對黑海沉積物岩心進行的磁性研究GFZ 德國地球科學研究中心顯示地球在 41,000 年前的最後一個冰河時期經歷了一次快速(超過 440 年的時間)和完全的地磁場反轉。 地磁反轉導致磁北和磁南位置互換。 由於這是一次短暫且不持續的磁極反轉,因此被稱為地磁偏移,而不是完全反轉。 在北大西洋、南太平洋和夏威夷進行的其他研究獲得的數據進一步支持了這種短暫的磁極反轉的證據; 這顯示極性反轉是一個全球事件。 沉積物岩心也為最後一個冰河時期和超級火山爆發提供了進一步的證據。
在過去的2000萬年裡,地球發生了幾次極反轉,大約每20萬到30萬年就會發生一次完全的極反轉。 最後一次重大極反轉發生在大約 78 萬年前,稱為 Brunhes-Matuyama 反轉。 逆轉不會立即發生,通常需要 1,000 到 10,000 年的時間。 根據化石記錄的證據,布倫赫斯-松山逆轉並沒有導致動植物生命劇烈變化。 透過觀察深海沉積物核心中的氧同位素比率,也沒有發現這段時期冰川活動的變化。
41,000年前地磁偏移的反極性場幾何持續了約440年,場強僅為今天場強的25%左右。 實際的極性只持續了250年,非常短。 在這 250 年期間,磁場強度僅為今天的 5%。 這大大降低了地球對硬宇宙射線的防護能力,進而導致輻射暴露增加。 從格陵蘭冰蓋回收的冰芯中放射性鈹 (10Be) 的峰值就證明了這一點。
10Be是透過宇宙射線與原子碰撞在地球大氣層中形成的。 10Be 在衰變為 10Boron 之前的半衰期為 136 萬年。 太陽活動頻繁的時期會減少撞擊地球的宇宙射線通量,因此 10Be 的產量與太陽活動和太陽風的增加成反比。
在對中央高原克萊蒙費朗附近的拉尚村附近的幾處熔岩流的磁化強度進行分析後,這種地磁偏移已經為人所知 45 年了。 這些熔岩流的磁化強度與當今地磁場的方向有很大不同。 此功能從此被稱為「Laschamp 事件」。 在 GFZ 進行最新研究之前,拉尚事件僅透過上一個冰河時期地磁場的點讀數來顯示。 這項新研究給出了更全面的觀點。
黑海的沉積岩芯不僅顯示了41,000年前的地磁偏移,也顯示了最後一個冰河時期的幾次氣候突變。 這些氣候變遷已經從格陵蘭島冰芯中獲知,但現在黑海和格陵蘭島的數據記錄之間存在高度同步。 沉積物岩心也記錄了過去10萬年來北半球最大規模的火山爆發:39,400年前義大利那不勒斯附近的一座超級火山爆發,稱為坎帕尼亞Ignimbrite超級噴發。 大約350立方公里的岩石和熔岩從火山噴出,散佈到地中海東部,最遠到達俄羅斯中部。
有趣的是,其中之一尼安德特人滅絕假說涉及氣候變遷。 在上一個冰河時期,歐洲變成了半乾旱沙漠,推測尼安德塔人沒有讓他們的狩獵技術適應這種新環境。 火山爆發,例如 39,400 年前那不勒斯附近的超級噴發,也可能導致糧食供應減少。
對俄羅斯南部高加索山脈梅茲麥斯卡亞洞穴的發掘表明,當時的植物花粉也有所減少。 在洞穴中觀察到了兩層不同的火山灰,這與大約 4 萬年前發生的大規模火山活動相吻合。 第一個火山事件是坎帕尼亞火熔岩超級爆發。 第二個火山層與尼安德特人在梅茲邁斯卡亞的存在的終結相一致,並且與高加索山脈大約在同一時間發生的較小規模的火山爆發相一致。
美國宇航局有更多關於磁極反轉的信息這裡。