ดาราศาสตร์

การกลับขั้วของขั้วแม่เหล็กของโลก

การกลับขั้วของขั้วแม่เหล็กของโลก


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

เมื่อขั้วแม่เหล็กของโลกกลับด้าน โลกยังคงหมุนไปในทิศทางเดียวกันหรือเริ่มหมุนไปในทิศทางตรงกันข้ามหรือไม่?


โลกจะหมุนไปในทิศทางเดียวกันในระหว่างการพลิกกลับของสนามแม่เหล็กโลก

มีบทความสองสามบทความเกี่ยวกับปรากฏการณ์นี้ที่เผยแพร่ในช่วงปี 2018:

National Geographic - ไม่ เราไม่ได้ทั้งหมดถึงวาระโดย Flip สนามแม่เหล็กของโลก

Science Daily - สนามแม่เหล็กของโลกไม่ได้กำลังจะย้อนกลับ

บทสนทนา - สนามแม่เหล็กของโลกกลับด้านบ่อยขึ้น - ตอนนี้เรารู้แล้วว่าทำไม


ฉันได้ค้นหาคำตอบจาก Dr. Christopher S. Baird และกำลังส่งต่อคำตอบของเขา นั่นเป็นสิ่งที่ไม่ถูกต้อง ปัจจุบัน ขั้วโลกเหนือชี้ไปที่ดาวเหนือ และ ใต้ ขั้วแม่เหล็กชี้ไปทางดาวเหนือโดยประมาณ หลังจากการกลับรายการครั้งต่อไป ใต้ ขั้วแม่เหล็กจะชี้ออกจากทวีปแอนตาร์กติกา

เมื่อขั้วแม่เหล็กพลิกกลับ จะไม่มีผลใดๆ ต่อการวางแนวของโลกหรือตำแหน่งของเสาทางภูมิศาสตร์ ขั้วโลกเหนือจะยังคงอยู่ในอาร์กติกใกล้กับแคนาดาและชี้ไปที่ดาวเหนือ และขั้วโลกใต้จะยังคงอยู่ในทวีปแอนตาร์กติกา การหมุนของโลก (ซึ่งกำหนดขั้วทางภูมิศาสตร์) มีอิทธิพลเล็กน้อยโดยอ้อมและซับซ้อนต่อการไหลวนของแกนนอกที่เป็นของเหลวของโลก (ซึ่งกำหนดขั้วแม่เหล็ก) นั่นคือเหตุผลที่เสาทางภูมิศาสตร์และเสาแม่เหล็กอยู่ใกล้แนวเดียวกัน อย่างไรก็ตาม กระแสไหลวนของแกนของเหลวของโลกไม่มีผลต่อการหมุนโดยรวมของโลก ซึ่งหมายความว่าการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กของโลกจะไม่ส่งผลต่อการหมุนโดยรวมของโลก ตะวันจะยังขึ้นทางทิศตะวันออก


การกลับขั้วของยุคน้ำแข็งเป็นเหตุการณ์ระดับโลก: การพลิกกลับของสนามแม่เหล็กโลก ความแปรปรวนของสภาพอากาศ และภูเขาไฟซุปเปอร์

เมื่อประมาณ 41,000 ปีก่อน เกิดการพลิกกลับของสนามแม่เหล็กโลกโดยสมบูรณ์และรวดเร็ว การศึกษาแม่เหล็กของศูนย์วิจัยธรณีวิทยาเยอรมัน GFZ บนแกนตะกอนจากทะเลดำแสดงให้เห็นว่าในช่วงเวลานี้ ในช่วงยุคน้ำแข็งสุดท้าย เข็มทิศที่ทะเลดำจะชี้ไปทางทิศใต้แทนที่จะเป็นทิศเหนือ

นอกจากนี้ ข้อมูลที่ทีมวิจัยได้รับจากนักวิจัยของ GFZ ได้แก่ Dr. Norbert Nowaczyk และ Prof. Helge Arz ร่วมกับข้อมูลเพิ่มเติมจากการศึกษาอื่นๆ ในมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือ แปซิฟิกใต้ และฮาวาย พิสูจน์ว่าการกลับขั้วนี้เป็นเหตุการณ์ระดับโลก ผลงานของพวกเขาได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์ฉบับล่าสุด จดหมายวิทยาศาสตร์โลกและดาวเคราะห์.

สิ่งที่น่าทึ่งคือความเร็วของการกลับตัว: "เรขาคณิตสนามของขั้วกลับกัน โดยมีเส้นสนามชี้ไปในทิศทางตรงกันข้ามเมื่อเปรียบเทียบกับรูปแบบปัจจุบัน กินเวลาเพียงประมาณ 440 ปี และสัมพันธ์กับความแรงของสนามที่เป็นเพียง หนึ่งในสี่ของพื้นที่ในปัจจุบัน” นอร์เบิร์ต โนวักซิกอธิบาย "การเปลี่ยนแปลงขั้วที่เกิดขึ้นจริงใช้เวลาเพียง 250 ปีเท่านั้น ในแง่ของมาตราส่วนเวลาทางธรณีวิทยานั้นเร็วมาก" ในช่วงเวลานี้ สนามยังอ่อนลง โดยมีเพียง 5% ของความแข็งแกร่งของสนามในปัจจุบัน ผลที่ตามมาก็คือ โลกเกือบจะสูญเสียเกราะป้องกันจากรังสีคอสมิกที่แข็งจนหมด ส่งผลให้มีการแผ่รังสีเพิ่มขึ้นอย่างมาก

นี่คือบันทึกโดยยอดของเบริลเลียมกัมมันตภาพรังสี ( 10 Be) ในแกนน้ำแข็งจากเวลานี้ กู้คืนจากแผ่นน้ำแข็งกรีนแลนด์ 10 Be เช่นกัน คาร์บอนกัมมันตภาพรังสี (14 C) เกิดจากการชนของโปรตอนพลังงานสูงจากอวกาศกับอะตอมของบรรยากาศ

งาน Laschamp

การกลับขั้วของกระแสไฟฟ้าที่พบว่ามีการดึงดูดของตะกอนทะเลดำเป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่า 45 ปี มันถูกค้นพบครั้งแรกหลังจากการวิเคราะห์สนามแม่เหล็กของกระแสลาวาหลายแห่งใกล้หมู่บ้าน Laschamp ใกล้ Clermont-Ferrand ใน Massif Central ซึ่งแตกต่างอย่างมากจากทิศทางของสนามแม่เหล็กโลกในปัจจุบัน ตั้งแต่นั้นมา คุณลักษณะ geomagnetic นี้เรียกว่า 'Laschamp event' อย่างไรก็ตาม ข้อมูลของ Massif Central เป็นเพียงการอ่านค่าสนามแม่เหล็กโลกในช่วงยุคน้ำแข็งครั้งสุดท้ายเท่านั้น ในขณะที่ข้อมูลใหม่จากทะเลดำให้ภาพที่สมบูรณ์ของความแปรปรวนของสนามแม่เหล็กโลกที่ความละเอียดชั่วขณะสูง

อากาศเปลี่ยนแปลงกะทันหันและภูเขาไฟลูกใหญ่

นอกเหนือจากการให้หลักฐานการพลิกกลับของสนามแม่เหล็กโลกเมื่อ 41,000 ปีก่อน นักธรณีวิทยาจากพอทสดัมได้ค้นพบการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างกะทันหันมากมายในช่วงยุคน้ำแข็งสุดท้ายในแกนที่วิเคราะห์จากทะเลดำ ตามที่ทราบกันดีอยู่แล้วจากแกนน้ำแข็งกรีนแลนด์ ในที่สุดสิ่งนี้ทำให้สามารถซิงโครไนซ์ข้อมูลทั้งสองจากทะเลดำและกรีนแลนด์ได้อย่างแม่นยำ

การปะทุของภูเขาไฟครั้งใหญ่ที่สุดในซีกโลกเหนือในช่วง 100,000 ปีที่ผ่านมา กล่าวคือ การปะทุของภูเขาไฟซูเปอร์เมื่อ 39,400 ปีก่อนในพื้นที่ของทุ่ง Phlegraean ใกล้เมืองเนเปิลส์ ประเทศอิตาลี ได้รับการบันทึกไว้ภายในตะกอนที่ศึกษาจากทะเลดำด้วย เถ้าถ่านของการปะทุครั้งนี้ ซึ่งในระหว่างที่มีการพ่นหินและลาวาประมาณ 350 ลูกบาศก์กิโลเมตร ถูกกระจายไปทั่วเมดิเตอร์เรเนียนตะวันออกทั้งหมด และจนถึงตอนกลางของรัสเซีย

สถานการณ์สุดขั้วทั้งสามนี้ การพลิกกลับของสนามแม่เหล็กโลกในระยะสั้นและรวดเร็ว ความแปรปรวนของสภาพอากาศในระยะสั้นของยุคน้ำแข็งสุดท้ายและการปะทุของภูเขาไฟในอิตาลี ได้รับการตรวจสอบเป็นครั้งแรกในเอกสารทางธรณีวิทยาเดียวและจัดลำดับเวลาอย่างแม่นยำ .


