Ljudje smo navajeni, da so tako obsežne spremembe, kot je preoblikovanje celin ali podnebje, počasne. Težko jih ena generacija ceni, v paru pa le opazi. Tu pa je odkritje: grandiozen dogodek - preobrat magnetnih polov - je po človeških merilih morda celo takojšen. In domači planet je sposoben izpeljati tak trik pred našimi očmi.
Cikel inverzij
Nedavno sta Scott Baugh iz Los Angeles Western College in Jonathan Glen iz ameriške geološke službe preučevala starodavne magmatske kamnine v Battle Mountain v Nevadi. Ameriški geologi so torej pokazali, da se lahko obrat magnetnega polja planeta zgodi tisočkrat hitreje, kot so predvidevali znanstveniki do zdaj.
Zahvaljujoč fenomenu paleomagnetizma, nekakšnemu zapisu geomagnetnega polja v hladilni in kristalizirajoči se lavi, so raziskovalci ugotovili, da je bil v času nastanka kamnin v Bojni gori (in to se je zgodilo pred 15 milijoni let) premik magnetnega pola Zemlje v samo enem letu 53 stopinj.
Po trenutnih idejah je tekoči del njegovega jedra odgovoren za nastanek magnetnega polja Zemlje. Toda procesi v jedru so še vedno slabo razumljeni. Na tem področju in zdaj raziskovalci še naprej odkrivajo grandiozne pojave, kot je "prebava".
Slika prikazuje notranje (rdeče) in zunanje (rumeno) jedro Zemlje, črte magnetnega polja (modro), kovinske tokove (rjave črte), ki jih povzroča vrtenje jedra (črna puščica), in konvektivne tokove (svetlo rjave puščice) (slika z spletna stran qwickstep.com).
Promocijski video:
V tem uspešnem (za današnje znanstvenike) izbruhu je prvi del lave že zmrznil ("zapomnil si je" smer geomagnetnega polja), leto kasneje pa ga je spet ogrel drugi izbruh staljenih kamnin, ki je v zgornji sloj "prepisal" novo smer, ki se za 53 stopinj razlikuje od star.
Toda po trenutnih podatkih obračanje magnetnih polov traja 4-5 tisoč let ali celo več. To pomeni, da je premik pola med takšnimi dogodki v povprečju 0,045 stopinje na leto. Toda Baugh in Glen verjameta, da se lahko sprememba polarnosti zgodi veliko hitreje, v samo štirih letih.
Če na to hipotezo postavimo prve znake, da se je naslednji premik že začel, lahko ugotovimo: imamo priložnost ujeti eno najbolj ambicioznih epizod v geološki zgodovini planeta.
Znanstveniki že dolgo trdijo, da se lahko magnetno polje Zemlje v zelo bližnji prihodnosti obrne. In ta dogodek ni katastrofa za planet, ampak povsem običajen proces, če ga pogledamo z vidika geoloških obdobij.
Vprašanje je le, ali se bo po običajnih človeških merilih kmalu zgodila kataklizma ali pa je treba čakati več kot tisoč let pred grandiozno predstavo. In o tem, kako dolgo bo trajala sama inverzija, je tudi predmet razprave.
Polarnost geomagnetnega polja od naših dni do srednje jure (zgoraj) in v zadnjih petih milijonih let (spodaj). Črna območja - polarnost, ki ustreza današnji, bela - nasprotje (ilustracije s spletnega mesta wikipedia.org).
Pogostost spreminjanja polarnosti magnetnih polov našega planeta se je v preteklosti zelo spreminjala. Povprečje lahko le približno ugotovite: polovi so se obračali vsakih 200-300 tisoč let.
Hkrati se je pred približno 42 milijoni let v treh milijonih letih zgodilo 17 preobratov in bilo je zelo dolgo obdobje brez preobratov, trajalo je pred 120 do 83 milijoni let. In pred njim so bila še dolga obdobja brez pučev.
Zato znanstveniki verjamejo, da je inverzija precej naključen proces in je v njem nemogoče ujeti očitne vzorce. Kljub temu se je zadnjič "prevrnitev" magnetnih polov zgodila pred kar 780 tisoč leti. Že iz tega razloga lahko previdno domnevamo, da se planet pripravlja na drugo takšno permutacijo. In potem obstajajo številni posredni znaki bližajočih se sprememb.
Ali obstaja življenje po zamenjavi pola?
Severni magnetni pol Zemlje je prihitel v Rusijo: pri merjenju stopnje njenega premika leta 2009 so znanstveniki prejeli 64 kilometrov na leto. Medtem je bila v sedemdesetih letih ta hitrost 10-15 km / leto, pred šestimi leti pa približno 60. Pospešek je očiten.
V 150 letih se je intenzivnost geomagnetnega polja zmanjšala za približno 10%, v zadnjih 22 letih pa za 1,7% (v povprečju, ker spremembe v različnih regijah planeta še zdaleč niso enake). Hkrati se je povečal kot vrha vrhov, polarnih predelov polja, kjer se silnične črte razhajajo vstran.
