Ученые обнаружили аномально медленный разворот магнитных полюсов Земли 40 миллионов лет назад
Международная группа ученых обнаружила, что около 40 миллионов лет назад процесс смены магнитных полюсов Земли протекал аномально медленно, что заставляет пересмотреть устоявшиеся представления о продолжительности и природе этого явления. Считается, что инверсии магнитного поля происходят относительно регулярно по геологическим меркам: за последние 170 миллионов лет зафиксировано около 540 разворотов, и, по всей видимости, этот процесс длится уже миллиарды лет. Однако анализ керна осадочных пород, извлеченного со дна Атлантического океана у побережья Ньюфаундленда, показал, что 40 миллионов лет назад все происходило иначе.
Исследователи изучили слой пород толщиной 8 метров, относящийся к эпохе эоцена, и обнаружили четкие свидетельства смены полярности, запечатленные в магнитных сигналах крошечных кристаллов. Вместо типичного периода инверсии продолжительностью около 10 тысяч лет, ученые выявили два аномально долгих события: один разворот занял примерно 18 тысяч лет, а другой — как минимум 70 тысяч лет. Компьютерное моделирование показало, что в некоторых случаях подобные процессы могут растягиваться и на 130 тысяч лет, хотя в геологической летописи такие примеры пока не встречались. По словам ведущего автора исследования, палеомагнитолога Юдзи Ямамото из Университета Коти, это открытие раскрывает необычайно длительный процесс разворота, бросающий вызов традиционным представлениям и указывающий на то, что продолжительность геомагнитных инверсий может значительно превышать общепринятый 10-тысячелетний рубеж.
Эти флипы (смена полюсов) вызваны процессами в жидком внешнем ядре Земли, состоящем из железа и никеля, толщина которого составляет около 2200 километров. Когда движение этой раскаленной массы становится нестабильным, магнитные полюса меняются местами: север становится югом, и наоборот. Примечательно, что выявленные древние инверсии оказались не только долгими, но и гораздо более хаотичными и неупорядоченными, чем предполагалось. Ученые зафиксировали множественные «отскоки» — периоды, когда поле колебалось, будто не в силах выбрать окончательное направление. Такое поведение перекликается с данными о самой недавней инверсии, известной как инверсия Брюнеса-Матуямы, произошедшей около 775 тысяч лет назад. Исследование 2019 года показало, что этот разворот занял 22 тысячи лет, что подтверждает новую гипотезу о том, что затяжные инверсии могут быть правилом, а не исключением.
Понимание временных масштабов этого явления крайне важно для будущего человечества. Во время смены полюсов магнитное поле Земли ослабевает, лишая планету привычной защиты от космической радиации и геомагнитных возмущений. Если период такой уязвимости может длиться на десятки тысяч лет дольше, чем считалось ранее, последствия для жизни на Земле могут быть серьезными. Как отмечает палеомагнетист Питер Липперт из Университета Юты, повышенное воздействие радиации затронет не только высокие широты, но и всю планету, что может привести к увеличению частоты генетических мутаций и даже к эрозии атмосферы. Исследование, заставляющее по-новому взглянуть на динамику магнитного поля, было в журнале Communications Earth & Environment.