ใต้ฝ่าเท้าของเราลึกลงไปในโลกเหล็กเหลวกำลังผลิตสนามแม่เหล็กที่เราทุกคนได้รับ
แต่ทุกครั้งที่สนามแม่เหล็กกลับด้านหรือพลิกขั้ว- สิ่งที่ครั้งหนึ่งเคยเป็นแม่เหล็กเหนือกลายเป็นใต้ - และในทางกลับกัน เมื่อการพลิกกลับเหล่านี้เกิดขึ้น - และทำไมพวกเขาถึงทำเช่นนั้น - เป็นปริศนาที่ยั่งยืน
แต่การวิจัยใหม่ของเราแสดงให้เห็นว่ามีความสัมพันธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กของโลกและปริมาณของพื้นมหาสมุทรโบราณที่สืบเชื้อสายมาจากพื้นผิวสู่ความร้อนเสื้อคลุมใต้ผ่านกระบวนการที่เรียกว่ามุดตัว
(Kay Lancaster, University of Liverpool)
ไม่เพียง แต่ความสัมพันธ์นี้อาจทำให้เรามีความคิดว่ามีการย้อนกลับของสนามแม่เหล็กจำนวนเท่าใดในช่วงเวลาใด ๆ เท่านั้น แต่ยังช่วยให้เราเข้าใจได้ว่าเสื้อคลุม (ชั้นของโลกระหว่างเปลือกโลกและแกนกลาง) เคลื่อนไหวเร็วแค่ไหน
สิ่งนี้มีความสำคัญเนื่องจากการเคลื่อนไหวของเสื้อคลุมในที่สุดก็รับผิดชอบในการผลิตแผ่นดินไหวเกือบทั้งหมดภูเขาไฟและโซ่ภูเขาขนนกร้อนจากเสื้อคลุมอาจต้องรับผิดชอบการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ของโลก-
หากเราสามารถเข้าใจการทำงานของเสื้อคลุมเราสามารถมีข้อมูลเชิงลึกที่ดีขึ้นเกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยาระยะยาวที่ส่งผลกระทบต่อสายพันธุ์ของเรา
สุสานสำหรับแผ่นพื้นผิว
แผ่นเปลือกโลกเป็นทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ที่ "lithosphere" ของโลก (ความเย็น, เสื้อคลุมบนสุดและเปลือกโลกซึ่งเชื่อมเข้าด้วยกัน) จะถูกแบ่งออกเป็นเจ็ดแผ่นขนาดใหญ่และขนาดเล็กจำนวนมาก เพลตเกิดจากภูเขาไฟที่ศูนย์กลางการแพร่กระจายของมหาสมุทรกลางเช่นรอยแยกกลางมหาสมุทรแอตแลนติก-
เมื่ออยู่บนพื้นผิวใหม่ lithosphere ย้ายออกไปจากศูนย์กระจายและเย็นกว่าล้านปี เมื่อเวลาผ่านไปมันจะหนาแน่นขึ้นและในที่สุด lithosphere ก็จมลงในเสื้อคลุมร้อนที่เขตมุดตัวเช่นที่พบทางตะวันตกของ Andes-
เมื่อมาถึงจุดนี้แผ่นก็หายไปจากพื้นผิวโลก แต่นักทำแผ่นดินไหวอ้างว่าสามารถระบุ "แผ่น" ที่เย็นกว่าของ lithosphereลึกลงไปในเสื้อคลุมมากถึง 300 ล้านปีหลังจากที่พวกเขาหายไปจากพื้นผิว
แผ่นพื้นของธรณีภาคมีลงมาหลายพันกิโลเมตรลงไปหลายพันกิโลเมตรแทนที่จะเป็นของแข็งที่มีปริมาณมากในกระบวนการและสร้าง "สุสานแผ่น" เหนือแกนนอกของเหลวของเหลวที่หนาแน่นกว่ามาก
ซึ่งหมายความว่าแผ่นพื้นของ lithosphere ลงมามากถึง 2,890 กม. และมีที่พวกเขาอาจมีอิทธิพลต่อการเคลื่อนที่ของของเหลวเหล็กในแกนกลาง-
แต่มีความขัดแย้งอย่างมากเกี่ยวกับระยะเวลาที่ใช้สำหรับแผ่นพื้นที่จะจมลงไปไกลพอที่จะส่งผลกระทบต่อแกน การประมาณการอยู่ในช่วงประมาณ 50 เมตรถึง 250 เมตร
กิจกรรมแม่เหล็กฟอสซิลของแกนกลาง
สนามแม่เหล็กของโลกยังคงมีอยู่หลายพันล้านปีแม้ว่าขั้วของมันจะพลิกกลับมาหลายครั้ง
เนื่องจากสนามแม่เหล็กออกจากสนามแม่เหล็กฟอสซิลในหินหลายก้อนที่ก่อตัวขึ้นที่พื้นผิวโลกเราจึงมี "บันทึก palaeomagnetic" ของสนามแม่เหล็กของโลกที่เปลี่ยนไปอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป
นอกจากนี้เรายังรู้ว่าอัตราที่การกลับรายการเหล่านี้เกิดขึ้นแตกต่างกันอย่างมาก พวกเขาเกิดขึ้นในอัตราที่เร็วกว่าในช่วงล้านปีที่ผ่านมามากกว่าในระยะ 100 เมตรก่อนหน้านี้
และมันก็ยังคงเป็นปริศนาที่ยิ่งใหญ่ว่าทำไมอัตราการเปลี่ยนแปลงของขั้วจึงหลากหลาย
สนามแม่เหล็กของโลกถูกสร้างขึ้นในแกนนอกของเหลวโดยกกระบวนการไดนาโมที่แปลงการเคลื่อนที่ของของเหลวนำไฟฟ้าเป็นพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า
กระบวนการนี้มีความคล้ายคลึงกันในหลักการของไดนาโมที่ใช้ในไฟฉายลม ดังนั้นแกนกลางของโลกของเราจึงมีความไวต่ออัตราที่สูญเสียความร้อนไปยังเสื้อคลุมที่เย็นกว่า
เมื่อแผ่นพื้นเย็นของเย็นมาถึงในเสื้อคลุมล่างพวกเขาจะเพิ่มอัตราการระบายความร้อนหลักและเร่งการเคลื่อนที่ของเหล็กเหลวภายใน ตามแบบจำลองเชิงตัวเลขการเคลื่อนไหวพิเศษนี้ควรทำให้อัตราการกลับรายการเพิ่มขึ้นเช่นกัน
ดังนั้นบางทีอัตราการพลิกกลับของสนามแม่เหล็กจะเพิ่มขึ้นเมื่อมีการมุดตัวมากขึ้นที่พื้นผิว?
