Auf seinem Gesicht, diese Tatsache ist einfach: der planet der magnetischen Pole gehandelt haben, Orte, die mit einer gewissen Häufigkeit im Laufe der Geschichte der Erde. An Punkten in der Vergangenheit würden Kompassnadeln nach Süden statt nach Norden zeigen. Aber schauen Sie in die Details dieser Übergänge und die Dinge werden wesentlich komplizierter. Wie genau ist es zum Beispiel in den Zeiten, in denen die Pole kippen?, Und was ist es mit dem „Geodynamo“ des äußeren Eisenkerns der Erde, der dieses Verhalten verursacht?
Datensätze dieser Übergänge existieren in verschiedenen Formen. Kleine Teile des mineralischen Magnetits im Sediment neigen dazu, sich mit dem Erdmagnetfeld zu orientieren, wenn sie sich an Ort und Stelle absetzen. Isotope in Eiskernen können Veränderungen in der Fähigkeit des Magnetfeldes aufzeichnen, geladene Teilchen aus dem Weltraum abzulenken. Und Laven—an Land oder auf dem Meeresboden-enthalten Magnetitkristalle, die beim Erstarren der Lava festgehalten werden.,
Eine neue Studie unter der Leitung von Brad Singer von der University of Wisconsin verwendet die neuesten Dating-Techniken, um eine Zeitleiste der jüngsten Polumkehrung (die vor etwas mehr als 770.000 Jahren aufgetreten ist) basierend auf Sequenzen von Lavaströmen auf der ganzen Welt zusammenzustellen.
Geschichte in Stein geschrieben
Die Aufzeichnungen stammen von Lavas in Chile und den Inseln Tahiti, Guadeloupe, La Palma und Maui., Alle von ihnen wurden zuvor untersucht, um die Geschichte unseres Magnetfeldes zu verfolgen, da sie mehrere Lavaströme beherbergen, die jeweils einen Schnappschuss zum Zeitpunkt der Umkehrung liefern. Aber die Methode, mit der diese Gesteine datiert wurden-basierend auf Isotopen des Elements Argon, das beim Erstarren in Kristallen eingeschlossen wird—wurde in den letzten Jahren so weit verbessert, dass es sich lohnte, die Gesteine noch einmal zu besuchen, um genauere Daten für jeden Fluss zu erhalten. Die neuen Messungen kommen mit Fehlerbalken in der Nachbarschaft von nur ±5.000 Jahren für 780.000 Jahre alte Laven.,
Die neuen Termine helfen, eine interessante Zeitleiste zu erstellen. Obwohl einzelne Aufzeichnungen an einigen Stellen eine unglaublich schnelle Umkehrung der Pole aufzuzeichnen schienen, zeigen diese Laven einen komplexen Prozess, der sich über etwa 22.000 Jahre abspielt.
Um das ganze Bild zusammenzustellen, haben die Forscher auch eine Handvoll vorhandener magnetischer Aufzeichnungen auf der Grundlage von Meeresboden-Sedimentkernen und Eiskernen zusammengestellt. Eiskerne können Ihnen nur sagen, wie stark das Magnetfeld war, während Sedimente Polpositionen aufzeichnen (obwohl wahrscheinlich weniger zuverlässig als Lavas)., Sedimente haben den Vorteil, dass sie sich im Laufe der Zeit kontinuierlich bilden, während Sie nur dann einen Lavastromdatenpunkt erhalten können, wenn sich ein Vulkan wie ein Ausbruch anfühlt.
Flips and Flops
Die Forscher interpretieren diese zusätzlichen Daten so, dass sie eine starke Schwächung des Magnetfeldes zeigen, die vor 795.000 Jahren begann, bevor der Pol sich leicht drehte und verstärkte. Aber vor etwa 784.000 Jahren wurde es wieder instabil—ein schwaches Feld mit einem variablen Pol, der das südliche Ende des Planeten begünstigt., Diese Phase dauerte bis vor etwa 773.000 Jahren, als sie ziemlich schnell wieder an Stärke gewann und endgültig zum nördlichen geografischen Pol überging.
Das Team verglich diese Zeitleiste mit Ideen, wie Pole Flips funktionieren. Eine wichtige Studie aus dem Jahr 2012 schlug ein gemeinsames Haltemuster für alle Polumkehrungen vor. Dieses Muster umfasst einen halben Flip, gefolgt von einem tatsächlichen Full Flip, der auf halbem Weg zurückkehrt, bevor er sich in der neuen Orientierung stabilisiert, alles über 9.000 Jahre oder weniger. Anstatt dieses ziemlich einfache Muster anzupassen, weisen die neuen Forscher auf eine 2011-Modellsimulation hin, die ihrer Meinung nach ähnlicher ist., Obwohl dieses Modell 50.000 Jahre brauchte, um den Übergang zu vollziehen, zeigte es ein passendes Muster von steigender und fallender Feldstärke und Polvariabilität.
Aufgrund dieser Übereinstimmung argumentieren sie, dass diese Modellsimulation „einen hervorragenden Ausgangspunkt für das Entwerfen zukünftiger Simulationen bieten würde“, die sich damit befassen, wie sich dieses Umkehrereignis so verhalten würde. Wie ein Erstfahrer, der eine Stockverschiebung lernt, scheint es ewig zu dauern, bis die raue Passage passt und endlich glatt wird.
Wissenschaftliche Fortschritte, 2019. DOI: 10.1126/sciadv.aaw4621 (Über Doi).,