonāk ne tikai mūsdienu pieeja, bet arī to cilvēku rituāli, kuri uz Zemes dzīvoja pirms vairāk nekā tūkstoš gadiem. Tātad, izmērot smilšu daļiņu magnetizāciju, kas izveidojās, aizdedzinot liellopu korāļus Āfrikas dienvidos, zinātnieki ir rekonstruējuši Zemes magnētiskā lauka izplatības ainu 1000-1600 AD.
Aleksandrs Dubovs