การพลิกกลับของสนามแม่เหล็กอย่างรวดเร็วอย่างน่าประหลาดใจก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อโลก

ตัวแทนของสนามแม่เหล็กโลกแสดงให้เห็นว่ามันขยายจากขั้วอย่างไรในอ้อมแขนที่ปกป้อง หินงอกจากถ้ำทางตะวันตกเฉียงใต้ของจีนมีหลักฐานที่บ่งบอกว่ามีการกลับขั้วอย่างรวดเร็วอย่างน่าประหลาดใจเมื่อ 98,000 ปีก่อน ภาพ: Peter Reid/NASA

สนามแม่เหล็กโลกซึ่งปกป้องโลกจากรังสีดวงอาทิตย์ จะกลับด้านเป็นระยะ โดยสนามแม่เหล็กใต้จะกลายเป็นทิศเหนือแม่เหล็กและในทางกลับกัน การผกผันของสนามดังกล่าวคาดว่าจะเกิดขึ้นเป็นเวลาหลายพันปี แต่การวิจัยใหม่แสดงให้เห็นว่าอย่างน้อยหนึ่งครั้งเกิดขึ้นในเวลาเพียงสองศตวรรษหรือประมาณนั้นเมื่อความแรงของสนามแม่เหล็กลดลง 90 เปอร์เซ็นต์

นักวิจัยกล่าวว่าเหตุการณ์ดังกล่าวในโลกที่เชื่อมต่อกันทางอิเล็กทรอนิกส์ในปัจจุบันอาจสร้างความเสียหายหลายล้านล้านให้กับระบบพลังงานและการสื่อสาร ในขณะที่ทำให้ชีวมณฑลได้รับรังสีแสงอาทิตย์ที่เพิ่มขึ้น

แอนดรูว์ โรเบิร์ตส์จากโรงเรียนวิจัยวิทยาศาสตร์โลกของมหาวิทยาลัยแห่งชาติออสเตรเลียกล่าวว่า "สนามแม่เหล็กโลกซึ่งมีอยู่อย่างน้อย 3.45 พันล้านปี เป็นเกราะป้องกันผลกระทบโดยตรงจากรังสีดวงอาทิตย์ “ถึงแม้จะมีสนามแม่เหล็กแรงสูงของโลกในทุกวันนี้ แต่เราก็ยังอ่อนไหวต่อพายุสุริยะที่อาจทำลายสังคมที่ใช้ไฟฟ้าของเราได้”

Roberts และทีมนักวิจัยนำโดย Chuan-Chou Shen จากมหาวิทยาลัยแห่งชาติไต้หวัน และ Dr Yu-Min Chou จากมหาวิทยาลัย Southern University of Science and Technology ในประเทศจีน ได้ทำการหาค่ารังสีที่แม่นยำของหินงอกจากถ้ำทางตะวันตกเฉียงใต้ของจีน บันทึกการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กโลกตั้งแต่ 107,000 ถึง 91,000 ปีก่อน

ทีมงานสังเกตเห็นหลักฐานของการพลิกกลับของสนามที่เกิดขึ้นในช่วงสองสามศตวรรษถึงหลายพันปี “ บ่งชี้ถึงความไม่เสถียรของ geodynamo ที่ยืดเยื้อ”

“การเปลี่ยนแปลงหนึ่งร้อยปีอย่างฉับพลันอย่างน่าประหลาดใจเกิดขึ้นใน 144 ± 58 ปีและให้หลักฐานที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนซึ่งทำให้เกิดคำถามพื้นฐานเกี่ยวกับความเร็วของการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กโลก” ตั้งข้อสังเกตถึงบทนำของบทความในรายงานการประชุมของ National Academy of Sciences of the สหรัฐ.

“ การเปลี่ยนแปลงขั้วอย่างรวดเร็วดังกล่าวอาจส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อดาวเทียมและสังคมมนุษย์ในอนาคต หากความเข้มของสนามแม่เหล็กโลกในปัจจุบันยังคงลดลงอย่างต่อเนื่อง”


การเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่และการสูญพันธุ์ที่เชื่อมโยงกับการพลิกกลับของสนามแม่เหล็กเมื่อ 42,000 ปีก่อน

การศึกษาระหว่างประเทศใหม่ชี้ให้เห็นว่าการพลิกกลับของสนามแม่เหล็ก – รวมกับการเปลี่ยนแปลงของลมสุริยะ – มีส่วนทำให้เกิดวิกฤตสิ่งแวดล้อมและการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่เมื่อ 42,000 ปีก่อน นักวิทยาศาสตร์เหล่านี้กล่าวว่ามันเกิดขึ้นในช่วงที่มนุษย์นีแอนเดอร์ทัลสูญพันธุ์ ซึ่งเป็นเผ่าพันธุ์มนุษย์ที่สูญพันธุ์ไปแล้วซึ่งครั้งหนึ่งเคยท่องไปในทวีปยุโรปซึ่งปัจจุบันคือยุโรป นักวิทยาศาสตร์เหล่านี้กล่าวว่า มันจะมาพร้อมกับพายุไฟฟ้า แสงออโรร่าที่แผ่ขยายออกไป และการไหลบ่าของรังสีคอสมิก นักวิจัยคนหนึ่งในวิดีโอด้านบนแสดงความคิดเห็นว่า:

… มันคงน่ากลัวอย่างเหลือเชื่อ

ผู้เขียนศึกษาได้ตั้งชื่อช่วงเวลาแห่งความหายนะนี้ว่า Adams Transitional Geomagnetic Event, หรือ อดัมส์อีเวนต์การอ้างอิงถึง trope ที่สร้างขึ้นโดย Douglas Adams ผู้เขียนนิยายวิทยาศาสตร์เรื่อง The Hitchhiker's Guide to the Galaxy อดัมส์เคยเขียนไว้ว่า 42 คือคำตอบของ:

มหาวิทยาลัยนิวเซาธ์เวลส์ (UNSW) ซิดนีย์และพิพิธภัณฑ์เซาท์ออสเตรเลียร่วมเป็นผู้นำการศึกษา ซึ่งตีพิมพ์เมื่อวันที่ 19 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2564 ในวารสารที่มีการทบทวนโดยผู้ทรงคุณวุฒิ วิทยาศาสตร์. ตามที่ Chris Turney จาก UNSW – ผู้เขียนร่วมการศึกษา – อธิบายในแถลงการณ์:

สนามแม่เหล็กโลกลดลงเหลือเพียง 0 ถึง 6% ระหว่างเหตุการณ์อดัมส์ โดยพื้นฐานแล้วเราไม่มีสนามแม่เหล็กเลย เกราะป้องกันรังสีคอสมิกของเราหายไปโดยสิ้นเชิง

เมื่อการพลิกกลับของสนามแม่เหล็กเมื่อ 42,000 ปีก่อนช่วยทำให้เกิดการสูญพันธุ์ของโลก นักวิทยาศาสตร์เหล่านี้กล่าวว่าท้องฟ้าจะสว่างขึ้นด้วยแสงออโรร่าที่แผ่ขยายออกไป นักวิทยาศาสตร์เหล่านี้แนะนำว่าการกลับรายการสามารถช่วยอธิบายความลึกลับของวิวัฒนาการได้ เช่น การสูญพันธุ์ของนีแอนเดอร์ทัล รูปภาพผ่าน Unsplash/ UNSW

ผลลัพธ์ที่ได้นั้นน่าทึ่งมาก เปลวสุริยะและรังสีคอสมิกทางช้างเผือกฉีกอนุภาคในชั้นบรรยากาศของโลก ทำให้เกิดไอออนในอากาศและทำให้ชั้นโอโซนแตกตัว บรรพบุรุษของเราคงได้เห็นการแสดงแสงสีที่น่าตกใจบนท้องฟ้าทั้งกลางวันและกลางคืน ออโรราซึ่งปกติแล้วจะอยู่ภายในบริเวณขั้วโลกจะแผ่กระจายไปทั่วโลก อากาศที่แตกตัวเป็นไอออนจะเป็นตัวนำที่ดีเยี่ยมสำหรับพายุไฟฟ้า ซึ่งจะเพิ่มความถี่ของพวกมัน

ความปั่นป่วนที่เกิดขึ้นเหนือศีรษะ – และการสูญเสียการป้องกันรังสียูวีจากชั้นโอโซน – อาจอธิบายการเกิดขึ้นอย่างกะทันหันของศิลปะถ้ำเมื่อมนุษย์ยุคแรกหนีเข้าไปในถ้ำเพื่อการป้องกัน

เช่น วิทยาศาสตร์ นิตยสารรายงานเมื่อวันที่ 18 กุมภาพันธ์:

… โลกกลับหัวกลับหาง – อย่างน้อยก็พูดด้วยสนามแม่เหล็ก

ศิลปะถ้ำที่เก่าแก่ที่สุดที่รู้จักในยุโรป อายุประมาณ 42,000 ปี อยู่ในถ้ำ El Castillo ในสเปน รอยมือสีแดงเหล่านี้อาจเกี่ยวข้องกับครีมกันแดดแบบโบราณ รูปภาพโดย Paul Pettitt/ Gobierno de Cantabria/ UNSW

ต้นไม้เป็นกุญแจสู่ความลึกลับ

ต้นเคารี ซึ่งเป็นต้นไม้ที่ใหญ่ที่สุดในนิวซีแลนด์ เป็นกุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจวิกฤตสิ่งแวดล้อมในสมัยโบราณนี้ บางครั้งเรียกว่าเทพเจ้าแห่งป่าไม้ kauri ประกอบเป็นป่าที่เก่าแก่ที่สุดในโลก เมื่อหลายปีก่อนพบลำต้นขนาด 60 ตันจากต้น kauri โดยคนงานบุกทลายโรงไฟฟ้าในนิวซีแลนด์ ต้นไม้ซึ่งได้รับการอนุรักษ์ไว้ในบึง ปรากฏว่ามีอายุ 42,000 ปี และเป็นแคปซูลเวลาอันมีค่าสำหรับนักวิทยาศาสตร์ วงแหวนของมันมีอายุประมาณ 1,700 ปีและเกิดการกลับตัวของแม่เหล็ก

