Магнитное поле Земли может перевернуться в течение жизни одного поколения

Магнитное поле Земли меняло направление силовых линий много раз на протяжении жизни планеты. Как и стержневой магнит, оно сохраняет интенсивность в течение тысяч или даже миллионов лет, но иногда, частично по неизвестным причинам, ослабевает, а также, по-видимому, раз в несколько тысяч лет меняет направление.

Перемагничивание является важным событием для нашей планеты – оно обусловлено конвекцией в ядре Земли. Долгое время учёные пытались найти геологические и биологические свидетельства катастрофы, связанной с этим явлением, но им это не удалось.


Современному миру такой разворот может весьма навредить, нанеся серьёзный ущерб электросетям и устройствам генерации токов, не говоря уже о магнитных приборах навигации, которые до сих пор используются во многих устройствах. Кроме того, магнитное поле Земли защищает всё живое от высокоэнергетических частиц, исходящих от Солнца, и космического излучения. И те, и другие могут вызвать генетические мутации, соответственно, ослабление или временная потеря поля могут значительно увеличить уровень заболеваемости раком. Опасность для жизни также увеличится, если развороту будут предшествовать длительные периоды неустойчивого магнитного поведения. Учёным ещё предстоит рассмотреть все возможные биологические последствия такого процесса.

Новое исследование, проведённое международной группой итальянских, французских и американских учёных, показало, что предыдущее перемагничивание 786 тысяч лет назад на самом деле произошло очень быстро, менее, чем за сто лет. То есть этот непростой процесс по длительности был сравним с человеческой жизнью.

"Перемагничивание произошло очень быстро, – говорит аспирант Кортни Спрейн (Courtney Sprain) из Калифорнийского университета в Беркли. – Обнаруженные нами палеомагнитные свидетельства очень хорошо сохранились. Это одна из лучших записей того, что происходит во время такого процесса".

Спрейн и её научный руководитель профессор Пол Ренне (Paul Renne), глава Центра геохронологии, выяснили, что интенсивность магнитного поля Земли в настоящее время уменьшается в 10 раз быстрее, чем обычно. Опираясь на эти сведения, некоторые геофизики предсказывают разворот полюсов в течение ближайших нескольких тысяч лет.


Новое открытие основано на измерении магнитных свойств материалов, сохранившихся в слоях древних озёрных осадочных пород. Сегодня их можно найти в бассейне исчезнувшего озера Сульмона, расположено в Италии в Апеннинских горах восточнее Рима. Озёрные отложения чередуются со слоями пепла, так как озеро находилось в провинции, постоянно переживавшей извержения вулканов, например, Сабатини, Везувия и Альбанских гор.

Итальянские исследователи во главе с Леонардо Сагнотти (Leonardo Sagnotti) из Римского национального института геофизики и вулканологии измерили направление магнитного поля материалов, накопившихся на дне древнего озера.

Спрейн и Ренне использовали аргон-аргон датирование – метод, широко используемый для определения возраста горных пород. Так как озёрные отложения откладывались с постоянной скоростью в течение 10 тысяч лет, команде удалось интерполировать дату слоя, показав, что перемагничивание, получившее название рубеж Матуяма-Брюнес (Brunhes-Matuyama reversal), произошло примерно 786 тысяч лет назад. Эта дата является куда более точной, так как предыдущие исследования ставили границы между 770 и 795 тысячами лет назад.

Впрочем, самым невероятным результатом исследования оказалось другое. Следы перемагничивания были весьма незначительны, из чего геофизики сделали вывод, что переворачивание полюсов произошло очень быстро, менее чем за сотню лет.

"Мы не знаем, произойдёт ли следующее перемагничивание так же стремительно, – прокомментировал Ренне. – Но мы не можем исключить такой возможности".

Исследователи надеются, что открытие поможет им понять, как и почему магнитное поле Земли иногда меняет полярность. Сейчас можно сказать, что развороту полюсов на 180 градусов предшествовал период нестабильности, который длился более 6 тысяч лет. Он состоял из двух интервалов падения интенсивности магнитного поля по 2000 лет каждый. Быстрые изменения в ориентации поля, возможно, произошли в течение первого интервала, а полный разворот магнитной полярности (окончательный) – в конце последнего интервала низкой интенсивности.