Μαγνητική αντιστροφή των πόλων της Γης

Στη δεκαετία του 1950, τα ωκεάνια ερευνητικά σκάφη κατέγραψαν αινιγματικά δεδομένα βασισμένα στο μαγνητισμός του δαπέδου του ωκεανού. Διαπιστώθηκε ότι ο βράχος του ωκεάνιου δαπέδου είχε ζώνες ενσωματωμένων οξειδίων σιδήρου που έδειχναν εναλλάξ προς το γεωγραφικό βόρειο και γεωγραφικό νότο. Δεν ήταν η πρώτη φορά που βρέθηκαν τέτοια σύγχυση. Στις αρχές του 20ού αιώνα, γεωλόγους είχε βρει κάποια ηφαιστειακό βράχο μαγνητίστηκε κατά τρόπο απέναντι από αυτό που αναμενόταν. Αλλά ήταν τα εκτενή στοιχεία της δεκαετίας του 1950 που προκάλεσαν μια εκτεταμένη έρευνα και το 1963 προτάθηκε μια θεωρία της αναστροφής του μαγνητικού πεδίου της γης. Από τότε ήταν θεμελιώδης για την επιστήμη της γης.

Ο μαγνητισμός της γης πιστεύεται ότι δημιουργείται από αργές κινήσεις στο εξωτερικό υγρό πυρήνας του πλανήτη, που αποτελείται κυρίως από σίδηρο, που προκαλείται από την περιστροφή της γης. Πολύς ο τρόπος με τον οποίο η περιστροφή ενός πηνίου γεννήτριας δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο, η περιστροφή του υγρού εξωτερικού πυρήνα της γης δημιουργεί ένα αδύναμο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Αυτό

Υγρή λάβα, που σκληραίνει μέσα σε βράχο, περιέχει κόκκους οξειδίων σιδήρου που αντιδρούν στο μαγνητικό πεδίο της γης, κατευθύνοντας προς το μαγνητικό πόλο καθώς στερεώνεται ο βράχος. Έτσι, αυτοί οι κόκκοι είναι μόνιμα αρχεία της θέσης του μαγνητικού πεδίου της γης κατά τη στιγμή που σχηματίζεται το βράχο. Καθώς δημιουργείται νέος φλοιός στον πάτο του ωκεανού, ο νέος φλοιός στερεοποιείται με τα σωματίδια του οξειδίου του σιδήρου που δρουν σαν μικροσκοπικές βελόνες πυξίδας, δείχνοντας όπου και αν βρίσκεται ο μαγνητικός βορρά. Οι επιστήμονες που μελετούν τα δείγματα λάβας από τον πυθμένα του ωκεανού θα μπορούσαν να δουν ότι τα σωματίδια οξειδίου του σιδήρου έδειχναν σε απροσδόκητες κατευθύνσεις, αλλά για να καταλάβουμε τι σήμαινε αυτό, έπρεπε να γνωρίζουν πότε σχηματίστηκαν τα πετρώματα και πού εντοπίστηκαν τη στιγμή που στερεοποιήθηκαν από το υγρό λάβα.

Η μέθοδος της ροής μέσω της ραδιομετρικής ανάλυσης είναι διαθέσιμη από τις αρχές του 20ου αιώνα, οπότε ήταν αρκετά εύκολο να βρεθεί η ηλικία των δειγμάτων ροκ που βρέθηκαν στην ωκεανό.

Ωστόσο, ήταν επίσης γνωστό ότι το πάτωμα των ωκεανών κινείται και εξαπλώνεται με την πάροδο του χρόνου, και δεν ήταν μέχρι το 1963 ότι η ροκ γήρανση των πληροφοριών συνδυάστηκε με πληροφορίες για τον τρόπο με τον οποίο το πάτωμα του ωκεανού εξαπλώνεται για να παράγει μια οριστική κατανόηση του πού τα σωματίδια του οξειδίου σιδήρου έδειχναν τη στιγμή που η λάβα στερεοποιήθηκε σε βράχος.

