Geologi so odkrili, da lahko v zelo kratkem času pride do močnih sprememb polarnosti zemeljskega magnetnega polja - le stoletje in pol je dovolj, da se polov lahko obrne več kot 100 stopinj. Znanstveniki so prišli do tega sklepa kot rezultat radioizotopa in paleomagnetne analize stalagmitov, starih približno 100 tisoč let, najdenih v eni od jam na jugu Kitajske. Poleg tega je tako hiter prehod lahko začetek dolgega obdobja geodinamične anomalije, v katerem Zemljino magnetno polje skozi tisočletje precej pogosto in hitro spreminja svojo smer, pišejo znanstveniki v Zborniku Nacionalne akademije znanosti.
Na začetku 20. stoletja so geologi odkrili, da sta južni in severni magnetni pol Zemlje v času našega planeta večkrat spremenili kraje. Proces menjave polov je stohastične narave in zato nima izrazitega obdobja - med dvema zaporednima menjavama položajev lahko pride do več deset tisočletij in več milijonov let. Hkrati se v življenju človeka na Zemlji takšna inverzija še nikoli ni zgodila.
Verjame se, da se je zadnji od teh prevratov zgodil pred približno 773 tisoč leti, potem pa so tako imenovani "geomagnetni izleti" - obdobja nestabilnosti magnetnega polja, v katerih se smer magnetnega polja začasno vrti pod kotom od 60 do 180 stopinj, po katerem dokaj hitro vrne v prvotni položaj. Moč polja med takšnimi dogodki se na nekaterih območjih lahko zmanjša na skoraj nič. Tako kot v primeru popolne preobrazbe magnetnega polja so tudi ta obdobja nestabilnosti povezana z burnimi procesi, ki se dogajajo v tekoči kovinski lupini zemeljskega jedra, vendar nedvoumna razlaga tega učinka še ni bila predložena.
Da bi podrobneje preučili procese, ki se pojavljajo med takšno geomagnetno ekskurzijo, so geologi iz Tajvana, Kitajske in Avstralije pod vodstvom Chuan-Chou Shen z nacionalne tajvanske univerze predlagali preučevanje stalagmitov iz jame Sanxing na jugu Kitajske.
Lokacija jame Sanxing, kjer so bili zbrani stalagmiti za paleomagnetne raziskave, in fotografije dveh stalagmitov.
Analiza vsebnosti urana in torijevih izotopov v stalagmitih je omogočila datiranje vzorcev z natančnostjo 10 let: pokazalo se je, da je starost kamnin od 91 do 107 tisoč let. Nadaljnje paleomagnetne študije so pokazale, da je bilo v tem intervalu na Zemlji opaziti precej veliko magnetodinamičnih anomalij, pri katerih se je trajanje in pogostost zelo razlikovala. Amplituda preobrata magnetnega polja v tem obdobju včasih presega 100 stopinj, medtem ko so ta vrtenja pokazala izrazito asimetrijo - glede na normalno smer se je polarnost v vzhodni polobli vrtela predvsem proti jugu in vzhodu.
Izkazalo se je, da če so se v obdobju od 92 do 98 tisoč let nekatera obdobja anomalij raztezala tisočletja, potem je bilo pred 103–106 tisoč leti trajanje geomagnetnih izletov nekoliko manj - nekaj stoletij. Znanstvenikom je uspelo izmeriti tudi trajanje obratnega magnetnega polja. Izkazalo se je, da je Zemljinemu magnetnemu polju potrebovalo le približno 144 let, da se je obrnilo za sto stopinj - to je veliko manj kot čas, ki so ga znanstveniki prej ocenili kot zadostnega za takšen postopek.
Nagib magnetne osi Zemlje v obdobju od 99 do 96 tisoč let (levo) in diagram največjega premika magnetnega pola planeta v tem obdobju (desno).
Promocijski video:
Po podatkih geologov so pridobljeni podatki prvič omogočili tako natančno oceno časovnih značilnosti geomagnetnih izletov z močno spremembo polarnosti zemeljskega magnetnega polja. Avtorji dela ugotavljajo, da je v obdobjih takšnih nepravilnosti magnetno polje planeta vedno oslabljeno, zaradi česar lahko kozmično sevanje prodre globlje v ozračje. Rezultati dela so pokazali, da se sprememba magnetne polarnosti lahko zgodi zelo hitro, in če se to zgodi, bo to vplivalo na satelitske sisteme, biosfero in človeško družbo.
Za natančnejše proučevanje dinamike zemeljskega magnetnega polja znanstveniki ne izvajajo samo geoloških raziskav, temveč uporabljajo tudi sodobne računske metode. Torej so z uporabo računalniškega modeliranja geologi lahko pokazali, da se sprememba magnetne polarnosti našega planeta najverjetneje zgodi kot posledica udarcev dinamovih valov znotraj jedra. Zanimivo je, da včasih pri preučevanju tako zapletenih problemov ne pomagajo le sodobni pristopi, temveč tudi rituali ljudi, ki so živeli na Zemlji pred več kot tisoč leti. Znanstveniki so tako z merjenjem magnetiziranja peščenih delcev, ki so nastali ob požaru žerjavih koral v južni Afriki, rekonstruirali sliko porazdelitve zemeljskega magnetnega polja v letih 1000-1600 AD.
Aleksander Dubov