การกลับตัวของแม่เหล็กในช่วงสั้นๆ นี้เคยทราบมาก่อน แต่ก่อนหน้านี้ คิดว่าผลกระทบทางโลกนั้นไม่รุนแรง เหตุการณ์นี้ถูกค้นพบในปี 1960 ในกระแสลาวาลาชองส์ในเมืองแกลร์มง-แฟร์รอง ประเทศฝรั่งเศส ซึ่งเห็นได้ชัดจากการศึกษาแม่เหล็กของลาวาโบราณ การกลับตัวของสนามแม่เหล็กนี้เป็นช่วงสั้นๆ ที่นักวิทยาศาสตร์เรียกว่าการสำรวจ: ไม่ใช่การเปลี่ยนแปลงที่คงอยู่ของสนามแม่เหล็กโลก แต่เป็นเพียงการเปลี่ยนแปลงชั่วคราว ดังที่คุณทราบ ขั้วแม่เหล็กเหนือและใต้แม่เหล็กของโลก 8217 ไม่ได้ถูกตรึงหรือผูกติดกับแกนหมุนของโลก ขั้วแม่เหล็กเคลื่อนตัวและโยกเยก และบางครั้งสลับที่กันโดยสิ้นเชิง ดูเหมือนว่าจะเกิดขึ้นชั่วคราวเมื่อ 41,000 ถึง 42,000 ปีก่อน สวิตช์ชั่วคราวนี้กินเวลาประมาณ 800 ปีก่อนจะย้อนกลับ ปัจจุบันเรียกว่า Laschamps Event หรือการเที่ยว Laschamp

บันทึก kauri โบราณนี้มีชีวิตอยู่ในช่วงกิจกรรม Adams รูปภาพโดยเนลสันปาร์กเกอร์

เป็นครั้งแรกที่เราสามารถระบุเวลาและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของสวิตช์ขั้วแม่เหล็กตัวสุดท้ายได้อย่างแม่นยำ การค้นพบนี้เกิดขึ้นได้ด้วยต้นเคารีนิวซีแลนด์โบราณ ซึ่งได้รับการเก็บรักษาไว้ในตะกอนมากว่า 40,000 ปี การใช้ต้นไม้โบราณ เราสามารถวัดและกำหนดวันที่ของระดับเรดิโอคาร์บอนในชั้นบรรยากาศที่เกิดจากการพังทลายของสนามแม่เหล็กโลก

ดังนั้นเหตุการณ์ Laschamp จึงหมายถึงการกลับขั้วของขั้วแม่เหล็กนั่นเอง ศัพท์ใหม่ที่นักวิทยาศาสตร์ใช้ในปี 2564 – the อดัมส์อีเวนต์ – หมายถึงผลกระทบต่อโลกในช่วงเวลานั้นในวงกว้างมากขึ้น ดูเหมือนว่าโลกจะมีแสงออโรร่า พายุไฟฟ้า และรังสีคอสมิกเพิ่มขึ้น ทำให้ระดับเรดิโอคาร์บอนในบรรยากาศเพิ่มขึ้น นักวิจัยเชื่อมโยงเหตุการณ์เหล่านี้กับการสูญพันธุ์ของสัตว์ขนาดใหญ่เมื่อ 42, 000 ปีก่อนทั่วแผ่นดินใหญ่ของออสเตรเลียและแทสเมเนีย

นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการศึกษาหลายครั้งเกี่ยวกับการพังทลายระหว่างเหตุการณ์ Laschamp การศึกษาใหม่มุ่งเน้นไปที่ช่วงเวลาก่อนเหตุการณ์ Laschamp เนื่องจากสนามแม่เหล็กเคลื่อนตัวไปทั่วโลกไปยังตำแหน่งตรงกันข้าม นักวิทยาศาสตร์พบว่าช่วงนี้เป็นช่วงที่เกิดความวุ่นวายทางโลกมากที่สุด

จากการศึกษาต้นไม้ kauri นักวิจัยสามารถสร้างไทม์ไลน์ของเหตุการณ์ Laschamp ที่มีรายละเอียดมากขึ้น ดังที่อลัน คูเปอร์แห่งพิพิธภัณฑ์เซาท์ออสเตรเลียอธิบายเพิ่มเติมว่า:

ต้นเคารีเป็นเหมือนหินโรเซตตา ซึ่งช่วยให้เราเชื่อมโยงบันทึกการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อมในถ้ำ แกนน้ำแข็ง และพรุพรุจากทั่วโลกเข้าด้วยกัน

มันจะเกิดขึ้นในวันนี้?

หลักฐานบางอย่างบ่งชี้ว่าการเปลี่ยนแปลงทิศทางของสนามแม่เหล็กโลกกำลังดำเนินการอยู่ นักวิทยาศาสตร์ได้ติดตามขั้วโลกเหนือที่เคลื่อนที่อย่างรวดเร็วในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามากกว่าในอดีต และในช่วง 170 ปีที่ผ่านมา สนามแม่เหล็กของโลกได้ลดลงประมาณ 9%

การพึ่งพากริดไฟฟ้าและดาวเทียมของสังคมสมัยใหม่ทำให้นวนิยายดิสโทเปียมีชีวิตขึ้นมาได้ หากรังสีที่เข้ามาทำลายแหล่งพลังงานและการสื่อสารของเรา ปัญหาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเพิ่มองค์ประกอบพิเศษของภัยพิบัติตาม Turney:

บรรยากาศของเราเต็มไปด้วยคาร์บอนในระดับที่มนุษย์ไม่เคยเห็นมาก่อน การพลิกกลับของขั้วแม่เหล็กหรือการเปลี่ยนแปลงที่รุนแรงในกิจกรรมของดวงอาทิตย์จะเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างไม่เคยปรากฏมาก่อน เราจำเป็นต้องลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์อย่างเร่งด่วนก่อนที่เหตุการณ์สุ่มดังกล่าวจะเกิดขึ้นอีกครั้ง

บรรทัดด้านล่าง: การหาอายุของเรดิโอคาร์บอนในต้น kauri ช่วยให้นักวิจัยเชื่อมโยงการพลิกกลับของสนามแม่เหล็กเมื่อ 42,000 ปีก่อนกับภัยพิบัติด้านสิ่งแวดล้อมและเหตุการณ์การสูญพันธุ์


ผลเลื่อนลอยของการกลับขั้วแม่เหล็ก Pole

วิทยาศาสตร์ได้พิสูจน์แล้วว่าโลกกำลังผ่านการพลิกกลับของขั้วแม่เหล็ก แล้วสิ่งนี้จะส่งผลต่อเราอย่างไร? จากการวิเคราะห์สนามแม่เหล็กของลาวา เราสามารถระบุได้ว่าการกลับตัวของขั้วแม่เหล็กครั้งล่าสุดเกิดขึ้นเมื่อ 780,000 ปีก่อน แม้ว่าบันทึกซากดึกดำบรรพ์จะไม่แสดงการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในชีวิตของสัตว์หรือพืช แต่อาจเกิดการเปลี่ยนแปลงที่ละเอียดอ่อนกว่านั้น

การสูญพันธุ์ของนีแอนเดอร์ทัล?

แม้ว่าบันทึกซากดึกดำบรรพ์ของสัตว์และพืชจะไม่แสดงการเปลี่ยนแปลงที่มีนัยสำคัญ จอห์น ทาร์ดูโน ศาสตราจารย์ด้านธรณีฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยโรเชสเตอร์ เสนอการเชื่อมโยงโดยตรงระหว่างการตายของนีแอนเดอร์ทัลกับการลดลงของความเข้มสนามแม่เหล็กโลกที่เกิดขึ้นในเวลาเดียวกัน ระยะเวลา

นอกจากนี้ตาม โมนิก้า คอร์เตผู้อำนวยการด้านวิทยาศาสตร์ของ Niemegk Geomagnetic Observatory ที่ GFZ Potsdam ในเยอรมนี:

“ไม่ใช่การพลิกกลับอย่างกะทันหัน แต่เป็นกระบวนการที่ช้า ซึ่งในระหว่างนั้นความแรงของสนามจะอ่อนลง เป็นไปได้มากว่าสนามจะซับซ้อนขึ้นและอาจแสดงมากกว่าสองขั้วชั่วขณะหนึ่ง จากนั้นจึงสร้างความแข็งแกร่งและ (จัดเรียง) ทิศตรงกันข้าม”

ชั้นโอโซน

สิ่งหนึ่งที่ต้องพิจารณาคือสิ่งที่จะเกิดขึ้นกับสนามแม่เหล็กป้องกันของเรารอบโลกนี้ หากเกิดการเคลื่อนขั้ว รูภายในชั้นโอโซนจะปรากฏขึ้นพร้อมกับการป้องกันสนามแม่เหล็กที่ลดลง ในสถานการณ์สมมตินี้ โลกจะเสี่ยงอย่างยิ่งต่อการปลดปล่อยมวลโคโรนา รังสีคอสมิก และเปลวสุริยะ ซึ่งจะนำไปสู่การแผ่รังสีดวงอาทิตย์

