Geomagneettinen käänne
Geomagneettinen kääntö on planeetan magneettikentän muutos, jossa magneettiset pohjois- ja eteläpuolet vaihtuvat.
Näin on tapahtunut 183 kertaa viimeisten 83 miljoonan vuoden aikana, keskimäärin noin kaksi tai kolme kertaa miljoonaa vuotta kohti. Ennen magneettikentän muutosta Maan magneettikenttä heikkenee ja liikkuu ympäriinsä, kuten pyörivä huippu ennen putoamistaan. Tutkijat tietävät tämän merenpohjan magneettisuuden tutkimusten perusteella, jotka on tehty lähellä Keski-Atlantin selkää. Laava liikkuu hitaasti ulos tästä railosta (merenpohjassa oleva aukko), ja sitten se jäähtyy niin, että sen rautaoksidimolekyylit osoittavat kaikki Maan magneettikentän uuteen suuntaan. Voimme tarkastella tämän magneettikentän historiaa nykyään, jotta voimme tarkastella menneisyyden monia käänteitä.
Käänteitä tapahtuu alle 0,1 miljoonasta vuodesta jopa 50 miljoonaan vuoteen. Näitä ajanjaksoja kutsutaan kronoiksi.
Näissä muutoksissa ei ole mitään kaavaa, vaan ne näyttävät tapahtuvan sattumanvaraisesti. Kronit kestävät 0,1-1 miljoonaa vuotta (ks. kaavio) ja keskimäärin 450 000 vuotta. Useimmat käänteet kestävät 1 000-10 000 vuotta.
Viimeisin, Brunhes-Matuyama-käänne, tapahtui 780 000 vuotta sitten, ja se on saattanut tapahtua hyvin nopeasti, ihmisen elinaikana. Laschampin tapahtumana tunnettu lyhyt täydellinen käänne tapahtui vain 41 000 vuotta sitten viimeisen jääkauden aikana. Tämä käänne kesti vain noin 440 vuotta, ja varsinainen napaisuuden muutos kesti noin 250 vuotta. Tämän muutoksen aikana magneettikentän voimakkuus heikkeni 5 prosenttiin nykyisestä voimakkuudestaan. Lyhyitä häiriöitä, jotka eivät johda kääntöön, kutsutaan geomagneettisiksi ekskursioiksi.
Geomagneettinen polariteetti viimeisten 5 miljoonan vuoden aikana (plioseeni ja kvartäärikausi, myöhäinen kainotsooinen kausi). Tummat alueet = ajanjaksot, jolloin polariteetti vastaa nykyistä Vaaleat alueet = ajanjaksot, jolloin polariteetti on kääntynyt päinvastaiseksi .
Menneisyyden tallenteet
Geomagneettisten käänteiden aiemmat merkinnät havaittiin ensimmäisen kerran havainnoimalla magneettijuovien käänteitä meren pohjassa. Tämä johti pian laattatektoniikan teorian kehittymiseen. Merenpohjan suhteellisen tasainen leviämisnopeus aiheuttaa basalttiin "raitoja". Näistä menneisyyden magneettikentistä voidaan päätellä napaisuus. Tiedot saadaan vetämällä magnetometriä merenpohjaa pitkin.
Mikään olemassa oleva uppoamaton merenpohja ei ole yli 180 miljoonaa vuotta vanha, joten vanhempien käänteiden havaitsemiseksi käytetään muita menetelmiä. Useimmissa sedimenttikivissä on pieniä määriä rautapitoisia mineraaleja. Niiden suunta heijastaa magneettikenttää niiden muodostumisajankohtana. Kalliot säilyttävät tämän merkinnän, ellei jokin myöhempi prosessi muuta niitä.
Superchrons
Superkroni on vähintään 10 miljoonaa vuotta kestävä polariteettiväli. On olemassa kaksi vakiintunutta superkronia, liitukauden normaali ja Kiaman.
Liitukauden normaalijakso (jota kutsutaan myös liitukauden superkroniksi tai C34:ksi) kesti lähes 40 miljoonaa vuotta. Liitukauden normaalin ja nykyhetken välillä esiintymistiheys on yleensä kasvanut hitaasti.
