Geomagnetinis apsisukimas
Geomagnetinis apsisukimas - tai planetos magnetinio lauko pokytis, kai pasikeičia magnetinės šiaurės ir magnetinių pietų padėtys.
Per pastaruosius 83 milijonus metų tai įvyko 183 kartus, vidutiniškai du ar tris kartus per milijoną metų. Prieš pasikeičiant magnetiniam laukui Žemės magnetinis laukas susilpnėja ir ima judėti, panašiai kaip besisukanti viršūnė prieš nukritimą. Mokslininkai tai žino ištyrę magnetizmą jūros dugne, netoli Atlanto vandenyno vidurio keteros. Iš šio plyšio (plyšio jūros dugne) lėtai iškeliauja lava, kuri atvėsta, o jos geležies oksido molekulės nukreiptos nauja Žemės magnetinio lauko kryptimi. Šiandien galime pažvelgti į šio magnetinio lauko istoriją, norėdami atsigręžti į daugybę praeityje įvykusių apsivertimų.
Apsisukimai vyksta nuo mažesnių nei 0,1 mln. metų iki 50 mln. metų intervalais. Šie laikotarpiai vadinami chronais.
Šiems pokyčiams nėra jokio dėsningumo - atrodo, kad jie vyksta atsitiktinai. Chronai trunka nuo 0,1 iki 1 milijono metų (žr. diagramą), vidutiniškai 450 000 metų. Dauguma pasikeitimų trunka nuo 1 000 iki 10 000 metų.
Paskutinis, Brunhes-Matuyama virsmas, įvyko prieš 780 000 metų ir galėjo įvykti labai greitai, per visą žmogaus gyvenimą. Trumpas visiškas apsisukimas, vadinamas Laschamp įvykiu, įvyko tik prieš 41 000 metų per paskutinį ledynmetį. Šis apsisukimas truko tik apie 440 metų, o tikrasis poliariškumo pasikeitimas truko apie 250 metų. Šio pasikeitimo metu magnetinio lauko stiprumas susilpnėjo iki 5 % dabartinio stiprumo. Trumpi sutrikimai, nesukėlę apsisukimo, vadinami geomagnetiniais ekskursais.
Geomagnetinis poliariškumas per pastaruosius 5 milijonus metų (pliocenas ir kvarteras, vėlyvasis kainozojus). Tamsūs plotai = laikotarpiai, kai poliariškumas sutampa su dabartiniu Šviesūs plotai = laikotarpiai, kai poliariškumas yra atvirkštinis
Praeities įrašai
Praeities geomagnetinių apsisukimų įrašai pirmą kartą buvo pastebėti stebint vandenyno dugno magnetinių juostų apsisukimus. Netrukus buvo sukurta plokščių tektonikos teorija. Palyginti pastovus jūros dugno plitimo greitis lemia "dryžius" bazalte. Iš šių praeityje buvusių magnetinių laukų poliškumo galima spręsti apie poliškumą. Duomenys gaunami velkant magnetometrą palei jūros dugną.
Joks esamas nesubdukuotas jūros dugnas nėra senesnis nei maždaug 180 mln. metų, todėl senesniems virsmams aptikti naudojami kiti metodai. Dauguma nuosėdinių uolienų turi nedidelius kiekius geležies turtingų mineralų. Jų orientacija atspindi magnetinį lauką jų susidarymo metu. Uolienos išsaugo šį įrašą, nebent vėliau vykstant kokiam nors procesui jis pasikeičia.
Superchrons
Superchronas - tai bent 10 milijonų metų trunkantis poliariškumo intervalas. Yra du gerai žinomi superchronai: Kreidos normalusis ir Kiamano.
Normalusis kreidos periodas (dar vadinamas kreidos superchronu arba C34) truko beveik 40 milijonų metų. Nuo kreidos normalo iki dabartinių laikų dažnumas apskritai lėtai didėjo.
Kiamano atvirkštinis superchronas truko nuo karbono pabaigos iki permo pabaigos. Tai yra daugiau kaip 50 mln. metų, nuo 312 iki 262 mln. metų (mya). Magnetinis laukas buvo pasikeitusio poliariškumo. Pavadinimas "Kiamanas" kilo nuo Australijos Kiamos kaimo, kuriame 1925 m. buvo rasti vieni pirmųjų geologinių superchrono įrodymų.
Geomagnetinis poliariškumas nuo viduriniojo juros periodo
Priežastys
Žemės ir kitų planetų, turinčių magnetinį lauką, magnetinį lauką lemia planetos branduolyje esančios išlydytos geležies dinaminis poveikis. Ši konvekcija (judėjimas) sukelia elektros sroves, kurios savo ruožtu sukuria magnetinį lauką. Modeliuojant planetų dinamiką, iš pagrindinės dinamikos atsiranda reversijų. Pavyzdžiui, Garis Glatzmaieris (Gary Glatzmaier) ir jo bendradarbis Polas Robertsas (Paul Roberts) iš Kalifornijos universiteto (UCLA) atliko skaitmeninį elektromagnetizmo ir skysčių dinamikos sąsajos Žemės gelmėse modelį. Jų atliktas modeliavimas atkūrė pagrindines magnetinio lauko savybes per daugiau nei 40 000 metų modeliuojamą laiką, ir kompiuterio sukurtas laukas apsivertė. Visuotinis lauko apsisukimas nereguliariais intervalais buvo pastebėtas ir laboratoriniame skysto metalo VKS2 eksperimente.
Poveikis gyvenimui
Kiek mums žinoma, jokio poveikio gyvybei nėra. Atlikti tyrimai, siekiant išsiaiškinti, ar apvertimai kaip nors susiję su išnykimo įvykiais. Statistinė analizė neparodė, kad reversai ir išnykimai būtų susiję.
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra geomagnetinis apsisukimas?
A: Geomagnetinis virsmas - tai planetos magnetinio lauko pokytis, kai pasikeičia magnetinės šiaurės ir magnetinių pietų padėtys.
K: Kaip dažnai įvyksta tokie apsisukimai?
A.: Apytiksliai du ar tris kartus per milijoną metų, o intervalai svyruoja nuo mažiau nei 0,1 mln. metų iki 50 mln. metų.
K: Kiek laiko trunka, kol įvyksta apsisukimas?
A.: Dauguma apsisukimų trunka nuo 1 000 iki 10 000 metų. Naujausias Brunhes-Matuyama virsmas įvyko prieš 780 000 metų ir galėjo įvykti labai greitai, per visą žmogaus gyvenimą.
Klausimas: Koks yra trumpo visiško apsivertimo pavyzdys?
A: Trumpas visiškas apsisukimas, vadinamas Laschamp įvykiu, įvyko tik prieš 41 000 metų per paskutinį ledynmetį. Šis apsisukimas truko tik apie 440 metų, o tikrasis poliariškumo pasikeitimas truko apie 250 metų.
K.: Kiek silpnas buvo Žemės magnetinis laukas šio pasikeitimo metu?
A: Šio pokyčio metu magnetinio lauko stiprumas susilpnėjo iki 5 % dabartinio stiprumo.
K: Kas yra chronai?
Atsakymas: Chronai - tai laikotarpiai nuo 0,1 iki 1 mln. metų, tarp kurių vidutiniškai yra 450 000 metų intervalai, kai apsisukimai vyksta atsitiktinai, be jokio dėsningumo ar reguliarumo.
K.: Kas yra geomagnetiniai svyravimai?
A.: Geomagnetiniai sukrėtimai - tai trumpi sutrikimai, kurie nesukelia visiško apsisukimo, bet vis tiek sukelia Žemės magnetizmo pokyčius.
