عكس القطب: تدريجيا بدلا من فجأة؟

قد يستغرق انعكاس المجال المغناطيسي الأخير 22000 عام

يتم تحديد انعكاس القطب التالي للحقل المغناطيسي للأرض. ولكن كيف كان انعكاس القطبية هذا مثار جدل حتى الآن. © Petrovich9 / iStock
قراءة بصوت عال

الفوضى الطويلة: يبدو أن انعكاس القطبية للحقل المغناطيسي للأرض أبطأ وغير منتظم مما كان يعتقد سابقًا - وقد ينطبق هذا أيضًا على انعكاس القطب المستقبلي. لأن البيانات الجديدة تشير إلى أن المظلم الأخير استمر لأكثر من 22000 عام ، أي منذ حوالي 770،000 عام. خلال هذا الوقت ، ضعف المجال المغنطيسي بشكل كبير عدة مرات ، وأزاح أقطابه ثم استدار تمامًا ، كما أفاد باحثون في مجلة "Science Advances".

يعد المجال المغناطيسي للأرض أقل استقرارًا مما قد تتصور: فقد انعكس تأرجحه تمامًا عدة مرات في تاريخ الأرض ، وكان آخرها منذ حوالي 770،000 عام. هناك الآن علامات على أن الانعكاس في عمود آخر قد يكون وشيكًا. وهكذا ، ضعفت المجال المغناطيسي ، وتحول محوره ، ونشأت شذوذ مغناطيسي واسع النطاق في جنوب المحيط الهادئ. بالإضافة إلى ذلك ، يتحرك القطب الشمالي المغناطيسي أسرع من المتوقع اليوم.

للطي أو التسوية؟

ولكن ما إذا كانت هذه الأعراض هي في الواقع نذرات انعكاس القطب أو مجرد دليل على وجود مرحلة مؤقتة من الضعف ، فهي قابلة للنقاش. والمتنازع على قدم المساواة هو مسألة مدى سرعة انعكاس القطبية يحدث. في عام 2014 ، وجد الباحثون دليلًا على حدوث تحول سريع بشكل مدهش في انعكاس القطب الأخير - كان يمكن أن يحدث خلال 100 عام فقط. لكن هذا قد يعني أن تغيير القطب يمكن أن يحدث حتى خلال حياة الشخص - وأنه قد يكون هناك القليل من الوقت للتحذير أو التعديلات.

جاء جزء من عينات الحمم البركانية من بركان Haleakala في هاواي. one dronepicr / CC-by-sa 2.0

ومع ذلك ، يفترض هذا أن الجيوفيزيائيين على يقين من المسار الزمني للانتكاسات القطبية. لكن هذا ليس هو الحال بالتحديد ، لأن هناك أيضًا دراسات ، تدوم الانعكاس على مدى آلاف السنين. وقال براد سينجر من جامعة ويسكونسن ماديسون وفريقه: "على الرغم من عقود من البحث ، لا يزال الهيكل الهندسي وتوقيت ومدة انعكاس القطب محيرًا".

عينات الحمم كما شهود العيان

لتوفير مزيد من الوضوح ، قام الباحثون الآن بجمع وفحص مزيد من البيانات حول انعكاس القطبية الأخير ودورة وقتهم. بالإضافة إلى الرواسب والنوى الجليدية ، قاموا في المقام الأول بتحليل عينات من الحمم البركانية من تشيلي وتاهيتي وهاواي ومنطقة البحر الكاريبي وجزر الكناري. إنها تأتي من الانفجارات البركانية التي حدثت منذ حوالي 700000 إلى 800000 عام. عرض

"تعد أنابيب الحمم شاهدًا مثاليًا على المجال المغناطيسي" ، يوضح سينجر. "نظرًا لاحتواءها على العديد من المعادن الحاملة للحديد وعندما تبرد ، فإنها تحافظ على اتجاه وقوة المجال المغنطيسي السائد حاليًا." وبناءً على هذه البيانات ، فمن السهل بشكل خاص أن نرى كيف يتغير المجال المغناطيسي للأرض أثناء انعكاس القطبية. تغيرت. من أجل دراستهم ، قام الباحثون بتأريخ 40 عينة من حمم البركان مع نظائر الأرجون المشمولة وتحديد المغنطة.

22000 سنة لعكس القطب

النتيجة: لم يكن الانعكاس الأخير للقطب عملية سهلة وسريعة ، ولكنه استمر لأكثر من 22000 عام. سبق الانعكاس الفعلي للقطبية فترة ممتدة من عدم الاستقرار بدأت قبل 795،000 عام. خلال هذا الوقت ، ضعف المجال المغنطيسي عدة مرات وكانت هناك رحلتان قصيرتان - حيث اختفت الأقطاب أو تحولت بقوة.

فقط بعد هذه المرحلة الأولية تلي التغيير النهائي القطب. وقال سينجر وفريقه: "بدأت لعبة Umpolungsprozess الفعلية منذ 784000 عام وانتهت في الانعكاس النهائي للقطب قبل 773000 عام". ومع ذلك ، حتى هذه المرحلة الأخيرة من الاضطراب استغرقت 4000 سنة على الأقل. وأعقب دورة طويلة مماثلة من قبل محاكاة ديناميكية جيوديناميكية المصاحبة ، والتي تحقق الباحثون من جدوى نتائجها.

ماذا يعني هذا بالنسبة للتوقعات؟

وفقًا للعلماء ، فإن نتائجهم تتحدث عن حقيقة أن انعكاس القطبية للحقل المغناطيسي للأرض ليس عملية مفاجئة بل عملية طويلة ومعقدة. وقال الباحثون "تكامل بيانات الحمم البركانية والرواسب والجليد يكشف التعقيد غير العادي في تطور المجال المغناطيسي قبل وأثناء انعكاس القطب الأخير". البيانات الجديدة هي أيضًا واحدة من أكثر الشهادات التفصيلية لآخر المستجدات.

ولكن ماذا يعني هذا بالنسبة لعكس القطب المحتمل؟ تشير النتائج الجديدة إلى أن التنبؤ الواضح بالتطور المستقبلي قد يكون أكثر صعوبة مما كان متوقعًا. لأن الاضطراب المغناطيسي قبل انعكاس القطب يجعل من الصعب التمييز بين التقلبات المؤقتة والتماثيل الحقيقية. ما إذا كان ، في المستقبل المنظور ، استقطاب المجال المغناطيسي للأرض وشيكًا بالفعل يظل مفتوحًا. (العلوم المتقدمة ، 2019 ؛ دوي: 10.1126 / sciadv.aaw4621)

المصدر: جامعة ويسكونسن ماديسون

- ناديا بودبريجار