I geologi hanno scoperto che forti cambiamenti nella polarità del campo magnetico terrestre possono verificarsi in un tempo molto breve: solo un secolo e mezzo è sufficiente perché i poli ruotino di oltre 100 gradi. Gli scienziati sono giunti a questa conclusione a seguito di analisi radioisotopiche e paleomagnetiche di stalagmiti di circa 100 mila anni, trovate in una delle grotte nel sud della Cina. Inoltre, una transizione così rapida potrebbe essere l'inizio di un lungo periodo di anomalia geodinamica, in cui il campo magnetico terrestre cambia direzione abbastanza spesso e rapidamente nel corso di un millennio, scrivono gli scienziati negli Atti della National Academy of Sciences.
All'inizio del XX secolo, i geologi hanno scoperto che i poli magnetici sud e nord della Terra hanno cambiato posizione più volte durante la vita del nostro pianeta. Il processo di cambiamento dei poli è di natura stocastica e quindi non ha un periodo pronunciato: tra due successivi cambi di posizione possono verificarsi sia diverse decine di millenni che diversi milioni di anni. Allo stesso tempo, durante la vita di una persona sulla Terra, una tale inversione non è mai avvenuta.
Si ritiene che l'ultimo di questi sconvolgimenti sia avvenuto circa 773 mila anni fa, ma dopo di ciò le cosiddette "escursioni geomagnetiche" - periodi di instabilità del campo magnetico, in cui la direzione del campo magnetico ruota temporaneamente di un angolo da 60 a 180 gradi, dopo di che abbastanza rapidamente ritorna alla sua posizione originale. L'intensità del campo durante tali eventi in alcune aree può essere ridotta quasi a zero. Come nel caso della completa inversione del campo magnetico, questi periodi di instabilità sono associati a processi turbolenti che si verificano nel guscio di metallo liquido del nucleo terrestre, ma non è stata ancora proposta una spiegazione univoca per questo effetto.
Per studiare più in dettaglio i processi che si verificano durante tale escursione geomagnetica, i geologi di Taiwan, Cina e Australia, guidati da Chuan-Chou Shen della National Taiwan University, hanno proposto di studiare le stalagmiti della Grotta di Sanxing nel sud della Cina.
Posizione della grotta di Sanxing, dove sono state raccolte le stalagmiti per la ricerca paleomagnetica, e sono state esaminate le fotografie di due stalagmiti.
L'analisi del contenuto di isotopi di uranio e torio nelle stalagmiti ha permesso di datare i campioni con una precisione di 10 anni: si è scoperto che l'età delle rocce è compresa tra 91 e 107 mila anni. Ulteriori studi paleomagnetici hanno dimostrato che durante questo intervallo sulla Terra è stato osservato un numero abbastanza elevato di anomalie magnetodinamiche, in cui la durata e la frequenza variavano notevolmente. L'ampiezza dell'inversione del campo magnetico durante questo periodo a volte superava i 100 gradi, mentre queste rotazioni mostravano un'asimmetria pronunciata - rispetto alla direzione normale, la polarità nell'emisfero orientale ruotava principalmente verso sud e verso est.
Si è scoperto che se nel periodo da 92 a 98 mila anni fa, alcuni periodi di anomalie si estendevano per millenni, allora 103-106 mila anni fa la durata delle escursioni geomagnetiche era leggermente inferiore - diversi secoli. Gli scienziati sono anche riusciti a misurare la durata dell'inversione del campo magnetico. Si è scoperto che il campo magnetico terrestre ha impiegato solo circa 144 anni per girare di cento gradi - questo è molto meno del tempo che gli scienziati precedentemente consideravano sufficiente per un tale processo.
L'inclinazione dell'asse magnetico terrestre nel periodo da 99 a 96 mila anni fa (a sinistra) e il diagramma dello spostamento massimo del polo magnetico del pianeta durante questo periodo (a destra).
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Secondo i geologi, i dati ottenuti hanno permesso per la prima volta di stimare con tale precisione le caratteristiche temporali delle escursioni geomagnetiche con un brusco cambiamento nella polarità del campo magnetico terrestre. Gli autori del lavoro notano che durante periodi di tali anomalie, il campo magnetico del pianeta è sempre indebolito, a causa del quale la radiazione cosmica può penetrare più in profondità nell'atmosfera. I risultati del lavoro hanno mostrato che un cambiamento nella polarità magnetica può avvenire molto rapidamente e, se ciò accade, influenzerà i sistemi satellitari, la biosfera e la società umana.
Per studiare in modo più accurato la dinamica del campo magnetico terrestre, gli scienziati conducono non solo ricerche geologiche, ma utilizzano anche metodi computazionali moderni. Quindi, con l'aiuto della modellazione al computer, i geologi sono stati in grado di dimostrare che il cambiamento nella polarità magnetica del nostro pianeta, molto probabilmente, si verifica a seguito dell'impatto delle onde della dinamo all'interno del nucleo. È interessante notare che a volte, quando si studiano problemi così complessi, non solo gli approcci moderni vengono in soccorso, ma anche i rituali delle persone che vivevano sulla Terra più di mille anni fa. Quindi, misurando la magnetizzazione delle particelle di sabbia che si sono formate durante l'incendio ai recinti di bestiame nell'Africa meridionale, gli scienziati hanno ricostruito un'immagine della distribuzione del campo magnetico terrestre nel 1000-1600 d. C.
Alexander Dubov
