Почему магнитное поле Земли может измениться быстрее, чем мы думали

Почему магнитное поле Земли может измениться быстрее, чем мы думали
Давно было загадкой, как быстро меняется магнитное поле Земли.
Андрей В.П. / Shutterstock

Магнитное поле Земли, создаваемое на 3,000 км ниже наших ног в жидком железном ядре, имеет решающее значение для жизни на нашей планете. Он распространяется в космос, окутывая нас электромагнитным покрывалом, которое защищает атмосферу и спутники от солнечного излучения.

Все же магнитное поле постоянно меняющийся и в его силе и направлении и претерпел некоторые драматические изменения в прошлом. Это включает загадочные инверсии магнитных полюсовс южным полюсом становится северным полюсом и наоборот.

Давний вопрос был в том, как быстро поле может измениться. Наше новое исследование, опубликованной в Nature CommunicationsРаскрыл некоторые ответы.

Быстрые изменения магнитного поля представляют большой интерес, поскольку они представляют собой наиболее экстремальное поведение океана расплавленного железа в жидком ядре. Связывая наблюдаемые изменения с основными процессами, мы можем узнать важную информацию о недоступном в противном случае районе нашей планеты.

Исторически самые быстрые изменения в магнитном поле Земли были связанный с разворотами, которые происходят с нерегулярными интервалами несколько раз в миллион лет. Но мы обнаружили полевые изменения, которые намного быстрее и новее, чем любые данные, связанные с реальными изменениями.

Магнитное обращение. (почему магнитное поле Земли может измениться быстрее, чем мы думали)
Магнитное обращение.
NASA.

В настоящее время спутники помогают отслеживать изменения в поле как в пространстве, так и во времени, дополненные навигационными записями и наземными обсерваториями. Эта информация показывает, что изменения в современной области довольно обременительны, около одной десятой градуса в год. Но, хотя мы знаем, что поле существовало как минимум 3.5 миллиарда летМы не знаем много о его поведении до 400 лет назад.


Получите последние новости от InnerSelf


Чтобы отследить древнее поле, ученые анализируют магнетизм, зафиксированный осадками, потоками лавы и искусственными артефактами. Это потому, что эти материалы содержат микроскопические магнитные зерна, которые записывают сигнатуру поля Земли в то время, когда они охлаждались (для лав) или добавлялись к суше (для отложений). Записи осадков из центральной Италии во время последнего изменения полярности почти 800,000 XNUMX лет назад предложить относительно быстрые изменения поля достижение одного градуса в год.

Такие измерения, однако, являются чрезвычайно сложными, с результатами все еще обсуждается, Например, существуют неопределенности в процессе, благодаря которому отложения приобретают магнетизм.

Улучшенные измерения

Наше исследование использует другой подход с использованием компьютерных моделей, основанных на физике процесса генерации поля. Это сочетается с недавно опубликованной реконструкцией глобальных вариаций магнитного поля Земли, охватывающих последние 100,000 XNUMX лет, на основе компиляции измерений от отложений, лав и артефактов.

Это показывает, что изменения в направлении магнитного поля Земли достигли скоростей, которые достигают десяти градусов в год - в десять раз больше, чем самые быстрые из зарегистрированных в настоящее время изменений.

Самые быстрые наблюдаемые изменения в направлении геомагнитного поля произошли около 39,000 XNUMX лет назад. Этот сдвиг был связан с локально слабым полем в ограниченном регионе недалеко от западного побережья Центральной Америки. Событие последовало за глобальнымЭкскурсия в Лашамп»-« неудачное изменение »магнитного поля Земли около 41,000 XNUMX лет назад, когда магнитные полюса ненадолго отошли от географических полюсов, прежде чем вернуться.

Самые быстрые изменения, по-видимому, связаны с локальным ослаблением магнитного поля. Наша модель предполагает, что это вызвано движением пятен интенсивного магнитного поля по поверхности жидкого ядра. Эти пятна более распространены в более низких широтах, что говорит о том, что будущие поиски быстрых изменений направления должны быть сосредоточены на этих областях.

Влияние общества

Изменения в магнитном поле, такие как изменения, вероятно, не представляют угрозы для жизни. Людям удалось пережить драматическую экскурсию Лашампа. Сегодня угроза в основном заключается в нашей зависимости от электронной инфраструктуры. События космической погоды, такие как геомагнитные бури, возникающие в результате взаимодействия между магнитным полем и входящей солнечной радиацией, могут нарушить спутниковую связь, GPS и электрические сети.

Это вызывает беспокойство - экономические издержки распада энергосистемы США из-за космической погоды был оценен в около одного триллиона долларов. Угроза достаточно серьезна для того, чтобы космическая погода выглядела как высокий приоритет в национальном реестре рисков Великобритании.

События в космической погоде, как правило, более распространены в регионах, где магнитное поле слабое - что-то, что мы знаем, может произойти, когда поле быстро меняется. К сожалению, компьютерное моделирование предполагает, что изменения направления возникают после того, как напряженность поля начинает ослабевать, а это означает, что мы не можем предсказать провалы в напряженности поля, просто следя за направлением поля. Дальнейшая работа с использованием более продвинутых симуляций может пролить больше света на эту проблему.

Есть ли еще быстрые изменения в магнитном поле? Это очень сложно ответить. Самые быстрые изменения - это также самые редкие события: например, изменения, выявленные вокруг экскурсии Лашампа, более чем в два раза быстрее, чем любые другие изменения, произошедшие за последние 100,000 XNUMX лет.

