היפוך מגנטי של קטבי כדור הארץ

בשנות החמישים רשמו ספינות מחקר שיצאו לאוקיינוס ​​נתונים תמוהים על בסיס מגנטיות של קרקעית האוקיינוס. נקבע כי בסלע של קרקעית האוקיאנוס היו חבורות של תחמוצות ברזל משובצות שהצביעו לסירוגין לכיוון צפון גיאוגרפי ודרום גיאוגרפי. זו לא הייתה הפעם הראשונה שנמצאו ראיות מבלבלות כאלה. בראשית המאה העשרים, גיאולוגים מצאתי כמה סלע וולקני היה ממוגנט בצורה הפוכה לצפוי. אבל הנתונים הענפים של שנות החמישים הם שהביאו לחקירה נרחבת, ועד שנת 1963 הוצעה תיאוריה של היפוך השדה המגנטי של כדור הארץ. זה היה היסוד של מדע האדמה מאז ועד היום.

נראה כי המגנטיות של כדור הארץ נוצרת על ידי תנועות איטיות בחיצוניות הנוזלית הליבה של כדור הארץ, המורכב ברובו מברזל, הנגרם על ידי סיבוב כדור הארץ. באופן שבו סיבוב סליל הגנרטור יוצר שדה מגנטי, הסיבוב של הליבה החיצונית הנוזלית של כדור הארץ מייצר שדה אלקטרומגנטי חלש. זה שדה מגנטי משתרע אל החלל ומשמש להטיה של רוח שמש מהשמש. יצירת השדה המגנטי של כדור הארץ הוא תהליך רציף אך משתנה. חל שינוי תכוף בעוצמת השדה המגנטי והמיקום המדויק של הקטבים המגנטיים יכול להיסחף. צפון מגנטי אמיתי לא תמיד תואם את הקוטב הצפוני הגיאוגרפי. זה גם יכול לגרום להיפוך מוחלט של כל קוטביות השדה המגנטי של כדור הארץ.

לבה נוזלית, המתקשה לסלע, מכיל גרגרי תחמוצות ברזל המגיבים לשדה המגנטי של כדור הארץ על ידי הצבעה לעבר הקוטב המגנטי כשהסלע מתמצק. כך, גרגרים אלה הם תיעוד קבוע של מיקום השדה המגנטי של כדור הארץ בזמן היווצרות הסלע. כאשר נוצר קרום חדש על קרקעית האוקיינוס, הקרום החדש מתמצק עם חלקיקי תחמוצת הברזל שלו הפועלים כמו מחטי מצפן זעירות, ומצביעים על מקום הצפון המגנטי באותה עת. מדענים שחקרו את דגימות הלבה מקרקעית האוקיאנוס יכלו לראות כי חלקיקי תחמוצת הברזל מכוונים לכיוונים בלתי צפויים, אך כדי להבין מה המשמעות של זה, הם היו צריכים לדעת מתי נוצרו הסלעים והיכן הם נמצאים בזמן שהתמצקו מהנוזל לבה.

השיטה לתארוך רוק באמצעות ניתוח רדיומטרי הייתה קיימת מאז ראשית המאה העשרים, כך שהיה זה די קל למצוא את גיל דגימות הסלע שנמצאו על קרקעית האוקיינוס.

עם זאת, היה ידוע גם כי קרקעית האוקיינוס ​​נעה ומתפשטת לאורך זמן, ולא רק בשנת 1963 שילב מידע יישון סלעים עם מידע על האופן שבו קרקעית האוקיאנוס מתפשטת כדי לייצר הבנה מוחלטת לאן הצביעו חלקיקי תחמוצת הברזל באותה עת שהלבה התמצקה סלע.

ניתוח מקיף מראה כעת כי השדה המגנטי של כדור הארץ התהפך בערך 170 פעמים במהלך 100 מיליון השנים האחרונות. מדענים ממשיכים להעריך נתונים, ויש חילוקי דעות רבים לגבי משך התקופות הללו קוטביות מגנטית אחרונה והאם ההיפוכים מתרחשים במרווחים צפויים או שאינם סדירים בלתי צפוי.

מדענים לא ממש יודעים מה גורם למהפכות השדה המגנטי, למרות שכפלו את זה תופעה בניסויים במעבדה עם מתכות מותכות, אשר ישנו באופן ספונטני גם את כיוונם שדה מגנטי. יש תיאורטיקנים הסבורים כי היפוך שדה מגנטי עשוי להיגרם כתוצאה מאירועים מוחשיים, כמו למשל לוח טקטוני התנגשויות או השפעות ממטאורים או אסטרואידים גדולים, אך תיאוריה זו מוזלת על ידי אחרים. ידוע כי לקראת היפוך מגנטי חוזק השדה יורד ומכיוון שעוצמתנו השדה המגנטי הנוכחי נמצא כעת בירידה מתמדת, יש מדענים המאמינים שנראה היפוך מגנטי נוסף בכ -2,000 שנים.

אם, כפי שמציעים כמה מדענים, יש תקופה בה אין שדה מגנטי כלל לפני שההיפוך מתרחש, ההשפעה על כדור הארץ אינה מובנת היטב. יש תיאורטיקנים המציעים כי ללא שדה מגנטי יפתח את פני כדור הארץ למסוכן קרינה סולארית זה עלול להוביל להכחדה גלובלית של החיים. עם זאת, אין כרגע שום מתאם סטטיסטי עליו ניתן להצביע ברשומת המאובנים כדי לאמת זאת. ההיפוך האחרון התרחש לפני כ -780,000 שנה, ואין שום עדות להראות שהיו אז הכחדות מינים המוניים. מדענים אחרים טוענים כי השדה המגנטי אינו נעלם במהלך היפוכים, אלא רק הולך ונחלש לזמן מה.

למרות שיש לנו לפחות 2,000 שנה לתהות על כך, אם היה מתרחש היפוך כיום, השפעה אחת ברורה הייתה הפרעה המונית במערכות התקשורת. באופן שבו סופות שמש יכולות להשפיע לוויין ואותות רדיו, היפוך שדה מגנטי יש השפעה זהה, אם כי במידה הרבה יותר בולטת.