ถ้าเป็นเช่นนั้นเราคาดว่าจะวัดความล่าช้าเวลาระหว่างการมุดตัวและการเปลี่ยนแปลงในอัตราการกลับรายการเนื่องจากแผ่นพื้นต้องจมลงไกลก่อนที่จะส่งผลกระทบต่อแกน
การศึกษาของเรามีวัตถุประสงค์เพื่อวัดว่าแผ่นพื้นจมลงอย่างรวดเร็วผ่านเสื้อคลุมที่เป็นของแข็งที่มีความหนืด
ในการทำเช่นนั้นเราได้ตรวจสอบบันทึกของทั้ง "ฟลักซ์มุดตัว" (พื้นที่ของแผ่นความเย็นที่เข้าสู่เสื้อคลุม) และอัตราการพลิกกลับขั้ว geomagnetic (การพลิกบ่อยครั้งที่เกิดขึ้น) ข้อมูลฟลักซ์มุดตัวครอบคลุมช่วง 410m ปีที่ผ่านมาจากระดับโลกแบบอย่างของแผ่นเปลือกโลก
ข้อมูลอัตราการกลับรายการมาจากการรวบรวมใหม่กลับไป 500 เมตร
นอกจากนี้เรายังใช้การรวบรวมทั่วโลกของอายุของเม็ดเพทาย(แร่ชนิดหนึ่งที่ปรากฏในหินอัคนีที่ก่อตัวขึ้นเหนือแผ่นย่อย) ซึ่งมีแนวโน้มที่จะแตกต่างกันไปตามฟลักซ์การมุดตัว
เมื่อเราอยู่ภายใต้ฟลักซ์การมุดตัวข้อมูลอัตราการพลิกกลับของแม่เหล็กและความถี่อายุเพทายในการวิเคราะห์ทางสถิติเราพบความสัมพันธ์อย่างมีนัยสำคัญที่เกี่ยวข้องกับการหน่วงเวลา "พื้นผิวสู่แกนกลาง" ประมาณ 120 เมตร
ดังนั้นจึงมีความเป็นไปได้ที่สนามแม่เหล็กของโลกจะได้รับผลกระทบจากแผ่นหินที่จมลงเหล่านี้
ความสัมพันธ์ไม่สมบูรณ์แบบและ - แม้ว่ามันจะเป็น - มันไม่จำเป็นต้องเป็นสาเหตุของสาเหตุเนื่องจากมีจำนวนมากปัจจัยที่ทำให้สับสนอาจจะเล่น
แต่มันเป็นผลลัพธ์ที่ให้กำลังใจเพราะมันเหมาะกับความคาดหวังของเราว่าโลกลึกจะทำงานอย่างไรและให้ความล่าช้าของเราเวลาที่อยู่ที่ไหนสักแห่งในช่วงกลางของการประมาณการก่อนหน้านี้
นอกจากนี้ยังทำให้การคาดการณ์ที่ไม่ซ้ำกันว่าเนื่องจากฟลักซ์การมุดตัวลดลงในช่วง 120 เมตรที่ผ่านมาอัตราการกลับรายการจะลดลงในอีก 120 เมตร
ความท้าทายในตอนนี้คือค้นหาว่าเสื้อคลุมเคลื่อนไหวได้เร็วแค่ไหน หากเราสามารถเข้าใจกระบวนการโบราณและลึกที่รับผิดชอบการเกิดแผ่นดินไหวภูเขาไฟและภูเขาเราสามารถมีข้อมูลเชิงลึกที่ดีขึ้นเกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยาที่ส่งผลกระทบต่อชีวิตประจำวันของเรา
Andrew Bigginศาสตราจารย์ Palaeomagnetismมหาวิทยาลัยลิเวอร์พูลและมาร์ค Hounslowนักวิจัยศูนย์สิ่งแวดล้อมแลงคาสเตอร์มหาวิทยาลัยแลงคาสเตอร์-
บทความนี้ได้รับการตีพิมพ์ครั้งแรกเมื่อบทสนทนา- อ่านบทความต้นฉบับ-