สัตว์อพยพ ชีวิตในทะเล และ GPS

ความสามารถของ GPS ของเราจะหมดไปจนกว่าจะมีการสร้างพิกัดใหม่ แทบทุกสายการบินพาณิชย์จะปิดตัวลงเช่นกัน

สัตว์และนกอพยพจะสับสน เช่นเดียวกับโลมา ปลาวาฬ และสัตว์ทะเลเลี้ยงลูกด้วยนมอื่นๆ

เป็นไปได้มากว่าการเปลี่ยนขั้วทางกายภาพจะไม่มาพร้อมกับการเปลี่ยนขั้วแม่เหล็ก ดังที่บันทึกทางธรณีวิทยาแสดงให้เห็นอีกครั้ง

นัยยะทางอภิปรัชญา: The Schumann Resonance

การเต้นของหัวใจของโลกเรียกว่า Schumann Resonance ซึ่งได้รับการบันทึกที่ประมาณ 7.83 รอบต่อวินาทีเป็นเวลาหลายพันปี ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา Schumann Resonance ได้เพิ่มสูงขึ้นและเพิ่งบันทึกได้สูงถึง 8.90

การเก็งกำไรอนุมานว่าโลกอาจหยุดหมุนเมื่อ Schumann Resonance ถึง 13 รอบต่อวินาที เมื่อถึงจุดนั้น โลกจะหยุดหมุนเป็นเวลา 3 วัน แล้วจึงเริ่มหมุนไปในทิศทางตรงกันข้าม ทำให้เกิดการพลิกกลับของแม่เหล็กของขั้ว

ภายใต้สมมติฐานนี้ การกลับขั้วแม่เหล็กอาจส่งผลต่อวิธีที่ซีกโลกในสมองของเรามีปฏิสัมพันธ์

มีสามสถานการณ์ที่เป็นไปได้ในสถานการณ์ดังกล่าว:

1. ไม่มีอะไรเกิดขึ้นกับสมองของเรา
2. ซีกโลกของสมองของเราโต้ตอบกันในทันที โดยเปิดไซแนปส์ให้มีความสามารถทางอภิปรัชญาที่สูงขึ้น
3. เราทุกคนคลั่งไคล้!

คาดว่าจะใช้เวลาประมาณ 1,000 ถึง 10,000 ปีในการพลิกกลับขั้วแม่เหล็กโดยสมบูรณ์ เวอร์ชันปัจจุบันของเราดำเนินไปตั้งแต่ต้นปี 1900

แม้ว่าความสมบูรณ์สูงสุดอาจไม่เกิดขึ้นอีก 900 ถึง 1990 ปี ผลกระทบก็อาจเห็นได้อยู่แล้ว

ดังที่แสดงให้เห็นในวิดีโอด้านบน การกลับตัวทั้งหมดอาจอยู่ห่างออกไปหลายสิบปีหรือ "ใกล้กว่านั้นมาก" ผลการศึกษาล่าสุดจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ ระบุว่าอาจต้องใช้เวลา 100 ปีหรือน้อยกว่านั้น พร้อมเสริมว่าสนามแม่เหล็กที่อ่อนตัวลงในปัจจุบันจะเกิดก่อนการพลิกกลับของขั้ว

สิ่งที่เราสังเกตได้ง่ายคือข้อเท็จจริง:

  • ขั้วแม่เหล็กกลับด้านตั้งแต่ช่วงต้นทศวรรษ 1900
  • Schumann Resonance เพิ่มขึ้น
  • มีปรากฏการณ์ล่าสุดเกี่ยวกับการรับรู้เวลาของเรา สิ่งนี้อาจเกี่ยวข้องกับการเลื่อนขั้วแม่เหล็กหรือไม่?

หากตีความได้ว่า “ดังที่อยู่เบื้องล่าง อยู่เบื้องล่าง” ว่า “ดังภายใน ไร้ซึ่ง” เราก็จะสรุปได้ว่าการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญกำลังเกิดขึ้นทั้งในจักรวาล บนโลกของเรา และในท้ายที่สุดคือภายในตัวเราเอง


ติดตามการพลิกกลับของสนามแม่เหล็กโลกแบบจูราสสิค

ประมาณ 180 ล้านปีก่อน ในช่วงความสูงของยุคจูราสสิก สนามแม่เหล็กของโลกพลิกกลับ ทำให้ขั้วแม่เหล็กเหนือกลับเข้าสู่ซีกโลกเหนืออีกครั้ง

การกลับรายการที่เรียกว่า van Zijl ซึ่งตั้งชื่อตามนักวิจัยคนแรกที่อธิบายเรื่องนี้ เป็นการกลับรายการ geomagnetic ที่เก่าแก่ที่สุดเป็นอันดับสอง การรบกวนของสนามแม่เหล็กโลก ซึ่งมีแนวโน้มจะเกิดขึ้นมากกว่า 10,000 ปี และอาจน้อยกว่านั้นมาก ได้รับการระบุแล้วว่าเกิดขึ้นมากถึงหลายพันล้านปี และเมื่อเร็วๆ นี้เมื่อ 780,000 ปีก่อน มีคำถามเปิดอยู่เกี่ยวกับผลกระทบของการกลับรายการดังกล่าวต่อคุณสมบัติของสนามแม่เหล็กของโลก รวมถึงโครงสร้างที่ใช้ และผลกระทบที่ตามมาต่อรูปร่าง ขนาด และความแข็งแรงของมัน อ้างอิงจากบันทึกใหม่ของการกลับตัวของ Van Zijl, Moulin et al. อธิบายการเดินทางกลับกลอกของขั้วแม่เหล็กช่วงเปลี่ยนผ่านและความแรงผันแปรของสนามแม่เหล็กยุคพาลีโอแมกเนติก

การวิเคราะห์การวางแนวของแร่ธาตุแม่เหล็กที่พบในตัวอย่างหินที่ดึงมาจากทุ่งลาวาโบราณในเลโซโท ประเทศเล็กๆ ที่ล้อมรอบในแอฟริกาใต้ และจากแหล่งอื่นในแอฟริกาใต้เอง ผู้เขียนได้ติดตามตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ที่ขยับไปของเสาแม่เหล็กโบราณ พวกเขาพบว่าในช่วงเวลาสั้น ๆ ซึ่งอาจเป็นไปได้เพียงไม่กี่ศตวรรษ เสากระโจนจากตำแหน่งที่มุ่งไปทางใต้ประมาณ 45 องศาไปยังตำแหน่งใกล้ 45 องศาทางเหนือ จากนั้นขั้วแม่เหล็กโลกจะเคลื่อนผ่านละติจูด 20 องศา เมื่อมันเคลื่อนไปทางตะวันออกเฉียงใต้ ในที่สุด เสาก็ย้ายไปอยู่ในตำแหน่งที่มั่นคงซึ่งมีศูนย์กลางใกล้ขั้วโลกเหนือทางภูมิศาสตร์ ผู้เขียนพบว่าเมื่อนำไปสู่การพลิกกลับของสนามแม่เหล็ก ความแรงของสนามแม่เหล็กลดลงเหลือประมาณ 10 - 20 เปอร์เซ็นต์ของค่าปกติ ซึ่งเป็นความกดอากาศที่สลายตัวเมื่อตำแหน่งของขั้วเสถียรเท่านั้น


การพลิกกลับของแม่เหล็กทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศครั้งใหญ่

นักวิทยาศาสตร์เชื่อมโยงความไม่เสถียรทางแม่เหล็กล่าสุดกับการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมโลก

เมื่อประมาณ 42,000 ปีที่แล้ว การกลับตัวของขั้วแม่เหล็กของโลกทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศครั้งใหญ่ และทำให้สิ่งแวดล้อมเปลี่ยนแปลงไปทั่วโลก ตามการวิจัยใหม่ที่นำโดยออสเตรเลีย

นักวิทยาศาสตร์ทราบมานานแล้วว่าสนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์พลิกตัวเป็นระยะ โดยที่ขั้วเหนือและขั้วใต้จะสลับที่ การพลิกกลับที่ทราบครั้งล่าสุด – ซึ่งเกิดขึ้นชั่วคราวและในทางเทคนิคเรียกว่า “การเดินทาง Laschamps” – เกิดขึ้นเมื่อ 41,000–42,000 ปีก่อน หากเหตุการณ์ดังกล่าวเกิดขึ้นในวันนี้ จะสร้างความหายนะให้กับดาวเทียมและโครงข่ายไฟฟ้า แต่ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมนั้นไม่ค่อยมีใครเข้าใจ

การศึกษาใหม่นี้ตีพิมพ์ใน วิทยาศาสตร์แสดงให้เห็นว่าการเดินทางท่องเที่ยว Laschamps เกิดขึ้นพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงทางสิ่งแวดล้อมและระบบนิเวศที่สำคัญ รวมถึงการเติบโตของแผ่นน้ำแข็ง การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ และแม้แต่การเพิ่มขึ้นของศิลปะถ้ำ

เพื่อเรียนรู้สิ่งนี้ นักวิจัยได้สร้างบันทึกเรดิโอคาร์บอนในชั้นบรรยากาศที่ลงวันที่อย่างแม่นยำโดยใช้วงแหวนของต้นไม้ของฟอสซิลย่อยขนาดใหญ่ของต้นเคารีนิวซีแลนด์ (Agathis ออสเตรเลีย) ที่ยังมีชีวิตอยู่ในช่วงเวลานี้ ต้นไม้ไม่เพียงบันทึกการเปลี่ยนแปลงของระดับเรดิโอคาร์บอนระหว่างการกลับขั้วเท่านั้น แต่วงแหวนการเจริญเติบโตยังทำหน้าที่เป็นการประทับเวลาตามธรรมชาติ

ท่อนไม้โบราณ kauri จาก Ngāwā นิวซีแลนด์ เครดิต: เนลสันปาร์กเกอร์

คริส เทิร์นนีย์ ผู้เขียนร่วมของการศึกษาวิจัยจากมหาวิทยาลัยนิวเซาธ์เวลส์ (UNSW) กล่าวว่า "เป็นครั้งแรกที่เราสามารถระบุเวลาและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของสวิตช์ขั้วแม่เหล็กตัวสุดท้ายได้อย่างแม่นยำ"

“โดยใช้ต้นไม้โบราณที่เราสามารถวัดและระบุวันที่ ระดับเรดิโอคาร์บอนในชั้นบรรยากาศที่พุ่งสูงขึ้นซึ่งเกิดจากการพังทลายของสนามแม่เหล็กโลก”

สิ่งนี้ทำให้นักวิจัยสามารถสร้างไทม์ไลน์โดยละเอียดว่าชั้นบรรยากาศของโลกเปลี่ยนแปลงไปอย่างไร โดยแสดงให้เห็นว่ามีเรดิโอคาร์บอนเพิ่มขึ้นอย่างมากในระหว่างการสำรวจ Laschamps พวกเขาเปรียบเทียบสิ่งนี้กับบันทึกการเปลี่ยนแปลงสิ่งแวดล้อมอื่นๆ จากถ้ำ แกนน้ำแข็ง และบึงพรุ จากนั้นรวมเข้ากับแบบจำลองสภาพภูมิอากาศโลกเพื่อดูผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

การวิจัยก่อนหน้านี้ส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่สิ่งที่เกิดขึ้นระหว่างการกลับรายการ เมื่อสนามแม่เหล็กลดลงเหลือ 28% ของความแรงในปัจจุบัน แต่การศึกษานี้เผยให้เห็นผลกระทบที่น่าทึ่งที่สุดที่เกิดขึ้นในช่วงก่อนการกลับตัว เมื่อสนามลดลงเหลือ 0–6% ของความแข็งแกร่งในปัจจุบัน

สีแดงสด ซึ่งเคยใช้เป็นครีมกันแดดในสมัยโบราณ เป็นลวดลายศิลปะถ้ำทั่วไป ศูนย์กลางของศิลปะถ้ำแห่งนี้จากสเปน เชื่อกันว่ามีอายุเกือบ 42,000 ปี เครดิต: Paul Pettitt มารยาท Gobierno de Cantabria

"โดยพื้นฐานแล้วเราไม่มีสนามแม่เหล็กเลย - เกราะป้องกันรังสีคอสมิกของเราหายไปโดยสิ้นเชิง" เทิร์นนีย์อธิบาย

สิ่งนี้ทำให้ดาวเคราะห์เสี่ยงต่อเปลวสุริยะและรังสีคอสมิก

Turney อธิบาย "การแผ่รังสีที่ไม่ผ่านการกรองจากอวกาศได้ฉีกอนุภาคอากาศออกจากชั้นบรรยากาศของโลก แยกอิเล็กตรอนและเปล่งแสงออกมา ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าไอออไนเซชัน “อากาศที่แตกตัวเป็นไอออน 'ทอด' ชั้นโอโซน ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทั่วโลก”

ทีมงานตั้งข้อสังเกตว่าการพลิกกลับของแม่เหล็กและการได้รับรังสีที่ตามมาอาจเชื่อมโยงกับการเติบโตของแผ่นน้ำแข็งและธารน้ำแข็งทั่วอเมริกาเหนือในขณะนั้น ตลอดจนการเปลี่ยนแปลงของแถบลมแรงและพายุโซนร้อน

เหตุการณ์สำคัญอื่นๆ อีกหลายเหตุการณ์เกิดขึ้นเมื่อประมาณ 42,000 ปีก่อน รวมถึงการหายตัวไปของสัตว์ขนาดใหญ่ในออสเตรเลียและการสูญพันธุ์ของนีแอนเดอร์ทัล ทั้งสองอาจเชื่อมโยงกับการเปลี่ยนแปลงด้านสิ่งแวดล้อมที่แพร่หลายเหล่านี้ ส่วนหนึ่งอาจเป็นเพราะไม่สามารถปรับตัวได้

เวลายังสอดคล้องกับลักษณะของศิลปะถ้ำที่เป็นรูปเป็นร่าง นักวิจัยแนะนำว่ารังสี UV ที่เพิ่มขึ้นจากสนามแม่เหล็กที่อ่อนแออาจทำให้มนุษย์ต้องหาที่หลบภัยมากขึ้น และอาจอธิบายถึงการใช้สีแดงสดเป็นครีมกันแดดในระยะแรก

ผู้เขียนได้เขียนบทความก่อนการเดินทางไปยัง Laschamps ว่า “ดูเหมือนจะเป็นตัวแทนของเขตภูมิอากาศ สิ่งแวดล้อม และโบราณคดีที่สำคัญซึ่งก่อนหน้านี้ส่วนใหญ่ไม่เป็นที่รู้จัก”

ตามที่ Agathe Lisé-Pronovost นักธรณีวิทยายุคดึกดำบรรพ์แห่งมหาวิทยาลัยเมลเบิร์นซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษานี้ งานวิจัยชิ้นใหม่นี้น่าสนใจเพราะว่าการเชื่อมโยงสมมุติฐานระหว่างสนามแม่เหล็กกับสภาพอากาศเป็นคำถามที่มีมายาวนาน

"การอภิปรายในวรรณคดีส่วนใหญ่คาดการณ์ว่ากระบวนการใดที่อาจเชื่อมโยงเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในเวลาเดียวกันได้" เธออธิบาย "ส่วนใหญ่ยังไม่ชัดเจนว่าสนามแม่เหล็กของโลกของเราซึ่งสร้างขึ้นในแกนนอกอาจส่งผลกระทบต่อสิ่งที่เกิดขึ้นที่พื้นผิวหรือไม่และอย่างไร"

เธอกล่าวว่าการศึกษาครั้งนี้เป็นการศึกษาครั้งแรกในการรวบรวม "ข้อมูลคุณภาพใหม่และแนวทางการสร้างแบบจำลองดั้งเดิม"

Chris Turney ศาสตราจารย์แห่ง UNSW ที่โรงงาน Chronos 14Carbon-Cycle เครดิต: UNSW ซิดนีย์

อาจช่วยให้มีกรอบการทำงานในการศึกษาการเปลี่ยนแปลงด้านสิ่งแวดล้อมและวิวัฒนาการที่อาจเกิดขึ้นในระหว่างการพลิกกลับของสนามแม่เหล็กเต็มรูปแบบครั้งล่าสุดเมื่อ 780,000 ปีก่อน และอาจช่วยให้เราเข้าใจความหมายของการพลิกกลับในอนาคต

ในช่วง 170 ปีที่ผ่านมา สนามแม่เหล็กของโลกได้ลดลงประมาณ 9% ทำให้นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าการกลับตัวของสนามแม่เหล็กอาจเกิดขึ้นได้ในไม่ช้า การสัมผัสกับพายุสุริยะและรังสีคอสมิกอื่นๆ ที่เพิ่มขึ้นอาจสร้างความเสียหายให้กับดาวเทียมและโครงสร้างพื้นฐานทางไฟฟ้าของเรา และ Turney เตือนว่าอาจสร้างความเสียหายต่อสภาพอากาศได้เช่นกัน

“บรรยากาศของเราเต็มไปด้วยคาร์บอนในระดับที่มนุษย์ไม่เคยเห็นมาก่อน” เขากล่าว "การพลิกกลับของขั้วแม่เหล็กหรือการเปลี่ยนแปลงที่รุนแรงในกิจกรรมของดวงอาทิตย์จะเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างไม่เคยปรากฏมาก่อน"


การพลิกขั้วแม่เหล็กครั้งสุดท้ายของโลกใช้เวลา 22,000 ปีจึงจะเสร็จสมบูรณ์

โลกมีสนามแม่เหล็ก ซึ่งคล้ายกับแม่เหล็กแท่งในหลายๆ ด้าน

หวังว่าคุณจะเล่นกับแท่งแม่เหล็กในโรงเรียน คุณโรยตะไบเหล็กลงบนกระดาษแล้ววางแม่เหล็กไว้ข้างใต้ แล้วเศษเหล็กจะเรียงตัวกันเป็นเส้นโค้งที่สวยงาม มาบรรจบกันที่ขั้วแม่เหล็กและแผ่ออกไปครึ่งทางระหว่างพวกมัน รูปร่างโดยรวมเหมือนแอปเปิ้ลผ่าครึ่ง

โลกมีขั้วแม่เหล็กเหนือและขั้วใต้แม่เหล็ก (เพื่อไม่ให้สับสนกับขั้วทางภูมิศาสตร์หรือขั้วหมุน) เช่นเดียวกับแม่เหล็กแท่งนั้น เราเรียกสิ่งนี้ว่า สนามไดโพล. แต่กลไกที่สร้างสนามแม่เหล็กระหว่างทั้งสองนั้นแตกต่างกันมาก

