Geologové objevili, že ve velmi krátké době se mohou vyskytnout výrazné změny v polaritě zemského magnetického pole - stačí jen století a půl, aby se póly otočily o více než 100 stupňů. Vědci k tomuto závěru dospěli v důsledku radioizotopové a paleomagnetické analýzy stalagmitů asi 100 tisíc let starých, nalezených v jedné z jeskyní v jižní Číně. Kromě toho může takový rychlý přechod být začátkem dlouhého období geodynamické anomálie, ve které magnetické pole Země mění svůj směr poměrně často a rychle v průběhu tisíciletí, vědci píší ve sborníku Národní akademie věd.
Na začátku 20. století geologové objevili, že jižní a severní magnetické póly Země se během života naší planety několikrát měnily. Proces změny pólů je stochastické povahy, a proto nemá výrazné období - mezi dvěma po sobě jdoucími změnami pozic může nastat několik desítek tisíciletí i několik milionů let. Současně, během života člověka na Zemi, k takové inverzi nikdy nedošlo.
Předpokládá se, že poslední z těchto otřesů nastal asi před 773 tisíci lety, ale poté tzv. „Geomagnetické exkurze“- období nestability magnetického pole, ve kterých se směr magnetického pole dočasně otáčí o úhel 60 až 180 stupňů, po kterém poměrně rychle se vrátí do původní polohy. Intenzita pole během takových událostí v některých oblastech může být snížena na téměř nulu. Stejně jako v případě úplné inverze magnetického pole jsou tato období nestability spojena s turbulentními procesy probíhajícími ve skořápce tekutého kovu jádra Země, ale dosud nebylo navrženo jednoznačné vysvětlení tohoto účinku.
Podrobněji studovat procesy, které se vyskytují během takové geomagnetické exkurze, navrhli geologové z Tchaj-wanu, Číny a Austrálie vedeni Chuan-Chou Shenem z Národní tchajwanské univerzity studovat stalagmity z jeskyně Sanxing v jižní Číně.
Poloha jeskyně Sanxing, kde byly sbírány stalagmity pro paleomagnetický výzkum, a zkoumány fotografie dvou stalagmitů.
Analýza obsahu izotopů uranu a thoria v stalagmitech umožnila datování vzorků s přesností 10 let: ukázalo se, že věk hornin je od 91 do 107 tisíc let. Další paleomagnetické studie ukázaly, že během tohoto intervalu bylo na Zemi pozorováno poměrně velké množství magnetodynamických anomálií, ve kterých se trvání a frekvence velmi lišily. Amplituda obrácení magnetického pole během tohoto období někdy překročila 100 stupňů, zatímco tyto rotace vykazovaly výraznou asymetrii - vzhledem k normálnímu směru, polarita ve východní polokouli rotovala hlavně na jih a východ.
Ukázalo se, že pokud v období před 92 až 98 tisíci lety se některá období anomálií protahovala o tisíciletí, pak před 103 až 106 tisíci lety, doba trvání geomagnetických exkurzí byla o něco kratší - několik století. Vědci také dokázali změřit dobu obrácení magnetického pole. Ukázalo se, že magnetické pole Země trvalo jen asi 144 let, než se otočilo o sto stupňů - to je mnohem méně než doba, kterou vědci dříve považovali za dostatečný pro takový proces.
Sklon zemské magnetické osy v období před 99 až 96 tisíci lety (vlevo) a diagram maximálního posunutí magnetického pole planety během tohoto období (vpravo).
Propagační video:
Podle geologů data, která získala, umožnila poprvé s takovou přesností odhadnout časové charakteristiky geomagnetických exkurzí s prudkou změnou polarity zemského magnetického pole. Autoři práce poznamenávají, že v obdobích takových anomálií je magnetické pole planety vždy oslabeno, díky čemuž může kosmické záření proniknout hlouběji do atmosféry. Výsledky práce ukázaly, že ke změně magnetické polarity může dojít velmi rychle, a pokud k tomu dojde, ovlivní to satelitní systémy, biosféru a lidskou společnost.
Vědci provádějí nejen geologický výzkum, ale také používají moderní výpočetní metody, aby přesněji studovali dynamiku zemského magnetického pole. S pomocí počítačového modelování tak geologové dokázali ukázat, že ke změně magnetické polarity naší planety dochází s největší pravděpodobností v důsledku dopadu dynamických vln uvnitř jádra. Je zajímavé, že při studiu takových složitých problémů někdy k záchraně přicházejí nejen moderní přístupy, ale také rituály lidí, kteří na Zemi žili před více než tisíci lety. Vědci tedy změřením magnetizace částic písku, které se vytvořily při požáru na korály skotu v jižní Africe, rekonstruovali obraz distribuce magnetického pole Země v letech 1000 - 1600 nl.
Alexander Dubov