地球最后的磁場(chǎng)逆轉(zhuǎn)花費(fèi)的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)曾經(jīng)想象的時(shí)間

地球的磁場(chǎng)似乎穩(wěn)定且真實(shí)可靠，足以導(dǎo)航。

然而，在很大程度上隱藏在日常生活中，這個(gè)領(lǐng)域漂移，變化和衰弱。磁性北極目前正在向西伯利亞施壓，最近迫使現(xiàn)代導(dǎo)航的全球定位系統(tǒng)更新其軟件，比預(yù)期的更快。

每隔幾十萬(wàn)年左右，磁場(chǎng)就會(huì)發(fā)生極大的變化并逆轉(zhuǎn)其極性：磁北極移動(dòng)到地理南極，最終再次返回。這種逆轉(zhuǎn)在地球的歷史上發(fā)生過(guò)無(wú)數(shù)次，但是科學(xué)家對(duì)于該場(chǎng)逆轉(zhuǎn)的原因及其發(fā)生的原因只有有限的理解。

威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的地質(zhì)學(xué)家布拉德辛格及其同事的新工作發(fā)現(xiàn)，最近的一次場(chǎng)地逆轉(zhuǎn)，大約在770，000年前完成了至少22000年。這比以前認(rèn)為的要長(zhǎng)幾倍，結(jié)果進(jìn)一步引發(fā)了有爭(zhēng)議的發(fā)現(xiàn)，即一些逆轉(zhuǎn)可能發(fā)生在人的一生中。

新的分析 - 基于測(cè)量能力的進(jìn)步以及對(duì)熔巖流，海洋沉積物和南極冰芯的全球調(diào)查- 提供了對(duì)地球磁場(chǎng)湍流時(shí)間的詳細(xì)研究。幾千年來(lái)，該領(lǐng)域削弱，部分轉(zhuǎn)移，再次穩(wěn)定，然后最終逆轉(zhuǎn)到我們今天所知的方向。

當(dāng)一些科學(xué)家認(rèn)為我們可能正在經(jīng)歷逆轉(zhuǎn)的早期階段時(shí)，隨著場(chǎng)的減弱和移動(dòng)，這些結(jié)果提供了更清晰，更細(xì)致的逆轉(zhuǎn)圖。其他研究人員對(duì)現(xiàn)今逆轉(zhuǎn)的概念提出異議，這可能會(huì)以不尋常的方式影響我們的電子世界。

辛格8月7日在“ 科學(xué)進(jìn)步 ”雜志上發(fā)表了他的著作。他與熊本大學(xué)和加州大學(xué)圣克魯茲分校的研究人員合作。

“逆轉(zhuǎn)是在地球內(nèi)部最深處產(chǎn)生的，但是這些效應(yīng)一直在地球上顯現(xiàn)出來(lái)，特別是在地球表面和大氣層中，”辛格解釋道。“除非你有一個(gè)完整，準(zhǔn)確和高分辨率的記錄，表明在地球表面真正發(fā)生了場(chǎng)逆轉(zhuǎn)，否則很難討論產(chǎn)生逆轉(zhuǎn)的機(jī)制是什么。”

地球的磁場(chǎng)是由行星的液態(tài)鐵外核在固體內(nèi)核周?chē)D(zhuǎn)產(chǎn)生的。這種發(fā)電機(jī)動(dòng)作創(chuàng)造了一個(gè)最穩(wěn)定的場(chǎng)地，大致穿過(guò)地理上的北極和南極，但是在逆轉(zhuǎn)期間，場(chǎng)地會(huì)發(fā)生顯著變化和減弱。

隨著新的巖石形成 - 通常是火山熔巖流或沉積物沉積在海床上 - 它們記錄了它們被創(chuàng)建時(shí)的磁場(chǎng)。像辛格這樣的地質(zhì)學(xué)家可以調(diào)查這一全球記錄，將數(shù)百萬(wàn)年前的磁場(chǎng)歷史拼湊起來(lái)。對(duì)于最近發(fā)生逆轉(zhuǎn)的記錄是最清晰的，名為Matuyama-Brunhes的研究人員首先描述了逆轉(zhuǎn)。

根據(jù)目前的分析，辛格和他的團(tuán)隊(duì)專(zhuān)注于來(lái)自智利，塔希提島，夏威夷，加勒比海和加那利群島的熔巖流。該團(tuán)隊(duì)在幾個(gè)田間季節(jié)從這些熔巖流中采集樣本。

“熔巖流是磁場(chǎng)的理想記錄器。它們含有大量的含鐵礦物質(zhì)，當(dāng)它們冷卻時(shí)，它們會(huì)鎖定在磁場(chǎng)的方向上，”辛格說(shuō)。“但這是一個(gè)不穩(wěn)定的記錄。沒(méi)有火山不斷爆發(fā)。所以我們依靠細(xì)致的野外工作來(lái)確定正確的記錄。”

研究人員將來(lái)自七個(gè)熔巖流序列的樣品的磁讀數(shù)和放射性同位素測(cè)年相結(jié)合，以Matuyama-Brunhes逆轉(zhuǎn)為中心，在大約70,000年的時(shí)間內(nèi)重建磁場(chǎng)。他們依靠Singer WiscAr地質(zhì)年代學(xué)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的升級(jí)方法，通過(guò)測(cè)量巖石中鉀的放射性衰變產(chǎn)生的氬，更準(zhǔn)確地確定熔巖流的日期。

他們發(fā)現(xiàn)，根據(jù)地質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，最終逆轉(zhuǎn)很快，不到4，000年。但是之前是一段長(zhǎng)時(shí)間的不穩(wěn)定，包括兩次短途旅行 - 暫時(shí)的，部分逆轉(zhuǎn) - 延續(xù)了18,000年。這個(gè)跨度是最近提出的所有逆轉(zhuǎn)在9000年內(nèi)結(jié)束的提議的兩倍多。

熔巖流數(shù)據(jù)得到了海底磁性讀數(shù)的證實(shí)，與熔巖相比，它提供了更連續(xù)但不太精確的數(shù)據(jù)來(lái)源。研究人員還利用南極冰芯跟蹤鈹?shù)某练e，這是由宇宙輻射與大氣相撞產(chǎn)生的。當(dāng)磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)時(shí)，它會(huì)減弱并允許更多的輻射撞擊大氣層，從而產(chǎn)生更多的鈹。

自人類(lèi)開(kāi)始記錄磁場(chǎng)的強(qiáng)度以來(lái)，它每個(gè)世紀(jì)的強(qiáng)度降低了約5%。像辛格的節(jié)目一樣，弱勢(shì)領(lǐng)域似乎是最終逆轉(zhuǎn)的先兆，盡管很快就會(huì)出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)。

逆轉(zhuǎn)場(chǎng)可能會(huì)顯著影響導(dǎo)航以及衛(wèi)星和地面通信。但目前的研究表明，社會(huì)將有幾代人適應(yīng)長(zhǎng)期的磁不穩(wěn)定時(shí)期。

“我已經(jīng)在這個(gè)問(wèn)題上工作了25年，”辛格說(shuō)，當(dāng)他意識(shí)到他正在研究的火山作為地球磁場(chǎng)的良好記錄時(shí)，他偶然發(fā)現(xiàn)了古地磁學(xué)。“而且現(xiàn)在我們擁有了比以往任何時(shí)候都更富有記錄和更好記錄的最后一次逆轉(zhuǎn)記錄。”