Kiamanin käänteinen superkroni kesti myöhäiskarbonaatista myöhäispermiin. Se on yli 50 miljoonaa vuotta, 312-262 miljoonaa vuotta sitten (mya). Magneettikentän napaisuus oli kääntynyt. Nimi "Kiaman" juontaa juurensa australialaisesta Kiaman kylästä, josta löydettiin ensimmäiset geologiset todisteet superkronista vuonna 1925.
Geomagneettinen polariteetti keskimmäisestä jurakaudesta lähtien
Aiheuttaa
Maan ja muiden magneettikenttiä omaavien planeettojen magneettikenttä johtuu planeetan ytimessä olevan sulan raudan dynamiotoiminnasta. Tämä konvektio (liike) synnyttää sähkövirtoja, jotka puolestaan synnyttävät magneettikenttiä. Planeettadynamojen simuloinneissa tapahtuu käänteitä taustalla olevasta dynamiikasta. Esimerkiksi Gary Glatzmaier ja kollegansa Paul Roberts UCLA:sta ajoivat numeerisen mallin sähkömagnetismin ja nestedynamiikan välisestä kytkennästä Maan sisuksissa. Heidän simulaationsa toisti magneettikentän keskeiset piirteet yli 40 000 vuoden simuloidun ajanjakson aikana, ja tietokoneella luotu kenttä kääntyi. Maailmanlaajuinen kentän kääntyminen epäsäännöllisin väliajoin on havaittu myös laboratorion nestemäisen metallin kokeessa VKS2.
Vaikutukset elämään
Tietojemme mukaan sillä ei ole vaikutusta elämään. On tehty tutkimuksia sen selvittämiseksi, liittyvätkö käänteet millään tavoin sukupuuttoon kuolemiseen. Tilastollinen analyysi ei osoita, että käänteisilmiöiden ja sukupuuttojen välillä olisi yhteyttä.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on geomagneettinen käänne?
A: Geomagneettinen käänne on planeetan magneettikentän muutos siten, että magneettisen pohjoisen ja magneettisen etelän sijainnit vaihtuvat.
K: Kuinka usein näitä käänteitä tapahtuu?
V: Käänteitä tapahtuu noin kaksi tai kolme kertaa miljoonassa vuodessa, ja niiden väli vaihtelee alle 0,1 miljoonasta vuodesta jopa 50 miljoonaan vuoteen.
K: Kuinka kauan kestää, että käänne tapahtuu?
V: Useimmissa käänteissä kestää 1 000-10 000 vuotta. Viimeisin, Brunhes-Matuyama-käänne, tapahtui 780 000 vuotta sitten, ja se on saattanut tapahtua hyvin nopeasti, ihmisen elinaikana.
K: Mikä on esimerkki lyhyestä täydellisestä käänteestä?
V: Laschampin tapahtumana tunnettu lyhyt täydellinen käänne tapahtui vain 41 000 vuotta sitten viimeisen jääkauden aikana. Tämä käänne kesti vain noin 440 vuotta, ja varsinainen napaisuuden muutos kesti noin 250 vuotta.
K: Kuinka heikko oli Maan magneettikenttä tämän muutoksen aikana?
V: Tämän muutoksen aikana magneettikentän voimakkuus heikkeni 5 prosenttiin nykyisestä voimakkuudestaan.
K: Mitä ovat kronit?
V: Kronit ovat ajanjaksoja, jotka vaihtelevat 0,1-1 miljoonan vuoden välein ja joiden välillä on keskimäärin 450 000 vuoden väli, jolloin käänteet tapahtuvat sattumanvaraisesti ilman mitään kaavaa tai säännönmukaisuutta.
K: Mitä ovat geomagneettiset ekskursiot?
V: Geomagneettiset ekskursiot ovat lyhyitä häiriöitä, jotka eivät johda täydellisiin käänteisiin, mutta aiheuttavat silti muutoksia maapallon magnetismissa.