ในแม่เหล็กแท่งนั้น เกิดจากอะตอมของเหล็ก ซึ่งแต่ละอะตอมมีสนามแม่เหล็กขนาดเล็ก และอะตอมเองก็ถูกจัดแนวในลักษณะที่พวกมันรวมกันทั้งหมด ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กโดยรวม

ในโลกนี้มันซับซ้อนกว่ามาก แกนโลกประกอบด้วยแกนชั้นใน 2 ชั้นซึ่งเป็นของแข็ง และแกนชั้นนอกซึ่งเป็นของเหลว แกนกลางนั้นร้อนมาก และแกนในก็ให้ความร้อนแก่แกนนอกที่อยู่เหนือมัน ความร้อนจากด้านล่าง ของเหลวในแกนนอกจะหมุนเวียน: ของเหลวร้อนเพิ่มขึ้นและของเย็นจะจมลง แต่มีธาตุเหล็กอยู่ในแกนกลาง และมันร้อนพอที่จะแตกตัวเป็นไอออนได้ เพื่อให้มีอิเล็กตรอนหนึ่งตัวหรือมากกว่าถูกถอดออก ทำให้อะตอมมีประจุบวกสุทธิ เมื่ออนุภาคที่มีประจุเคลื่อนที่ จะสร้างสนามแม่เหล็ก และอะตอมทั้งหมดเหล่านั้นเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวกันจะสร้างสนามแม่เหล็กโดยรวมของโลก

ตราบใดที่แกนโลกยังร้อน แกนนอกนั้นจะหมุนเวียน และสนามแม่เหล็กของโลกก็จะยังคงอยู่

สนามแม่เหล็กโดยรวมของโลกคล้ายกับแท่งแม่เหล็ก โดยมีขั้วเหนือและใต้ (อย่าสับสนกับขั้วทางภูมิศาสตร์) เครดิต: Peter Reid มหาวิทยาลัยเอดินบะระผ่าน NASA

… แต่มันซับซ้อนกว่านั้น

กว่าศตวรรษที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่าบางครั้งสนามแม่เหล็กของโลกเปลี่ยนขั้ว โดยที่ขั้วเหนือจะกลายเป็นขั้วใต้และในทางกลับกัน โปรดทราบว่านี่ไม่ได้หมายความว่าโลกจะพลิกกลับด้าน — นั่นเป็นการละเว้นทั่วไปโดยลัทธิสมรู้ร่วมคิดวันโลกาวินาศ เพราะพวกเขาสับสนได้ง่ายหรือต้องการสับสน คุณ พูดง่ายๆ ว่า ถ้าคุณใช้เข็มทิศ เข็มทิศจะเริ่มชี้ไปทางใต้แทนที่จะเป็นทิศเหนือ

เมื่อเวลาผ่านไปเห็นได้ชัดว่าการกลับรายการเหล่านี้เกิดขึ้นหลายครั้ง มีการค้นพบฟอสซิลเกือบ 200 ตัวในบันทึกฟอสซิล ย้อนหลังไป 80 ล้านปี! พวกมันค่อนข้างหายากในช่วงเวลาของมนุษย์ โดยเกิดขึ้นทุกๆ 100,000 ถึง 1,000,000 ปี ประเด็นคือไม่มีใครแน่ใจจริง ๆ ว่าต้องใช้เวลานานแค่ไหนตั้งแต่ต้นจนจบ ส่วนหนึ่งเป็นเพราะพวกเขาเกิดขึ้นเมื่อนานมาแล้ว - ครั้งสุดท้ายที่เรียกว่าการกลับรายการ Matuyama-Brunhes นั้นเมื่อเกือบ 800,000 ปีก่อน! — และยังยากที่จะได้ข้อมูลที่มีความละเอียด และเนื่องจากดูเหมือนว่าจะเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว (ในแง่ธรณีวิทยา)

แต่ผลการศึกษาใหม่ได้รับการตีพิมพ์โดยดูจากบันทึกของภูเขาไฟ ตะกอน และแกนน้ำแข็ง และนักวิทยาศาสตร์พบว่าในเหตุการณ์ล่าสุดนั้น สิ่งทั้งหมดใช้เวลาประมาณ 22,000 ปี นานกว่าที่คาดไว้มาก!

สนามแม่เหล็กของโลกเริ่มอ่อนลงเมื่อประมาณ 795,000 ปีก่อน หลังจากนั้นมันก็พลิกขั้วและแข็งแรงขึ้น แต่ก่อนที่มันจะสงบลงอีกครั้ง มันก็เริ่มผันผวนและพังทลายอีกครั้งประมาณ 11,000 ปีต่อมา (784,000 ปีก่อน) สนามแม่เหล็กผันผวนเป็นเวลาหลายพันปีหลังจากนั้น แต่แล้วก็กลับขั้ว อีกครั้ง และแข็งแกร่งขึ้นเมื่อประมาณ 773,000 ปีก่อน กลายเป็นทุ่งนาที่เรามีอยู่ทุกวันนี้ การพลิกกลับครั้งสุดท้ายอาจใช้เวลาเพียง 4,000 ปีเท่านั้น ดังนั้น แทนที่จะเป็นเพียงการพลิกกลับอย่างหมดจด ดูเหมือนว่ามันจะต้องผ่านสามขั้นตอนที่แยกจากกัน ซึ่งบางครั้งมันก็ถูกครอบงำด้วยสนามไดโพล (แต่ไม่เสถียรจริงๆ) และในบางครั้งที่มันวุ่นวายมากขึ้น สิ่งทั้งหมดใช้เวลานานกว่าการประมาณการครั้งก่อนมากกว่าสองเท่าเช่นกัน

ลำดับที่แสดงแบบจำลองทางกายภาพของการกลับตัวของแม่เหล็ก โดยที่เส้นสีน้ำเงินและสีเหลืองแทนฟลักซ์แม่เหล็กไปยังและออกจากโลกตามลำดับ สนามจะพันกันและโกลาหลระหว่างการพลิกกลับก่อนที่จะทรุดตัวลง (หมายเหตุ: เฟรมสุดท้ายเป็นเพียงเฟรมแรกที่พลิกกลับและมีวัตถุประสงค์เพื่อเป็นตัวแทน ไม่ใช่ส่วนหนึ่งของโมเดลจริง) เครดิต: NASA / Gary Glatzmaier / Phil Plait

วิธีการของพวกเขาค่อนข้างซับซ้อน ในหินภูเขาไฟ สนามแม่เหล็กของโลกจะถูกบันทึกเมื่อลาวาทำให้เหล็กเย็นลงในหินที่ปรับทิศทางตัวเองไปยังสนามโลก ดังนั้นจึงสามารถวัดความแรงและทิศทางของสนามแม่เหล็กโลกได้ ไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีสามารถใช้ในการกำหนดเวลาของเหตุการณ์เหล่านี้ได้ สำหรับชั้นตะกอน ปริมาณแสงแดดที่โลกได้รับการเปลี่ยนแปลงในช่วงเวลาไม่กี่หมื่นปีอันเนื่องมาจากการเปลี่ยนแปลงรูปร่างการโคจรของโลก (วัฏจักรของมิลานโควิช) และสิ่งนี้สามารถเห็นได้ในการสะสมของไอโซโทปของออกซิเจน

สิ่งที่ฉันชอบคือจากแกนน้ำแข็ง เมื่อสนามแม่เหล็กของโลกอ่อนลง รังสีคอสมิกซึ่งเป็นอนุภาคย่อยของอะตอมที่มีพลังงานสูงส่งเสียงหวือหวาในอวกาศด้วยความเร็วเกือบเท่าแสง สามารถกระแทกเข้ากับชั้นบรรยากาศของเราได้ When they hit a nitrogen or oxygen atom nucleus they split the nucleus like a bullet going through a rock the shrapnel from this includes an isotope of beryllium called 10 Be. This then gets deposited in ice, and measured in ice cores, allowing scientists to trace the geomagnetic field that way.

So this is interesting! 22,000 years is a long time on a human scale, of course, but still rapid for a geological event. It's hard to say how representative that is for other reversals, but it's a place to start.

A big question still remains, and that's why this occurs. Hypotheses abound, but overall it's likely that the field gets tangled up inside the Earth after some triggering event, and when it resettles the polarity is reversed.

Another question is what happens during the reversal? Again, a lot of conspiracy theorists love to wax anti-scientific about it, but the truth is no one is really sure. It's likely not to have a huge affect on daily life, though there are bound to be some issues with it — for example, compasses using the Earth's magnetism won't work, but GPS or some equivalent can be used instead. We'll have to be careful though, since Earth's magnetic field protects us from things like the solar wind and cosmic rays, so satellites might be affected. Our thick atmosphere should do a pretty good job protecting us from everything else (like solar wind, cosmic rays, and so on).

One more thing. A lot of breathless headlines are generated when news like this comes around, usually in the "We're overdue for X" variety, whether it's an earthquake, a volcanic eruption, or a magnetic reversal, and generally implying we're all gonna die. The time since the last reversal is somewhat longer than average, but it's not like the planet sets a calendar for these things. It could start tomorrow, or it might not happen for another million years. So until geoscientists say, "Yup, here we go!" breathe easy.


Reversal of magnetic poles of earth - Astronomy

The magnetic field of Earth is shaped like the one you see in a toy bar magnet, but there is a very important difference. The toy magnet field is firmly fixed in the solid body of the magnet and does not change with time, unless you decide to melt the magnet with a blow torch! The Earth's field, however, changes in time. Not only does its strength change, but the direction it is pointing also changes.

