Bildkredit: NASA
Den tid det tar för jordens magnetfält att vända polaritet är ungefär 7000 år, men tiden det tar för att vändningen ska äga rum är kortare på låga breddegrader än vid höga breddegrader, har en geolog finansierad av National Science Foundation (NSF) avslutat. Brad Clement från Florida International University publicerade sina resultat i veckans nummer av tidskriften Nature. Resultaten är ett stort steg framåt i forskarnas förståelse av hur jordens magnetfält fungerar.
Magnetfältet har uppvisat en frekvent men dramatisk variation vid oregelbundna tider i det geologiska förflutet: det har helt ändrat riktning. En kompassnål, om den fanns då, skulle inte ha pekat på den geografiska polen norr, utan istället motsatt riktning. Sådana polaritetsomvändningar ger viktiga ledtrådar till arten av processerna som genererar magnetfältet, sade Clement.
Sedan Albert Einsteins tid har forskare försökt spika fast en fast tidsram under vilken reversering av jordens magnetfält inträffar. Faktiskt skrev Einstein en gång att ett av de viktigaste olösta problemen i fysiken centrerade kring jordens magnetfält. Vårt planets magnetfält varierar med tiden, vilket indikerar att det inte är en statisk eller fast funktion. Istället fungerar någon aktiv process för att underhålla fältet. Den processen är troligtvis en slags dynamisk handling där det flytande och konvektiva flytande järnet i jordens yttre kärna genererar magnetfältet, tror geologer.
Att räkna ut vad som händer när fältet vänder polaritet är svårt eftersom reverseringar är snabba händelser, åtminstone på geologiska tidsskalor. Att hitta sediment eller lavor som registrerar fältet i omvänd handlingen är en utmaning. Under de senaste åren har emellertid nya polaritetsövergångar registrerats i sedimentkärnor erhållna genom det internationella Ocean Drilling Program, finansierat av NSF. Dessa poster gör det möjligt att bestämma de viktigaste funktionerna i återföringar, sade Clement.
"Det är allmänt accepterat att det geomagnetiska fältet under en omvändning minskar till cirka 10 procent av dess fulla polaritetsvärde," sade Clement. ”Efter att fältet har försvagats genomgår riktningarna en nästan 180 graders förändring och sedan stärks fältet i motsatt polaritetsriktning. En stor osäkerhet har emellertid varit kvar om hur lång tid denna process tar. Även om detta vanligtvis är den första frågan som folk ställer om vändningar, har forskare tvingats svara med bara ett vagt "några tusen år."
Anledningen till denna osäkerhet? Varje publicerad polaritetsövergång rapporterade en något annan varaktighet, från knappt 1 000 år till 28 000 år.
"Nu, genom den innovativa användningen av djuphavsedimentkärnor, har Clement visat att magnetfältomvändningshändelser inträffar inom vissa tidsramar, oavsett omvändningens polaritet," säger Carolyn Ruppel, programdirektör i NSFs division av havsvetenskaper . "Sedimentkärnor som ursprungligen borrades för att uppfylla olika vetenskapliga mål har lett till ett resultat av global betydelse, vilket understryker värdet av att samla in och underhålla kärnor och tillhörande data."
Clement undersökte databasen över befintliga polaritetsövergångsregister över de senaste fyra omvändningarna. Den totala genomsnittliga varaktigheten, fann han, är 7000 år. Men variationen är inte slumpmässig, sade han. Istället förändras det med latitud. Riktningsändringen tar hälften så lång tid på platser med låg latitud som vid mid- till höglängdsplatser. "Detta beroende av varaktighet på platslängdgraden var överraskande till en början, men det är exakt som förutses i geometriska modeller för omvända fält," sa Clement.
Originalkälla: NSF News Release
