Geomágneses fordulat
A geomágneses fordulat a bolygó mágneses mezejének olyan változása, amely során a mágneses észak és a mágneses dél helyzete felcserélődik.
Ez az elmúlt 83 millió év alatt 183 alkalommal fordult elő, átlagosan körülbelül két-háromszor egymillió évenként. A mágneses mező megváltozása előtt a Föld mágneses mezeje gyengül és mozog, mint egy forgó tetejű forgó, mielőtt leesik. A tudósok ezt a tengerfenéken, a közép-atlanti gerinc közelében lévő mágnesesség vizsgálataiból tudják. A láva lassan kimozdul ebből a hasadékból (a tengerfenéken lévő résből), majd kihűl, és vasoxid-molekulái mind a Föld mágneses terének új irányába mutatnak. Ennek a mágneses mezőnek a történetét ma megnézhetjük, hogy visszatekintsünk a múltban bekövetkezett sok megfordulásra.
A visszafordulások 0,1 millió évnél rövidebb időközönként fordulnak elő, de akár 50 millió évenként is előfordulhatnak. Ezeket az időszakokat krónoknak nevezzük.
Ezeknek a változásoknak nincs mintája, és úgy tűnik, hogy véletlenszerűen történnek. A krónok 0,1 és 1 millió év közöttiek (lásd az ábrát), átlagosan 450 000 évig tartanak. A legtöbb fordulat 1000 és 10 000 év között van.
A legutóbbi, a Brunhes-Matuyama fordulat 780 000 évvel ezelőtt következett be, és nagyon gyorsan, egy emberöltő alatt bekövetkezhetett. Egy rövid, teljes fordulat, az úgynevezett Laschamp esemény mindössze 41 000 évvel ezelőtt, az utolsó jégkorszak idején következett be. Ez a megfordulás mindössze 440 évig tartott, a tényleges polaritásváltás pedig körülbelül 250 évig tartott. E változás során a mágneses mező erőssége a jelenlegi erősségének 5%-ára gyengült. Az olyan rövid ideig tartó zavarokat, amelyek nem eredményeznek megfordulást, geomágneses kitéréseknek nevezzük.
Geomágneses polaritás az elmúlt 5 millió évben (pliocén és negyedidőszak, késő kainozoikum). Sötét területek = olyan időszakok, amikor a polaritás megegyezik a jelennel Világos területek = olyan időszakok, amikor a polaritás megfordult.
A múlt feljegyzései
A geomágneses megfordulások múltbeli feljegyzéseit először az óceánfenéken megfigyelt mágneses csíkok megfordulásának megfigyelésével vették észre. Ez hamarosan a lemeztektonika elméletének kidolgozásához vezetett. A tengerfenék viszonylag állandó terjedési sebessége "csíkokat" okoz a bazaltban. Ezekből a múltbeli mágneses mezők polaritására lehet következtetni. Az adatokat úgy kapjuk meg, hogy egy magnetométert vontatunk a tengerfenék mentén.
Nincs olyan meglévő, nem szubdukált tengerfenék, amely 180 millió évnél idősebb lenne, ezért más módszereket alkalmaznak a régebbi visszafordulások kimutatására. A legtöbb üledékes kőzet apró mennyiségű vasban gazdag ásványi anyagot tartalmaz. Ezek irányultsága tükrözi a keletkezésükkori mágneses mezőt. A kőzetek megőrzik ezt a feljegyzést, hacsak valamilyen későbbi folyamat nem változtatja meg őket.
Superchrons
A szuperkron egy legalább 10 millió évig tartó polaritási intervallum. Két jól ismert szuperchron létezik, a kréta normál és a Kiaman.
A kréta normál (más néven kréta szuperkron vagy C34) közel 40 millió évig tartott. A kréta normális és a jelen között a gyakoriság általában lassan növekedett.
A Kiaman fordított szuperkron a késő karbon kortól a késő permig tartott. Ez több mint 50 millió évet jelent, 312 és 262 millió évvel ezelőtt (mya) között. A mágneses mező megfordult polaritással rendelkezett. A "Kiaman" név az ausztráliai Kiama faluról származik, ahol 1925-ben megtalálták a szuperkrón első geológiai bizonyítékait.
Geomágneses polaritás a középső jura óta
Okok
A Föld és más bolygók mágneses mezejét a bolygó magjában lévő olvadt vas dinamikus működése okozza. Ez a konvekció (mozgás) elektromos áramokat generál, amelyek viszont mágneses tereket hoznak létre. A bolygódinamók szimulációiban a mögöttes dinamikából eredő megfordulások fordulnak elő. Gary Glatzmaier és munkatársa, Paul Roberts (UCLA) például lefuttatott egy numerikus modellt a Föld belsejében az elektromágnesesség és a fluiddinamika közötti kapcsolatról. Szimulációjuk több mint 40 000 évnyi szimulált idő alatt reprodukálta a mágneses mező kulcsfontosságú jellemzőit, és a számítógép által generált mező megfordult. A VKS2 laboratóriumi folyékonyfém-kísérletben is megfigyeltek szabálytalan időközönként bekövetkező globális mezőfordulatokat.
Az életre gyakorolt hatások
Amennyire tudjuk, nincs hatása az életre. Vizsgálatokat végeztek annak megállapítására, hogy a visszafordulások bármilyen módon összefüggnek-e a kihalási eseményekkel. A statisztikai elemzések nem mutatnak bizonyítékot a visszafordulások és a kihalások közötti összefüggésre.
Kérdések és válaszok
K: Mi az a geomágneses fordulat?
V: A geomágneses fordulat a bolygó mágneses mezejének olyan változása, amely során a mágneses észak és a mágneses dél helyzete felcserélődik.
K: Milyen gyakran fordulnak elő ezek a megfordulások?
V: A megfordulások millió évenként körülbelül két-három alkalommal fordulnak elő, az időközök 0,1 millió évnél kevesebbtől akár 50 millió évig is terjedhetnek.
K: Mennyi időbe telik, amíg a megfordulás bekövetkezik?
V: A legtöbb visszafordulás 1000 és 10 000 év között van. A legutóbbi, a Brunhes-Matuyama fordulat 780 000 évvel ezelőtt következett be, és nagyon gyorsan, akár egy emberöltő alatt is bekövetkezhetett.
K: Mi a példa egy rövid, teljes visszafordulásra?
V: A Laschamp esemény néven ismert rövid, teljes fordulat mindössze 41 000 évvel ezelőtt, az utolsó jégkorszak idején következett be. Ez a fordulat mindössze 440 évig tartott, a tényleges polaritásváltás pedig körülbelül 250 évig tartott.
K: Mennyire volt gyenge a Föld mágneses mezeje e változás során?
V: A változás során a mágneses mező erőssége a jelenlegi erősségének 5%-ára gyengült.
K: Mik azok a krónok?
V: A kronok 0,1 és 1 millió év közötti időszakok, amelyek között átlagosan 450 000 éves időközök vannak, amikor a megfordulások véletlenszerűen, mindenféle minta vagy rendszeresség nélkül következnek be.
K: Mik azok a geomágneses kitérések?
V: A geomágneses kitörések olyan rövid ideig tartó zavarok, amelyek nem eredményeznek teljes megfordulást, de mégis változásokat okoznak a Föld mágnesességében.
