1950ndatel salvestasid ookeanilaevad uurimislaevade põhjal mõistatuslikke andmeid magnetism ookeani põhjast. Tehti kindlaks, et ookeanipõhja kivimil olid manustatud raudoksiidide ribad, mis osutasid vahelduvalt geograafilise põhja ja geograafilise lõuna poole. See polnud esimene kord, kui sellised segased tõendid leiti. 20. sajandi alguses geoloogid olid mõned leidnud vulkaaniline kivim magnetiseeriti ootustele vastupidisel viisil. Kuid 1950. aastate ulatuslikud andmed ajendasid laialdast uurimist ja 1963. aastaks pakuti välja teooria maakera magnetvälja ümberpööramise kohta. Sellest ajast alates on see olnud maateaduse põhialus.
Kuidas luuakse Maa magnetväli
Arvatakse, et maakera magnetilisus on loodud vedela välimise pinna aeglaste liikumiste abil tuum planeedi, mis koosneb suuresti rauast, põhjustatud maa pöörlemisest. Kui generaatori mähise pöörlemine loob magnetvälja, tekitab maa vedela välimise südamiku pöörlemine nõrga elektromagnetilise välja. See magnetväli ulatub kosmosesse ja aitab päikesetuult päikese eest ära suunata. Maa magnetvälja tekitamine on pidev, kuid muutuv protsess. Magnetvälja intensiivsus muutub sageli ja magnetiliste pooluste täpne asukoht võib triivida. Tõeline magnetiline põhjaosa ei vasta alati geograafilisele põhjapoolusele. Samuti võib see põhjustada Maa kogu magnetvälja polaarsuse täieliku ümberpööramise.
Kuidas me saame magnetvälja muutusi mõõta
Vedel laava, mis kivistub kivimiks, sisaldab raudoksiidide teri, mis reageerivad maakera tahkumisel maakera magnetväljale suunates magnetilise pooluse poole. Seega on need terad püsivad andmed maakera magnetvälja asukoha kohta kivimi moodustumise ajal. Kuna ookeanipõhjale moodustub uus koorik, tahkub uus koorik selle raudoksiidi osakestega, mis toimivad nagu miniatuursed kompassinõelad, osutades kuhu iganes magnetiline põhjasuund on. Ookeani põhjast pärit laavaproove uurinud teadlased nägid, et raudoksiidi osakesed osutasid ootamatutesse suundadesse, kuid selleks, et aru saada, mida see tähendas, pidid nad teadma, millal kivid tekkisid ja kus nad asusid ajal, mil nad vedelikust tahkusid laava.
Kivimi radiomeetrilise analüüsi abil dateerimise meetod on olnud kättesaadav alates 20. sajandi algusest, nii et see oli piisavalt lihtne, et leida kivist leitud kiviproovide vanus ookeani põhi.
Kuid oli ka teada, et ookeani põhjapõhi liigub ja levib aja jooksul ning alles 1963. aastal ühendati kivimite vananemise teave teabega sellest, kuidas ookeanipõhi levib, et saada lõplik arusaam sellest, kuhu need raudoksiidi osakesed osutasid ajal, mil laava tahkus kalju.
Ulatuslik analüüs näitab nüüd, et maa magnetväli on viimase 100 miljoni aasta jooksul pöördunud umbes 170 korda. Teadlased jätkavad andmete hindamist ja selle üle, kui pikad need perioodid on, on palju erimeelsusi - kas magnetiline polaarsus püsib ja kas ümberpööramised toimuvad etteaimatava intervalliga või on ebaregulaarsed ja ootamatu.
Mis on selle põhjused ja tagajärjed?
Teadlased ei tea tegelikult, mis põhjustab magnetvälja tagasipööramist, ehkki nad on dubleerinud nähtus sulametallidega tehtavates laboratoorsetes katsetes, mis samuti muudab spontaanselt nende suunda magnetväljad. Mõne teoreetiku arvates võivad magnetvälja ümberpööramised olla põhjustatud käegakatsutavatest sündmustest, näiteks tektooniline plaat suurte meteooride või asteroidide kokkupõrked või kokkupõrked, kuid teised panevad selle teooria ümber. On teada, et magnetilise pöördumiseni välja välja tugevus väheneb ja kuna meie tugevus on väiksem praegune magnetväli on nüüd pidevas languses, usuvad mõned teadlased, et umbes 2000-ga näeme veel ühte magnetvälja pöördumist aastatel.
Kui, nagu mõned teadlased viitavad, on mingi periood, mille jooksul enne ümberpööramist ei esine üldse magnetvälja, pole mõju planeedile hästi mõistetav. Mõni teoreetik soovitab, et magnetvälja puudumine avab maapinna ohtlikule päikesekiirgus see võib viia elu globaalse väljasuremiseni. Selle kinnitamiseks pole aga praegu olemas fossiilide registris statistilist korrelatsiooni. Viimane pöördumine toimus umbes 780 000 aastat tagasi ja puuduvad tõendid selle kohta, et sel ajal oli massiline liikide väljasuremine. Teised teadlased väidavad, et magnetväli ei kao ümberpööramise ajal, vaid lihtsalt kasvab mõneks ajaks nõrgemaks.
Ehkki meil on selle üle vaja imestada vähemalt 2000 aastat, kui tänapäeval toimuks pöördumine, oleks üheks ilmseks tagajärjeks massisüsteemide häirimine. Päikesetormid võivad mõjutada paljuski satelliit ja raadiosignaalide korral oleks magnetvälja ümberpööramisel sama efekt, ehkki palju selgemalt.