Земля не должна подвергнуться геомагнитному перевороту в ближайшем будущем: исследователи обнаружили, что интенсивность геомагнитного поля в два раза выше долгосрочного исторического среднего

При ослаблении геомагнитного поля повышенная солнечная радиация может повредить электронику — от отдельных кардиостимуляторов до целых электросетей — и может вызвать генетические мутации. Переворот может также повлиять на навигацию животных, которые используют магнитное поле Земли в качестве внутреннего компаса.Но согласно новому исследованию Массачусетского технологического института в Proceedings of the National Academy of Sciences, геомагнитному полю не грозит опасность в ближайшее время: исследователи рассчитали среднюю стабильную напряженность поля Земли за последние 5 миллионов лет и обнаружили, что сегодняшняя интенсивность примерно вдвое выше среднего исторического значения.Это указывает на то, что текущая напряженность поля еще долго упадет, прежде чем достигнет нестабильного уровня, который приведет к развороту.

«Очень важно знать, является ли сегодняшнее поле средним долгосрочным или намного выше долгосрочного среднего», — говорит ведущий автор Хуапей Ван, постдок Отделения Земли, атмосферы и планет Массачусетского технологического института. «Теперь мы знаем, что находимся намного выше зоны нестабильности. Даже если [напряженность поля] падает, у нас все еще есть длинный буфер, на который мы можем спокойно положиться».Листать историюЗемля претерпела несколько геомагнитных инверсий за время своей жизни, меняя полярность через случайные промежутки времени.

«Иногда у вас не будет сальто около 40 миллионов лет; в других случаях будет 10 сальто за 1 миллион лет», — говорит Ван. «В среднем промежуток времени между двумя переворотами составляет несколько сотен тысяч лет. Последний переворот был около 780 000 лет назад, так что нам действительно пора сделать переворот».

Наиболее очевидным признаком надвигающегося разворота является напряженность геомагнитного поля, которая значительно ниже своего исторического, долгосрочного среднего значения — признак того, что планета склоняется к нестабильному состоянию. Хотя спутники и наземные обсерватории сделали точные измерения текущей напряженности поля за последние 200 лет, за последние несколько миллионов лет существуют менее надежные оценки.Ван и его коллеги из Университета Рутгерса и Франции пытались измерить палеомагнитное поле Земли с помощью древних горных пород, изверженных вулканами на Галапагосских островах — идеальное место, поскольку цепь островов находится на экваторе. Поскольку магнитное поле Земли в его стабильной конфигурации является диполем, интенсивность поля должна быть одинаковой на обоих полюсах и вдвое меньшей на экваторе.

Ван рассудил, что знание интенсивности палеомагнитного поля на экваторе и полюсах даст точную оценку средней исторической напряженности планеты.Скалы от диполя

Ван получил образцы древних вулканических лав с Галапагосских островов, в то время как его коллеги из Института океанографии Скриппса при Калифорнийском университете в Сан-Диего раскопали породы аналогичного возраста в Антарктиде. Такие вулканические породы сохраняют информацию об напряженности геомагнитного поля в момент их охлаждения.

Обе команды принесли образцы в свои лаборатории и измерили естественную остаточную намагниченность горных пород или ориентацию ферромагнитных частиц. Затем они нагревали породы и охлаждали их в присутствии известного магнитного поля, измеряя намагниченность породы после охлаждения.

Остаточная намагниченность породы пропорциональна магнитному полю, в котором она остыла. Таким образом, используя данные своих экспериментов, исследователи смогли рассчитать пиковое распределение напряженности древнего геомагнитного поля как на экваторе — около 15 микротесла, так и на полюсах — около 30 микротесла. Сегодняшние значения напряженности поля в тех же местах составляют около 30 микротесла и 60 микротесла соответственно, что вдвое превышает исторические долгосрочные значения.

«Это означает, что сегодняшнее значение является аномально высоким, и даже если оно падает, оно падает до долгосрочного среднего, а не от среднего до нуля», — говорит Ван.Далеко от нуля

Так почему же ученые предположили, что геомагнитное поле Земли резко падает до минимума? Оказывается, это предположение основано на ошибочных исторических данных, говорит Ван.Ученые оценили палеомагнитную интенсивность на разных широтах вокруг Земли, но данные Ванга — первые данные из экваториальных регионов.

Однако Ван обнаружил, что ученые неверно истолковывают то, как горные породы регистрируют свои магнитные поля, что приводит к неточным оценкам палеомагнитной интенсивности. В частности, ученые предполагали, что по мере охлаждения отдельных ферромагнитных зерен горных пород их неспаренные электронные спины принимают однородную ориентацию, отражающую напряженность магнитного поля.Однако этот эффект сохраняется только до определенного размера. В более крупных зернах неспаренные электронные спины принимают различную ориентацию в разных областях зерна, тем самым усложняя картину напряженности поля.

Ван разработал метод коррекции таких многодоменных эффектов и применил его к своим лавам на Галапагосских островах. По его словам, результаты более надежны, чем предыдущие оценки палеомагнитного поля.Что касается того, когда Земля может испытать следующий переворот, Ван говорит, что ответ еще не решен.«Что я могу сказать, так это то, что если вы сохраните постоянную нынешнюю скорость снижения, потребуется еще 1000 лет, чтобы месторождение упало до долгосрочного среднего значения», — говорит Ван. «Оттуда напряженность поля может снова возрасти.

На самом деле нет никакого способа предсказать, что произойдет после этого, учитывая случайный характер магнитогидродинамического процесса геодинамо».


Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *