يعمل السائل الساخن الذي يتحول حول النواة الخارجية للأرض على تشغيل مجال مغناطيسي عملاق كان يعانق كوكبنا منذ طفولته ، ويحميه من الإشعاع الشمسي الضار. لكن من المعروف أن هذا المجال المغناطيسي لا يهدأ - ومرتين كل مليون سنة أو نحو ذلك ، تقلب الأقطاب ، ويصبح الجنوب المغناطيسي مغناطيسيًا شمالًا والعكس صحيح.
الآن ، تشير دراسة جديدة إلى أن الأقطاب المغناطيسية يمكن أن تقلب بشكل متكرر أكثر مما يعتقد العلماء. هذا ما يبدو أنه حدث منذ حوالي 500 مليون سنة خلال العصر الكمبري ، عندما كانت مخلوقات الأرض تشهد طفرات نمو تطورية ، تتحول إلى أشكال حياة أكثر تعقيدًا.
لفهم طريقة عمل المجال المغناطيسي خلال هذا الوقت ، قامت مجموعة من الباحثين من معهد الفيزياء في العالم في باريس والأكاديمية الروسية للعلوم بتجميع عينات من الرواسب من نتوء في شمال شرق سيبيريا.
في المختبر ، حددوا اتجاه الجسيمات المغناطيسية المحاصرة في الرواسب عن طريق تسخينها ببطء إلى درجات الحرارة القصوى لإزالة مغناطيستها. يتوافق اتجاه الجسيمات مع اتجاه المجال المغناطيسي (الذي يشير إليه الشمال المغناطيسي ، على سبيل المثال) في الوقت والمكان الذي تم فيه ترسيب الرواسب. قام الباحثون بضبط عمر الرواسب عن طريق مواعدة الحفريات ثلاثية الفصوص الموجودة في نفس الطبقات ، وبالتالي كانوا قادرين على التقريب عند قلب المجالات المغناطيسية.
وجد الفريق أنه قبل حوالي 500 مليون سنة ، انقلب المجال المغناطيسي للكوكب حوالي 26 مرة كل مليون سنة أو نحو ذلك - وهو أعلى تردد تم اقتراحه على الإطلاق. قال هذا المؤلف الرئيسي إيف جاليه ، مدير الأبحاث بالمركز الوطني الفرنسي للبحث العلمي في معهد الفيزياء في باريس ، إن هذا أمر "بالغ" ، مع الأخذ في الاعتبار أنه حتى وقت قريب ، كان هناك خمسة تقلبات لكل مليون عام مرتفعة جدًا.
وقال غاليت ، "ربما بنفس القدر من الأهمية" هو أنه بعد فترة وجيزة من هذا الوقت ، في غضون بضعة ملايين من السنين ، انخفض معدل التقليب بسرعة كبيرة. بين 495 مليون و 500 مليون سنة مضت ، بدأ المجال المغناطيسي بالتقلب بمعدل مرة إلى مرتين كل مليون سنة.
وقال إن "الفكرة السائدة لسنوات عديدة" هي أن تكرار انعكاسات المجال المغناطيسي لن يتطور إلا تدريجياً عبر عشرات الملايين من السنين. لكن "هنا نظهر تغيرًا مفاجئًا في تكرار الانعكاس يحدث على مقياس زمني مليون سنة."
وأضاف أنه من الواضح أن العملية التي ولدت المجال المغناطيسي في اللب الخارجي قبل 500 مليون سنة كانت مختلفة تمامًا عن تلك التي تمت ملاحظتها اليوم. لكنه قال إن ما دفع بالضبط المجال المغناطيسي للأرض للانعكاس بشكل متكرر غير واضح. وقال إن أحد الاحتمالات هو أن الانتكاسات المتكررة يمكن أن تكون ناجمة عن تغيرات في الظروف الحرارية على الحدود بين اللب الخارجي للحديد السائل والغطاء المدفوع بديناميكيات الوشاح. وقد اقترحت الدراسات الحديثة أيضًا أن اللب الداخلي قد بدأ يبرد ويتصلب منذ حوالي 600 أو 700 مليون سنة. وقال إن هذه العملية يمكن أن تلعب أيضًا دورًا في عمل المجال المغناطيسي.
حدث آخر انعكاس للمجال المغناطيسي منذ حوالي 780.000 سنة مضت ، ولكن على الرغم من وجود مخاوف من أنه قد يحدث مرة أخرى قريبًا - مما قد يضعف المجال مؤقتًا ، مما يتسبب في وصول الإشعاع الشمسي الضار - من المحتمل ألا يكون "قريبًا" فيما يتعلق بسنوات الإنسان.
وقال جاليت "من المهم أن نتذكر أن الجدول الزمني الذي نفكر فيه للتطور في تردد الانعكاس المغناطيسي هو على الأقل بضعة ملايين من السنين". على هذا المقياس ، يمكن أن تتطور انعكاسات المجال المغناطيسي لتكون أسرع أو أقل. لكنه أضاف أن "انعكاس القطبية المغناطيسية ليس للغد".
نُشرت النتائج على الإنترنت في 20 سبتمبر في مجلة Earth and Planetary Science Letters.
ملاحظة المحرر: تم تحديث هذه المقالة يوم 11 أكتوبر الساعة 9:50 صباحًا لتوضيح أن الانتكاسات المتكررة يمكن أن تكون ناجمة عن تغيرات في الظروف الحرارية عند الحدود بين قلب الحديد السائل والغطاء ، بدلاً من السائل النواة -iron.
- الدين والعلم: 6 رؤى لب الأرض
- الأرض من فوق: 101 صورة مذهلة من المدار
- صور أورورا: انظر المناظر الخلابة للأضواء الشمالية
