Магнитное поле Земли, рождающееся в недрах из-за движения жидкого внешнего ядра, не является стабильной величиной. На протяжении миллионов лет северный и южный полюса периодически менялись местами. Эти события, называемые геомагнитными инверсиями, фиксируются в древних породах и океанических осадках.
Магнитные полюса иногда меняются местами 70 тысяч лет, оставляя Землю без защиты
Геофизики из Университета Юты совместно с коллегами из Японии и Франции проанализировали донные отложения в Северной Атлантике и показали, что смена магнитных полюсов Земли может длиться в семь раз дольше, чем считалось ранее. Продолжительность «переворота» земного магнита может достичь 70 000 лет. Все это время Земля не защищена от космических лучей и солнечного ветра.
Полярное сияние над Исландией. Во время перестройки магнитного поля полярные сияния возникают в самых неожиданных местах, например, на экваторе. https://www.icelandtours.is/
Магнитные микробы. Главным инструментом исследования стали крошечные кристаллы магнетита, которые вырабатывали древние микроорганизмы. Когда эти бактерии погибали, кристаллы оседали на дно и ориентировались строго вдоль линий магнитного поля, подобно стрелке компаса, прежде чем быть замурованными в ил. Но инверсия магнитного поля Земли — это не мгновение, а долгая фаза снижения магнитного поля, когда оно может стать многополюсным и хаотичным, лишая планету защиты на целые тысячелетия.
Традиционно считалось, что процесс «переворота» занимает около 10 000 лет. Однако новые данные, полученные при изучении кернов из глубоководных скважин у берегов Ньюфаундленда, показали другое.
Соавтор работы Юджи Ямамото изучает буровые керны на борту судна JOIDES Resolution во время экспедиции 2012 года в Северной Атлантике.
Ученые обнаружили свидетельства инверсий эпохи эоцена, которые происходили 40 миллионов лет назад и растягивались на десятки тысяч лет. Этот процесс не был внезапным: магнитный щит планеты постепенно ослабевал, «колебался», и только после долгого периода нестабильности полюса окончательно закреплялись в новых позициях. Исследование опубликовано в журнале Communications Earth & Environment.
Последствия затяжного хаоса
Магнитное поле защищает Землю от солнечного ветра.
Ослабление магнитного поля на столь долгий срок имеет критическое значение для всего живого. Магнитная оболочка служит защитной сеткой, отражающей жесткое космическое излучение и солнечный ветер. Соавтор работы Питер Липперт подчеркивает серьезность угрозы: «Удивительная особенность магнитного поля заключается в том, что оно обеспечивает сеть безопасности против радиации из космического пространства. Если на планету попадает больше солнечной радиации, это изменяет все живое».
Липперт отмечает, что длительное воздействие космических лучей на атмосферу и поверхность Земли ведет к росту генетических мутаций и возможной эрозии атмосферного слоя.
Анализ микроскопических кристаллов магнетита, оставленных древними организмами, позволил ученым восстановить высокоточную шкалу времени для двух инверсий: одна длилась 18 000 лет, а другая — беспрецедентные 70 000 лет. Это открытие подтверждает теоретические модели земного динамо, которые допускают существование крайне затяжных переходных периодов, ранее не зафиксированных в геологической летописи.