Map makers have been aware that the direction of the magnetic field changes since the 1700's. Every few decades, they had to re-draw their maps of harbors and landmarks to record the new compass bearings for places of interest. Think about it. If you are on a ship navigating a harbor in a fog, a slight change in your compass heading can take you into a reef or a sandbar!

Geologists have also been keeping track of the wandering magnetic poles as well. Instead of using compasses, they can actually detect the minute fossil traces of Earth's magnetism in rocks. These rocks are dated to determine when they were formed. From this information, geologists can figure out exactly how Earth's magnetic field has changed during the last two billion years. The results are surprising. Right now, the North point of your compass points towards the magnetic pole in the Northern Hemisphere. That's why compass creators put the 'N' on the tip of the magnetized compass needle. But because opposite's attract, this means that the magnetic pole in the Northern Hemisphere is actually a south magnetic pole! That's because scientists named magnetic polarity after the geographic compass direction!

Since the 1800's, Earth's magnetic South Pole which lives in the Northern Hemisphere has wandered over 1100 kilometers. By the year 2030, the magnetic pole will actually be almost right on top of our geographic North Pole. Then in the next century, it will be in the northern reaches of Siberia! Scientists are excited, and a bit concerned, by the sudden dramatic change in the magnetic pole's location. They worry that something may be going on deep within the Earth to cause these changes, and they have seen this kind of thing happen before.

What geologists have discovered is that the magnetic poles of Earth don't just wander around a little, they actually flip-flop over time. About 800,000 years ago, the Earth's magnetic poles were opposite to the ones we have today. Back then, your compass in the Northern Hemisphere would point to Antarctica, because in the Northern Hemisphere the polarity had changed to 'North' and this would have repelled the North tip of your (magnetized) compass needle. Geologists have discovered in the dating of the rocks that the magnetism of Earth has reversed itself hundreds of times over the last billion years. Careful measurements of rock strata from around the world confirm these reversal events in the same layers, so they really are global events, not just local ones. What is even more interesting is that the time between these magnetic reversals, and how long they last, has changed dramatically. 70 million years ago, when dinosaurs still roamed the landscape, the time between magnetic reversals was about one million years. Each reversal lasted about 500,000 years. 20 million years ago, the time between reversals had shortened to about 330,000 years, and each reversal lasted 220,000 years.

Today, the time between reversals has declined to only about 200,000 years during the last few million years, and each reversal lasts about 100,000 years or so. When did the last reversal happen?

This is a plot of the change in the main field strength of Earth for the last 800,000 years from the research by Yohan Guyodo and Jean-Pierre Valet at the Instuitute de Physique in Paris published in the journal Nature on May 20, 1999 (page 249-252).

The Brunhes-Matuyama Reversal ended 980,000 years ago when the polarity of the field actually did 'flip'. Since that time, the polarity of Earth's field has remained the same as what we measure today with the Northern Hemisphere Arctic Region containing a 'South-Type' magnetic polarity, and the Antarctic Region containing a 'North-type' polarity. You will note that the last reversal ended when the magnetic intensity reached near-zero levels. Since then, there was a near-reversal about 200,000 years ago labeled 'Jamaica/Pringle Falls' after the geologic stratum in which these intensity measurements were first identified. Scientists do not know just how low our field has to fall in intensity before a reversal is triggered, but the threshold seems to be below 2.0 units on the scale of the above 'VADM' plot. Beginning in the 1920's, geologists discovered traces of the last few magnetic reversals in rock samples from around the world. Between 730,000 years ago to today, we have had the current magnetic conditions where the South-type magnetic polarity is located in the Northern Hemisphere near the Arctic. Geologists call this the Brunhes Chron. Between 730,000 to 1,670,000 years ago, Earth's magnetic poles were reversed during what geologists call the Matuyama Chron. This means that the North-type magnetic polarity was found in the Northern Hemisphere. Notice that the time since the last reversal (the end of the Mayuyama Chron) is 730,000 years. This is a LOT longer than the 200,000 years!

Some scientists think that we may be overdue for a magnetic reversal by about 500,000 years!

Is there any evidence that we are headed towards this condition? Scientists think that the sudden, rapid change in our magnetic pole location is one sign of a significant change beginning to occur. Another sign is the actual strength of Earth's magnetic field.

Scientists are convinced that Earth's magnetic field is created by currents flowing in the liquid outer core of Earth. Like the current that flows to create an electromagnet, Earth's currents can change in time causing the field to increase and decrease in intensity. Geological evidence shows that Earth's field used to be twice as strong 1.5 billion years ago as it is today, but like the weather it has gone through many complicated ups and downs that scientists don't have a real good explanation for, or ability to predict. But the fossil evidence does tell us something important.

In the 730,000 years since the last magnetic reversal, Earth's field has at times been as little as 1/6 its current strength. This happened about 200,000 years ago. Also, around 700 AD it was 50% stronger than it is today. There have been many sudden ups and downs in this intensity, but some scientists think that conditions are rapidly becoming very different than the past historical trends have shown.

We've only been able to measure the Earth's magnetic field strength for about two centuries. During this time, there has been a gradual decline in the field strength. In recent years, the rate of decline seems to be accelerating. In the last 150 years, the strength of Earth's field has decreased by 5% per century. This doesn't seem like a very fast decrease, but it is one of the fastest ones that has been verified in the 800,000 year magnetic record we now have. At this rate, in 10 centuries we will be 50% below our current field strength, and after 2000 years we could be at zero-strength. The data on past reversals seems to show that, when the field reaches 10% of its current strength, a magnetic reversal can be triggered. It has been 730,000 years since the last reversal ended. We are certainly long overdue for a reversal, by some statistical estimates.

But the caveat is that magnetic changes come in a variety of timescales from the major reversal events every few hundred thousand years to micro changes called 'excursions' that come and go withing a few thousand years. Two detailed "studies of the geomagnetic field in the last 1 million years have found 14 excursions, large changes in direction lasting 5-10 thousand years each, six of which are established as global phenomena by correlation between different sites. Excursions appear to be a frequent and intrinsic part of the (paleomagnetic) secular variation".(Gubbins, David. 1999. The distinction between geomagnetic excursions and reversals. Geophysical Journal International, Vol. 137, pp. F1-F3.). The figure below shows on the left-side the magnetic intensity measurements since 500,000 years ago during the current Brunhes magnetic chron. You can easily see the 'spiky' fast excursions, but the overall magnetic intensity is decreasing in time to the present day. We may be living inside one of these fast excursions which will be replaced by a growing field in a few thousand years, but it seems that the big picture is still that the overall largescale field is declining slowly over 100,000 year timescles. It isn't the excursions we need to worry about for 'reversals' but this larger trend downwards that seems to be going on.

So, what will happen when the field reverses? The fossil record, and other geological records, seem to say 'Not much!'

Scientists have recovered deep-sea sediment cores from the bottom of the ocean. These sediments record the abundance of oxygen atoms and their most common isotope: Oxygen-18. The increases and decreases in this oxygen isotope track the ebb and flow of periods of global glaciation. What we see is that, during the time when the last reversal happened, there was no obvious change in the glacial conditions or in the way that the conditions came and went. So, at least for the last reversal, there was no obvious change in Earth's temperature other than what geologists see from the 'normal' pattern of glaciation. By the way, because glaciation depends on the tilt of Earth's spin axis, this also means that a magnetic reversal doesn't change the spinning Earth in any measurable way.

Loess deposits in China have recently given climatologists a nearly unbroken, continuous record of climate changes during the last 1,200,000 years. What they found was that the sedimentation record shows the summer monsoons and how severe they are. The only significant variation in the data could be attributed to the coming and going of glacial and inter-glacial periods. So, summer monsoons in China were not affected by the reversal in any way that can be obviously seen in the climate-related data from this period. The fossil record, at least for large animals and plants, is even less spectacular when it comes to seeing changes that can be tied to the magnetic reversal.

The Brunhes-Matuyama reversal happened 730,000 years ago during what paleontologists call the Middle Pleistocene Era (100,000 to 1 million years ago). There were no major changes in plant and animal life during this time, so the magnetic reversal did not lead to planet-wide extinctions, or other calamities that would have impacted existing life. It seems that the biggest stresses to plant and animal life were the comings and goings of the many Pleistocene Ice Ages. This led very rapidly to the evolution of cold-tolerant life forms like Woolly Mammoths, for example.

So, it seems that we may be headed for another magnetic reversal event in perhaps the next few thousand years. This event, based on past fossil and geological history, will not cause planet-wide catastrophies. The biosphere will not become extinct. Radiation from space will not cause horrible mutations everywhere. Ocean tides will not devastate coastal regions, and there will certainly not be volcanic activity that leads to global warming.

Of course, scientists cannot predict which minor effects may take place. A magnetic reversal could be a big nuisance to many organisms that will not lead to their extinction, but it just might lead to temporary changes in the way they would normally conduct themselves. The fossil record doesn't record how a species reacted to minor nuisances! Some animals use Earth's field to magnetically navigate, but we know that these same animals have back-up navigation systems too. Pigeons use Earth's magnetism to navigate, as do dolphins, whales and some insects. They also use their eyes as a backup, and a knowledge of land forms and geography, or the location of the Sun and Moon to get about. Humans have used compasses to navigate for thousands of years, but now we rely almost entirely on satellites to steer by. In the future, only those few anachronistic people using the ancient technology of compasses to get around, would have any problems!