Magnetne anomalije s trakovi so eden od dokazov preobratov magnetnega polja v preteklosti. Kamnine, ki se izlivajo v oceanske grebene, zmrznejo in ohranijo magnetizacijo s trenutno usmeritvijo polja. Zaradi razpršitve blokov litosfere takšni zamrznjeni tokovi tvorijo vzporedne črte z izmenično magnetizacijo (ilustracija s spletnega mesta wikipedia.org).
Na splošno se zdi, da je Zemljina magnetosfera v zadnjih letih začela "puščati". Strokovnjaki za sončno-zemeljske komunikacije domnevajo o možnosti močnejših magnetnih neviht in polarnih sij kot običajno med vrhuncem sončne aktivnosti v pravkar začetem ciklusu.
To ni razlog za paniko. Kot je enostavno razumeti, se v spominu Homo Sapiensa inverzija še ni zgodila, vendar se je že zgodilo veliko takšnih dogodkov in življenje na Zemlji ni bilo prekinjeno.
Vendar so raziskovalci zaskrbljeni zaradi pomembnega oslabitve polja, ki spremlja preobrat pola. Žal še vedno ni mogoče končno reči, ali bo polje za nekaj časa izginilo in kako dolgo bo planet ostal brez magnetnega ščita.
Primer magnetnih anomalij z žicami na prelomnem območju blizu otoka Vancouver. Barva prikazuje kamnine z normalno magnetizacijo (sovpada s sodobnim poljem), reže - z reverzno magnetizacijo. Lestvica je v milijonih let (ilustracija s hawaii.edu).
Če pa potegnemo analogijo s spremembo magnetnih polov Sonca (in to se zgodi vsakih 11 let), potem do popolne izgube našega polja ne bi smelo priti, katastrofalnih posledic za ljudi in življenje na splošno pa ne bo.
Mimogrede, super hitri premik, ki sta ga prevzela Scott in Jonathan, nam igra na roko. Navsezadnje tako tvegamo, da bomo manj časa izpostavljeni povišani ravni kozmičnih žarkov.
Trenutno odnašanje pola pri 64 kilometrih na leto je približno 0,6 stopinje na leto. Primerjajte to s 53 stopinjami v novi študiji. Res je, ni znano, ali je šlo za kratek izbruh v ozadju tišjih premikov (morda je starodavni izbruh ujel sam vrh procesa inverzije) ali pa se je popoln preobrat magnetnega "severa" in "juga" takrat res izkazal za tako hitrega. To vprašanje je tema za nove raziskave.
Zgodba z prevrnitvijo magnetnega polja je podobna zgodbi o drugem odkritju - prihodu močne poledenitve v zadnji ledeni dobi v samo šestih mesecih. Znanstveniki so na novo pogledali, kako hitro se lahko podnebje na planetu spreminja iz ene države v drugo (okvir cgnews.com).
Puč bo povrnil pravičnost
Mimogrede, vsi ne vedo, da je severni magnetni pol Zemlje v fizičnem smislu jug in obratno. Na ta način je prišlo do zmede. Ko so znanstveniki izbrali imena za polove navadnega magneta, so jim lahko dali vsa imena, tudi plus in minus, vsaj nekaj abstraktnih črk. Toda takrat so ljudje že dolgo uporabljali kompase, katerih puščice so dipolni magneti. In tisti njihov konec, ki kaže na sever, se je imenoval severni pol magneta (v prvotnem pomenu, ki se razteza proti severu), in tisti, ki kaže na jug - jug, toda ker magnetke privlačijo nasprotni polovi, se je izkazalo, da ima zemeljsko magnetno polje južni pol (v fizičnem smislu) se nahaja na severu in se imenuje "severni magnetni pol", fizični sever pa na jugu.
Zanimivo je, da če bo prišlo do inverzije zemeljskega polja in se imena magnetnih polov ne bodo spremenila, se bo glede na njihova imena obnovila pravičnost.
Na sliki je prikazan kot med vrtilno osjo Zemlje in osjo dipola ter smerjo silnic (ilustracija Peter Reid).
Vrnimo se pa malo nazaj. Geologi pravijo, da se je pobeg polov z njihovih krajev zgodil in bolj impresiven. Leta 1995 so znanstveniki analizirali preostalo magnetizacijo starodavnih magmatskih kamnin v gori Stins v Oregonu in ugotovili, da je hitrost vrtenja magnetnega polja planeta med ohlajanjem toka lave dosegla nepredstavljivih šest stopinj na dan. To je bilo za nekaj velikostnih redov višje od hitrosti, ki bi si jo znala predstavljati znanost, ne da bi seveda upoštevali vsakodnevno nihanje položaja polov, ki ga povzroča delovanje nabitih delcev sončnega vetra. Zato so številni strokovnjaki izpodbijali sklepe avtorjev tega dela.
Zdaj pa so znanstveniki odkrili še en dokaz, ki kaže, da so hitri obrati geomagnetnega polja še vedno možni. Zdaj bi bilo dobro razumeti - takšni trenutni (po geoloških merilih) preskoki polja za inverzije so pogosti ali izjemni.