Η εκτεταμένη ανάλυση δείχνει τώρα ότι το μαγνητικό πεδίο της γης έχει αντιστραφεί περίπου 170 φορές τα τελευταία 100 εκατομμύρια χρόνια. Οι επιστήμονες εξακολουθούν να αξιολογούν τα δεδομένα και υπάρχει μεγάλη διαφωνία σχετικά με το πόσο καιρό οι περιόδους αυτές η μαγνητική πολικότητα διαρκεί και αν οι αντιστροφές συμβαίνουν σε προβλέψιμα χρονικά διαστήματα ή είναι ανωμαλίες και απροσδόκητος.

Οι επιστήμονες δεν ξέρουν πραγματικά τι προκαλεί την αναστροφή του μαγνητικού πεδίου, αν και έχουν αντιγράψει το φαινόμενο σε εργαστηριακά πειράματα με τηγμένα μέταλλα, τα οποία επίσης θα αλλάξουν αυθόρμητα την κατεύθυνση του μαγνητικά πεδία. Ορισμένοι θεωρητικοί πιστεύουν ότι οι αντιστροφές μαγνητικού πεδίου μπορεί να προκληθούν από απτά γεγονότα, όπως π.χ. τεκτονική πλάκα συγκρούσεις ή επιπτώσεις από μεγάλους μετεωρίτες ή αστεροειδείς, αλλά η θεωρία αυτή απορρίπτεται από άλλους. Είναι γνωστό ότι οδηγώντας σε μια μαγνητική αναστροφή, η δύναμη του πεδίου μειώνεται, και δεδομένου ότι η δύναμη του μας το σημερινό μαγνητικό πεδίο βρίσκεται τώρα σε σταθερή πτώση, ορισμένοι επιστήμονες πιστεύουν ότι θα δούμε μια άλλη μαγνητική αναστροφή σε περίπου 2.000 χρόνια.

Αν, όπως υποστηρίζουν ορισμένοι επιστήμονες, υπάρχει μια περίοδος κατά την οποία δεν υπάρχει καθόλου μαγνητικό πεδίο πριν από την αντιστροφή, η επίδραση στον πλανήτη δεν είναι καλά κατανοητή. Μερικοί θεωρητικοί προτείνουν ότι χωρίς μαγνητικό πεδίο θα ανοίξει η επιφάνεια της γης σε επικίνδυνο ηλιακή ακτινοβολία που ενδεχομένως θα μπορούσε να οδηγήσει σε παγκόσμια εξαφάνιση της ζωής. Ωστόσο, δεν υπάρχει επί του παρόντος στατιστική συσχέτιση που να μπορεί να επισημανθεί στο αρχείο απολιθωμάτων για να επιβεβαιωθεί αυτό. Η τελευταία αναστροφή έγινε περίπου πριν από 780.000 χρόνια και δεν υπάρχουν στοιχεία που να δείχνουν ότι υπήρχαν μαζικά είδη εξαφάνισης εκείνη την εποχή. Άλλοι επιστήμονες υποστηρίζουν ότι το μαγνητικό πεδίο δεν εξαφανίζεται κατά τη διάρκεια των αναστροφών, αλλά απλώς αυξάνεται ασθενέστερα για κάποιο χρονικό διάστημα.

Παρόλο που έχουμε τουλάχιστον 2.000 χρόνια για να αναρωτηθούμε για αυτό, αν μια αντιστροφή θα συνέβαινε σήμερα, ένα προφανές αποτέλεσμα θα ήταν μαζική αναστάτωση στα συστήματα επικοινωνιών. Πολύ τον τρόπο που οι ηλιακές καταιγίδες μπορούν να επηρεάσουν δορυφόρος και ραδιοσήματα, η αντιστροφή του μαγνητικού πεδίου θα είχε το ίδιο αποτέλεσμα, αν και σε πολύ πιο έντονο βαθμό.