Магнитни Полета

Последното завъртане на магнитния полюс на Земята отне 22 000 години

2024

Земята има магнитно поле, в много отношения подобно на магнит.

Дано си играл с магнит за бар в училище. Поръсвате железни стружки върху лист хартия и поставяте магнита отдолу, а железните стърготини се пренареждат в прекрасен набор от криви, които се сближават при магнитните полюси и се разпределят по средата между тях. Цялостната форма е като ябълка, разрезана наполовина.

Земята има магнитен северен полюс и магнитен южен полюс (да не се бърка с географските или ротационните полюси) точно като този магнит с пръчка - наричаме това a диполно поле . Но механизмът, създаващ магнитните полета между двете, е много различен.

В лентов магнит това се дължи на железни атоми; всеки от тях има малко магнитно поле, а самите атоми са подравнени по такъв начин, че всички те се събират заедно, създавайки цялостното магнитно поле.

На Земята е много по -сложно . Ядрото на Земята се състои от два слоя; вътрешната сърцевина, която е твърда, и външната сърцевина, която е течна. Ядрото е много горещо, а вътрешното ядро загрява външното ядро над него. Загрята отдолу, течността във външната сърцевина се конвекционира: Горещата течност се издига и по -хладните неща потъват. Но в ядрото има желязо и то е достатъчно горещо, за да бъде йонизирано, за да се отдели един или повече електрони, давайки на атомите нетен положителен заряд. Когато една заредена частица се движи, тя създава магнитно поле и всички тези атоми, движещи се в една и съща посока, генерират цялостното магнитно поле на Земята.

303 ангел номер близнак пламък

Докато ядрото на Земята е горещо, това външно ядро ще се конвекционира и магнитното поле на Земята ще съществува.

Увеличавам

Цялостното магнитно поле на Земята е подобно на пръчков магнит, със северен и южен полюс (да не се бърка с географските полюси). Кредит: Питър Рейд, Университетът в Единбург чрез НАСА

... но е по -сложно от това.

Преди повече от век учените откриха, че магнитното поле на Земята понякога е променило полярността, където северният полюс става южен полюс и обратно. Имайте предвид, че това не означава, че Земята физически се преобръща - това е обикновен рефрен от култовете на конспирацията на Страшния съд, защото те лесно се объркват или искат да объркат Вие - просто това, да речем, ако използвате компас, той ще започне да сочи на юг вместо на север.

С течение на времето стана ясно, че тези обрати са се случвали много, много пъти. Почти 200 от тях са били забелязани във вкаменелостите, се връщат повече от 80 милиона години ! Те са доста редки в човешкия период от време, срещащи се веднъж на всеки 100 000 до 1 000 000 години. Работата е там, че никой не е сигурен колко време отнема да премине от началото до края. Отчасти това е така, защото те са се случили отдавна-последната, наречена обрат на Матуяма-Брунхес, е била преди близо 800 000 години! -също така е трудно да се получат данни с фина разделителна способност и защото те изглежда се случват бързо (в геоложки смисъл).

изгубена в книга красавицата и звяра

Но е публикувано ново проучване разглеждайки записи на вулканични, седиментни и ледени ядра и ученият установи, че в това последно събитие всичко отне около 22 000 години, много повече от очакваното!

Магнитното поле на Земята за първи път започна да отслабва преди около 795 000 години. След това той обърна полярността и се засили, но преди наистина да се установи отново, той започна да се колебае и да се срути отново около 11 000 години по -късно (преди 784 000 години). Магнитното поле се колебае няколко хиляди години след това, но след това се обърна полярността отново и се засили преди около 773 000 години, превръщайки се в областта, която имаме днес. Това последно завъртане може да е отнело само 4000 години. Така че, вместо просто чисто преобръщане, изглеждаше, че е преминал през три отделни етапа, където понякога е бил доминиран от диполно поле (макар и да не е наистина стабилен), а друг път, когато е било по -хаотично. Цялото нещо отне повече от два пъти повече от предишните оценки.

Увеличавам

Поредица, показваща физически модел на магнитно обръщане, където сините и жълтите линии представляват магнитен поток съответно към и далеч от Земята. Полето се заплита и хаотично по време на обръщане, преди да се успокои (забележка: крайният кадър е просто първият кадър, преобърнат и е предназначен да бъде представителен, а не част от действителния модел). Кредит: НАСА / Гари Глатцмае / Фил Плейт

Методологията им е малко сложна. Във вулканичните скали магнитното поле на Земята се записва като лава се охлажда; желязото в скалата се ориентира към земното поле и така може да се измери силата и посоката на геомагнитното поле. Радиоактивни изотопи могат да се използват за определяне на времето на тези събития . За седиментните слоеве количеството слънчева светлина, което Земята получава, се променя във времеви диапазон от няколко десетки хиляди години поради промени в орбиталната форма на Земята ( Цикли на Миланкович ) и това може да се види в находища на изотоп на кислорода .

Любимият ми е от ледените ядра. Когато магнитното поле на Земята е по -слабо, космически лъчи -свръхенергийните субатомни частици, които вият в космоса със скоростта на светлината-могат да се блъснат в нашата атмосфера. Когато ударят ядро от азотен или кислороден атом те разделят ядрото като куршум, преминаващ през скала ; шрапнелът от това включва изотоп на берилий Наречен¹⁰Бъда. След това това се депозира в лед и се измерва в ледени ядра, което позволява на учените да проследят геомагнитното поле по този начин.

императорът обърна любовта

Така че това е интересно! Разбира се, 22 000 години са дълъг период в човешки мащаб, но все пак бързи за геоложки събития. Трудно е да се каже колко представително е това за други обрати, но това е място за начало.

Голям въпрос все още остава и това е защо това се случва. Има много хипотези , но като цяло е вероятно полето да се заплита вътре в Земята след някакво задействащо събитие и когато се установи отново, полярността се обръща.

Друг е въпросът какво се случва по време на обръщането? Отново, много теоретици на конспирацията обичат да правят антинаучна информация за това, но истината е, че никой не е сигурен. Вероятно няма да има голям ефект върху ежедневието , въпреки че със сигурност ще има някои проблеми с него - например компасите, използващи магнетизма на Земята, няма да работят, но вместо това може да се използва GPS или някакъв еквивалент. Трябва обаче да бъдем внимателни, тъй като магнитното поле на Земята ни предпазва от неща като слънчевия вятър и космическите лъчи, така че спътниците могат да бъдат засегнати. Нашата гъста атмосфера трябва да свърши доста добра работа, като ни предпазва от всичко останало (като слънчев вятър, космически лъчи и т.н.).

Още нещо. Много задъхани заглавия се генерират, когато идват новини като тази, обикновено в сорта „Ние сме закъснели за X“, независимо дали става въпрос за земетресение, изригване на вулкан или магнитно обръщане и като цяло предполагаме, че всички ще умрем . Времето от последното обръщане е малко по -дълго от средното, но не е като планетата да зададе календар за тези неща. Може да започне утре, а може и да не се случи след още един милион години. Така че, докато геолозите не кажат: „Да, ето го!“ диша спокойно.

И дори тогава, диша спокойно . За разлика от филмите (да, Сърцевината ) няма да причини огромни катастрофи като срутване на мостове и кипене на морето. И всъщност това ще ни разкаже много повече за това, което се случва дълбоко в Земята, място, което иначе не е толкова лесно да се разбере.