对中国洞穴深处的石笋进行的分析揭示了地球历史上一个事件的线索,当时地球的磁场在地质眨眼间来回翻转。
这种快速的波动不仅令人惊讶,而且在不久的将来类似的突然转变几乎肯定会给严重依赖数字技术的社会带来大问题。
你只需要一个指南针就知道我们被一股与地球轴一致的力量包围着,它坚定地指向北极,而它的尾巴则指明了通往南极的道路。
这种看不见的磁泡是由我们脚下深处带电粒子的漩涡电流产生的。 但令人惊讶的是,我们对其形成或该领域如何演变仍然知之甚少。
对于好奇的地质学家来说幸运的是,磁场在地壳上留下了不可磨灭的印记。 磁化矿物被冻结在凝固的火成岩内,可以在冷却之前提供有关磁场方向的线索。
想象一下法国地球物理学家的惊讶吧伯纳德·布鲁内斯1906 年,他发现火山岩反向磁化。
二十年后,日本地球物理学家松山元典检验了布鲁内斯的怀疑,提供了第一个具体证据,证明我们的磁场相当不稳定,并且并不总是指向同一方向。
为了纪念他们的贡献,该领域极性的最后一次大逆转以这两位科学家的名字命名。 这松山-布伦赫边界现在描述了78万年前的一个事件,当时南方变成了北方,北方变成了南方。
这是最后一次发生这种巨大的逆转。 磁极位置的较小偏差(称为地磁偏移)似乎更频繁地发生,包括弱触发器大约 41,000 年前,当磁场减弱时仅为目前实力的 5%几个世纪以来。
鉴于这个气泡很好地保护了我们免受太阳发射的高速带电粒子的影响,确定我们对磁场变化的理解绝非易事。
如果没有它,我们在地面和轨道上的许多电子技术可能会被迫应对可能会炸毁电路的轰炸。
“即使今天地球磁场很强,我们仍然容易受到这可能会损害我们以电力为基础的社会,”地球物理学家安德鲁·罗伯茨说来自澳大利亚国立大学。
如果这个领域发生下滑,我们希望在它发生之前就知道它。 不幸的是,我们真的不知道要寻找什么线索。 火成岩可以很好地捕捉磁场方向的快照,但通常会丢失之前的更精细的运动。
因此,罗伯茨与国际研究团队一起寻找生长速度较慢的来源。 事实证明,生长在中国西南部贵州省一个洞穴底部的石笋包含着完美的记录。
大约 10.7 万年前,这块 1 米(3 英尺)长的岩石的根部首次沉积下来。 在接下来的 16000 年里,它继续积累溶解的矿物层,其中包括一种称为磁铁矿的铁化合物,有助于记录有关磁场的信息。
该石笋被切割成 190 多个样本,并使用高分辨率低温磁力计进行分析,提供了 10 万年前地球磁场方向和强度的百年分辨率。
在一些较小的极性漂移中,他们发现了大约 98,000 年前的一次逆转,这种逆转持续了一两个世纪,然后再次滑落。
在地质时间尺度上,这次旅行的时间短得惊人,并且可能表明我们的保护壳发生任何重大变化都不会发出太多警告。
罗伯茨说:“该记录提供了对古代磁场行为的重要见解,事实证明,古代磁场的变化速度比之前想象的要快得多。”
数据表明,随着地球磁场减弱,其强度波动增加,这表明靠近地球外核的地质活动不稳定。
从技术上讲,我们是'逾期的” 对于逆转,尽管大自然不会记录日记,所以我们不确定我们应该有多担心。
仍然,我们的领域正逐年衰弱,有些人推测它指向另一次旅行,即使不是全面逆转。
像这样的研究表明我们的磁场可能即将发生巨大变化,因此科学家们的关注是件好事。
这项研究发表于美国国家科学院院刊。