Die Analyse Der Stalagmiten Zeigte Eine Beschleunigte Umkehrung Des Erdmagnetfeldes - Alternative Ansicht

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Anonim

Geologen haben herausgefunden, dass starke Änderungen der Polarität des Erdmagnetfelds in sehr kurzer Zeit auftreten können - nur anderthalb Jahrhunderte reichen aus, damit sich die Pole um 100 Grad drehen. Zu diesem Ergebnis kamen Wissenschaftler aufgrund einer Radioisotop- und paläomagnetischen Analyse von etwa 100.000 Jahre alten Stalagmiten, die in einer der Höhlen in Südchina gefunden wurden. Darüber hinaus kann ein derart schneller Übergang der Beginn einer langen Periode geodynamischer Anomalien sein, in der das Erdmagnetfeld im Laufe eines Jahrtausends häufig und schnell seine Richtung ändert, schreiben Wissenschaftler in Proceedings of the National Academy of Sciences.

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts entdeckten Geologen, dass die südlichen und nördlichen Magnetpole der Erde während des Lebens unseres Planeten mehrmals ihre Position wechselten. Der Prozess des Polwechsels ist stochastischer Natur und weist daher keine ausgeprägte Periode auf - zwischen zwei aufeinanderfolgenden Positionswechseln können sowohl mehrere zehn Jahrtausende als auch mehrere Millionen Jahre auftreten. Gleichzeitig hat eine solche Umkehrung während des Lebens eines Menschen auf der Erde nie stattgefunden.

Es wird angenommen, dass der letzte dieser Umwälzungen vor etwa 773.000 Jahren stattfand, danach jedoch die sogenannten "geomagnetischen Exkursionen" - Perioden der Magnetfeldinstabilität, in denen sich die Richtung des Magnetfelds vorübergehend um einen Winkel von 60 bis 180 Grad dreht, danach ziemlich schnell kehrt zu seiner ursprünglichen Position zurück. Die Feldstärke während solcher Ereignisse in einigen Bereichen kann auf nahezu Null reduziert werden. Wie im Fall einer vollständigen Umkehrung des Magnetfelds sind diese Instabilitätsperioden mit turbulenten Prozessen verbunden, die in der Flüssigmetallhülle des Erdkerns auftreten. Eine eindeutige Erklärung für diesen Effekt wurde jedoch noch nicht vorgeschlagen.

Um die Prozesse, die während einer solchen geomagnetischen Exkursion ablaufen, genauer zu untersuchen, schlugen Geologen aus Taiwan, China und Australien unter der Leitung von Chuan-Chou Shen von der National Taiwan University vor, Stalagmiten aus der Sanxing-Höhle in Südchina zu untersuchen.

Ort der Sanxing-Höhle, wo Stalagmiten für paläomagnetische Untersuchungen gesammelt und Fotos von zwei Stalagmiten untersucht wurden
Ort der Sanxing-Höhle, wo Stalagmiten für paläomagnetische Untersuchungen gesammelt und Fotos von zwei Stalagmiten untersucht wurden

Ort der Sanxing-Höhle, wo Stalagmiten für paläomagnetische Untersuchungen gesammelt und Fotos von zwei Stalagmiten untersucht wurden.

Die Analyse des Gehalts an Uran- und Thoriumisotopen in Stalagmiten ermöglichte es, die Proben mit einer Genauigkeit von 10 Jahren zu datieren: Es stellte sich heraus, dass das Alter der Gesteine zwischen 91 und 107.000 Jahren liegt. Weitere paläomagnetische Studien zeigten, dass während dieses Intervalls eine ziemlich große Anzahl magnetodynamischer Anomalien auf der Erde beobachtet wurde, bei denen die Dauer und Häufigkeit stark variierten. Die Amplitude der Umkehrung des Magnetfeldes während dieses Zeitraums überschritt manchmal 100 Grad, während diese Rotationen eine ausgeprägte Asymmetrie zeigten - relativ zur Normalenrichtung drehte sich die Polarität in der östlichen Hemisphäre hauptsächlich nach Süden und Osten.

Es stellte sich heraus, dass in der Zeit vor 92 bis 98.000 Jahren einige Anomalien über Jahrtausende andauerten, dann vor 103 bis 106.000 Jahren die Dauer geomagnetischer Exkursionen etwas kürzer war - mehrere Jahrhunderte. Den Wissenschaftlern gelang es auch, die Dauer der Umkehrung des Magnetfelds zu messen. Es stellte sich heraus, dass das Erdmagnetfeld nur etwa 144 Jahre brauchte, um sich um hundert Grad zu drehen - dies ist viel weniger als die Zeit, die Wissenschaftler zuvor für einen solchen Prozess als ausreichend erachteten.

Die Neigung der Erdmagnetachse im Zeitraum vor 99 bis 96.000 Jahren (links) und das Diagramm der maximalen Verschiebung des Magnetpols des Planeten während dieses Zeitraums (rechts)
Die Neigung der Erdmagnetachse im Zeitraum vor 99 bis 96.000 Jahren (links) und das Diagramm der maximalen Verschiebung des Magnetpols des Planeten während dieses Zeitraums (rechts)

Die Neigung der Erdmagnetachse im Zeitraum vor 99 bis 96.000 Jahren (links) und das Diagramm der maximalen Verschiebung des Magnetpols des Planeten während dieses Zeitraums (rechts).

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Laut Geologen ermöglichten die erhaltenen Daten erstmals, die zeitlichen Eigenschaften geomagnetischer Exkursionen mit einer starken Änderung der Polarität des Erdmagnetfelds mit solcher Genauigkeit abzuschätzen. Die Autoren der Arbeit stellen fest, dass in Zeiten solcher Anomalien das Magnetfeld des Planeten immer geschwächt ist, wodurch kosmische Strahlung tiefer in die Atmosphäre eindringen kann. Die Ergebnisse der Arbeit zeigten, dass eine Änderung der magnetischen Polarität sehr schnell auftreten kann und in diesem Fall Satellitensysteme, die Biosphäre und die menschliche Gesellschaft beeinflusst.

Um die Dynamik des Erdmagnetfeldes genauer zu untersuchen, betreiben Wissenschaftler nicht nur geologische Forschung, sondern verwenden auch moderne Berechnungsmethoden. Mithilfe der Computermodellierung konnten Geologen zeigen, dass die Änderung der magnetischen Polarität unseres Planeten höchstwahrscheinlich auf den Einfluss von Dynamowellen im Kern zurückzuführen ist. Es ist interessant, dass bei der Untersuchung derart komplexer Probleme manchmal nicht nur moderne Ansätze zur Rettung kommen, sondern auch die Rituale von Menschen, die vor mehr als tausend Jahren auf der Erde lebten. Durch Messung der Magnetisierung von Sandpartikeln, die beim Anzünden von Rinderhürden im südlichen Afrika entstanden sind, haben Wissenschaftler das Bild der Verteilung des Erdmagnetfelds zwischen 1000 und 1600 n. Chr. Rekonstruiert.

Alexander Dubov

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