Это мешает ученым прогнозировать быстрые изменения - это «события черного лебедя», которые становятся неожиданностью и оказывают большое влияние. Одним из возможных путей продвижения вперед является использование основанных на физике моделей поведения поля как части прогноза.

Нам еще многое предстоит узнать о «ограничении скорости» магнитного поля Земли. Быстрые изменения еще не наблюдались непосредственно во время изменения полярности, но их следует ожидать, так как считается, что в это время поле становится глобально слабым.Беседа

Об авторе

Кристофер Дэвис, доцент, Университет Лидса

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

Книги по этой теме

Человеческий рой: как наши общества возникают, процветают и падают

Марк У. Моффет
0465055680Если шимпанзе зайдет на территорию другой группы, он почти наверняка будет убит. Но житель Нью-Йорка может прилететь в Лос-Анджелес - или на Борнео - без особого страха. Психологи мало что объяснили: в течение многих лет они считали, что наша биология устанавливает жесткий верхний предел - для людей из 150 - размера наших социальных групп. Но человеческие общества на самом деле значительно больше. Как нам удается - по большому счету - ладить друг с другом? В этой потрясающей парадигму книге биолог Марк Моффетт использует результаты психологии, социологии и антропологии для объяснения социальных адаптаций, которые связывают общества. Он исследует, как противоречие между идентичностью и анонимностью определяет, как общества развиваются, функционируют и терпят неудачу. Превосходя Оружие, микробы и сталь и Sapiens, Человеческий Рой раскрывает, как человечество создало огромные цивилизации непревзойденной сложности - и что нужно для их поддержания. Доступно на Amazon

Окружающая среда: наука за историями

Джей Х. Синготт, Мэттью Лапосата
0134204883Окружающая среда: наука за историями является бестселлером вводного курса по науке об окружающей среде, известного своим дружественным для студентов стилем повествования, интеграцией реальных историй и тематических исследований, а также представлением новейших научных и исследовательских работ. 6th издание предоставляет новые возможности, чтобы помочь учащимся увидеть связи между интегрированными тематическими исследованиями и наукой в ​​каждой главе, и предоставляет им возможность применять научный процесс к проблемам окружающей среды. Доступно на Amazon

Возможная планета: руководство по более устойчивой жизни

Кен Крус
0995847045Вы обеспокоены состоянием нашей планеты и надеетесь, что правительства и корпорации найдут устойчивый способ для нас жить? Если вы не думаете об этом слишком усердно, это может сработать, но так ли это? Оставшись в одиночестве, с драйверами популярности и прибыли, я не слишком уверен, что так и будет. Недостающая часть этого уравнения - ты и я. Люди, которые считают, что корпорации и правительства могут добиться большего успеха. Люди, которые считают, что благодаря действию мы можем выиграть немного больше времени для разработки и реализации решений наших критических проблем. Доступно на Amazon

От издателя:
Покупки на Amazon идут, чтобы покрыть стоимость привлечения вас InnerSelf.com, MightyNatural.com, и ClimateImpactNews.com бесплатно и без рекламодателей, которые отслеживают ваши привычки просмотра. Даже если вы нажмете на ссылку, но не купите эти выбранные продукты, все остальное, что вы купите в этом же посещении Amazon, платит нам небольшую комиссию. Никаких дополнительных затрат для вас нет, поэтому, пожалуйста, внесите свой вклад. Вы также можете пройдите по этой ссылке использовать в Amazon в любое время, чтобы вы могли помочь поддержать наши усилия.

enafarZH-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

Следуйте за InnerSelf

facebook-значокTwitter-значокНовости-значок

Получить последнее по электронной почте

{Emailcloak = выкл}

ВНУТРЕННИЕ ГОЛОСЫ

САМОЕ ЧИТАЕМОЕ

Что вы хотите?
Что вы хотите?
by Мари Т. Рассел, Внутренний
Почему сон так важен для похудения
Почему сон так важен для похудения
by Эмма Суини и Ян Уолш

ОТ РЕДАКТОРОВ

Информационный бюллетень InnerSelf: сентябрь 6, 2020
by InnerSelf персонала
Мы видим жизнь через призму нашего восприятия. Стивен Р. Кови писал: «Мы видим мир не таким, каков он есть, а такими, какие мы есть ──или так, как мы привыкли его видеть». Итак, на этой неделе мы рассмотрим некоторые…
InnerSelf Newsletter: август 30, 2020
by InnerSelf персонала
Дороги, по которым мы путешествуем сегодня, стары как времена, но для нас они новы. Переживания, которые мы переживаем, стары как времена, но они также новы для нас. То же самое и с…
Когда правда настолько ужасна, что причиняет боль, действуйте
by Мария Т. Рассел, InnerSelf.com
Среди всех ужасов, происходящих в наши дни, меня вдохновляют сияющие лучи надежды. Обычные люди, отстаивающие то, что правильно (и против того, что неправильно). Бейсболисты,…
Когда ты спиной к стене
by Мари Т. Рассел, Внутренний
Я люблю интернет. Теперь я знаю, что многие люди могут сказать об этом много плохого, но мне это нравится. Также как я люблю людей в моей жизни - они не идеальны, но я все равно их люблю.
InnerSelf Newsletter: август 23, 2020
by InnerSelf персонала
Все, наверное, согласятся, что мы живем в странные времена ... новые впечатления, новые взгляды, новые вызовы. Но нас можно воодушевить, вспомнив, что все всегда в движении, ...