The magnetic field of Earth shields us from cosmic rays, so losing this shield may seem like a big deal, but it really isn't. Cosmic rays are not the same kind of radiation as light, instead it consists of fast-moving particles of matter such as electrons, protons and the nuclei of some atoms. Our atmosphere is actually a far better shield of cosmic radiation than Earth's magnetic field. Losing the magnetic field during a reversal would only increase our natural radiation background exposure on the ground by a small amount - perhaps not more than 10%. The long term result might be a few thousand additional cases of cancer every year, but certainly not the extinction of the human race.

Return to Dr. Odenwald's FAQ page at the Astronomy Cafe Blog. References: Guo, Zhengtang, et al., 2000, "Summer Monsoon Variations Over the Last 1.2 Million Years from the Weathering of Loess-soil Sequences in China", Geophysical Research Letters, June 15, pp. 1751-1754. Guyodo, Yohan and Valet, Jean-Pierre 2003, "Global Changes in Intensity of the Earth's Magnetic Field During the Past 800 kyr", Nature, May 20, 2003, p. 249. Jacobs, J. A., "Reversals of the Earth's Magnetic Field, (pp. 48-50) Jacobs, J. A. "Geomagnetism" Academic Press (pp. 186-89, 215-220, 236-42) Merrill, Ronald, McElhinny, M. and McFadden, P., "The Magnetic Field of the Earth", Academic Press, (pp.120-125) Raymo, M., Oppo, D. W., and Curry, W. 1997, "The Mid-Pleistocene Climate Transition: A deep Sea Carbon Isotopic Perspective", Paleoceanography, August 1997, pp. 546-559. Rikitake, Tsuneji and Honkura, Yoshimori, "Solid Earth Geomagnetism", D. Reidel Publishing Co. (pp. 42-45) Ruddiman, W., et al. 1989, "Pleistocene Evolution: Northern Hemisphere Ice Sheets and North Atlantic Ocean", Paleoceanography, August, pp. 353-412. Wollin, G., Ericson, D., Ryan, W. and Foster, J. 1971, "Magnetism of the Earth and Climate Changes", Earth and Planetary Science Letters, vol. 12, pp. 175-183.


Magnetic pole reversal ahead?

The Earth is blanketed by a magnetic field. It’s what makes compasses point north, and protects our atmosphere from continual bombardment from space by charged particles such as protons. Without a magnetic field, our atmosphere would slowly be stripped away by harmful radiation, and life would almost certainly not exist as it does today.

You might imagine the magnetic field is a timeless, constant aspect of life on Earth, and to some extent you would be right. But Earth’s magnetic field actually does change. Every so often – on the order of several hundred thousand years or so – the magnetic field has flipped. North has pointed south, and vice versa. And when the field flips it also tends to become very weak.

On the left, the Earth’s magnetic field we’re used to. On the right, a model of what the magnetic field might be like during a reversal. Image via NASA/Gary Glazmaier

What currently has geophysicists like us abuzz is the realization that the strength of Earth’s magnetic field has been decreasing for the last 160 years at an alarming rate. This collapse is centered in a huge expanse of the Southern Hemisphere, extending from Zimbabwe to Chile, known as the South Atlantic Anomaly. The magnetic field strength is so weak there that it’s a hazard for satellites that orbit above the region – the field no longer protects them from radiation which interferes with satellite electronics.

And the field is continuing to grow weaker, potentially portending even more dramatic events, including a global reversal of the magnetic poles. Such a major change would affect our navigation systems, as well as the transmission of electricity. The spectacle of the northern lights might appear at different latitudes. And because more radiation would reach Earth’s surface under very low field strengths during a global reversal, it also might affect rates of cancer.

We still don’t fully understand what the extent of these effects would be, adding urgency to our investigation. We’re turning to some perhaps unexpected data sources, including 700-year-old African archaeological records, to puzzle it out.

Genesis of the geomagnetic field

Cutaway image of the Earth’s interior. Image via Kelvinsong

Earth’s magnetic field is created by convecting iron in our planet’s liquid outer core. From the wealth of observatory and satellite data that document the magnetic field of recent times, we can model what the field would look like if we had a compass immediately above the Earth’s swirling liquid iron core.

These analyses reveal an astounding feature: There’s a patch of reversed polarity beneath southern Africa at the core-mantle boundary where the liquid iron outer core meets the slightly stiffer part of the Earth’s interior. In this area, the polarity of the field is opposite to the average global magnetic field. If we were able to use a compass deep under southern Africa, we would see that in this unusual patch north actually points south.

This patch is the main culprit creating the South Atlantic Anomaly. In numerical simulations, unusual patches similar to the one beneath southern Africa appear immediately prior to geomagnetic reversals.

The poles have reversed frequently over the history of the planet, but the last reversal is in the distant past, some 780,000 years ago. The rapid decay of the recent magnetic field, and its pattern of decay, naturally raises the question of what was happening prior to the last 160 years.

Archaeomagnetism takes us further back in time

In archaeomagnetic studies, geophysicists team with archaeologists to learn about the past magnetic field. For example, clay used to make pottery contains small amounts of magnetic minerals, such as magnetite. When the clay is heated to make a pot, its magnetic minerals lose any magnetism they may have held. Upon cooling, the magnetic minerals record the direction and intensity of the magnetic field at that time. If one can determine the age of the pot, or the archaeological site from which it came (using radiocarbon dating, for instance), then an archaeomagnetic history can be recovered.

Using this kind of data, we have a partial history of archaeomagnetism for the Northern Hemisphere. In contrast, the Southern Hemisphere archaeomagnetic record is scant. In particular, there have been virtually no data from southern Africa – and that’s the region, along with South America, that might provide the most insight into the history of the reversed core patch creating today’s South Atlantic Anomaly.

But the ancestors of today’s southern Africans, Bantu-speaking metallurgists and farmers who began to migrate into the region between 2,000 and 1,500 years ago, unintentionally left us some clues. These Iron Age people lived in huts built of clay, and stored their grain in hardened clay bins. As the first agriculturists of the Iron Age of southern Africa, they relied heavily on rainfall.

Grain bins of the style used centuries ago. Image via John Tarduno

The communities often responded to times of drought with rituals of cleansing that involved burning mud granaries. This somewhat tragic series of events for these people was ultimately a boon many hundreds of years later for archaeomagnetism. Just as in the case of the firing and cooling of a pot, the clay in these structures recorded Earth’s magnetic field as they cooled. Because the floors of these ancient huts and grain bins can sometimes be found intact, we can sample them to obtain a record of both the direction and strength of their contemporary magnetic field. Each floor is a small magnetic observatory, with its compass frozen in time immediately after burning.

With our colleagues, we’ve focused our sampling on Iron Age village sites that dot the Limpopo River Valley, bordered today by Zimbabwe to the north, Botswana to the west and South Africa to the south.

What’s happening deep within the Earth, beneath the Limpopo River Valley Image via John Tarduno

Magnetic field in flux

Sampling at Limpopo River Valley locations has yielded the first archaeomagnetic history for southern Africa between A.D. 1000 and 1600. What we found reveals a period in the past, near A.D. 1300, when the field in that area was decreasing as rapidly as it is today. Then the intensity increased, albeit at a much slower rate.

The occurrence of two intervals of rapid field decay – one 700 years ago and one today – suggests a recurrent phenomenon. Could the reversed flux patch presently under South Africa have happened regularly, further back in time than our records have shown? If so, why would it occur again in this location?

Over the last decade, researchers have accumulated images from the analyses of earthquakes’ seismic waves. As seismic shear waves move through the Earth’s layers, the speed with which they travel is an indication of the density of the layer. Now we know that a large area of slow seismic shear waves characterizes the core mantle boundary beneath southern Africa.

Location of the South Atlantic Anomaly. Image via Michael Osadicw/John Tarduno

This particular region underneath southern Africa has the somewhat wordy title of the African Large Low Shear Velocity Province. While many wince at the descriptive but jargon-rich name, it is a profound feature that must be tens of millions of years old. While thousands of kilometers across, its boundaries are sharp. Interestingly, the reversed core flux patch is nearly coincident with its eastern edge.

The fact that the present-day reversed core patch and the edge of the African Large Low Shear Velocity Province are physically so close got us thinking. We’ve come up with a model linking the two phenomena. We suggest that the unusual African mantle changes the flow of iron in the core underneath, which in turn changes the way the magnetic field behaves at the edge of the seismic province, and leads to the reversed flux patches.

We speculate that these reversed core patches grow rapidly and then wane more slowly. Occasionally one patch may grow large enough to dominate the magnetic field of the Southern Hemisphere – and the poles reverse.

The conventional idea of reversals is that they can start anywhere in the core. Our conceptual model suggests there may be special places at the core-mantle boundary that promote reversals. We do not yet know if the current field is going to reverse in the next few thousand years, or simply continue to weaken over the next couple of centuries.

But the clues provided by the ancestors of modern-day southern Africans will undoubtedly help us to further develop our proposed mechanism for reversals. If correct, pole reversals may be “Out of Africa.”

John Tarduno, Professor of Geophysics, University of Rochester and Vincent Hare, Postdoctoral Associate in Earth and Environmental Sciences, University of Rochester

This article was originally published on The Conversation. อ่านบทความต้นฉบับ


ดูวิดีโอ: มนจะเกดอะไรขนถาโลกเรมหมนไปขางหลง (กันยายน 2022).