(alxpin/E+/Getty Images) Alle 200.000 bis 300.000 Jahre kehren sich die Magnetpole der Erde um. Was einst der Nordpol war, wird zum Süden und umgekehrt. Es ist eine Zeit des unsichtbaren Umbruchs.
Die letzte Trendwende war ungewöhnlich, weil sie schon so lange her ist. Aus irgendeinem Grund sind die Pole seit etwa einer dreiviertel Million Jahren so ausgerichtet, wie sie jetzt sind. Eine neue Studie hat einige Details dieser Umkehr enthüllt.
Die Untersuchung des Erdmagnetfeldes wird genannt Paläomagnetismus . Dabei geht es um die Untersuchung von Gesteinen und Sedimenten sowie manchmal auch von archäologischen Materialien. Einst geschmolzene Gesteine behalten beim Erstarren eine Aufzeichnung des Erdmagnetfelds.
Das verwandte Gebiet von Magnetostratigraphie untersucht die Aufzeichnung der geomagnetischen Umkehrungen, die in diesen Gesteinen enthalten sind. Durch die Datierung der Gesteine können Forscher eine Zeitleiste der Umkehrungen der Erde erstellen.
Die letzte Umkehr wird als bezeichnet Matuyama-Brunhes geomagnetische Umkehrung nach den Mitentdeckern: Bernard Brunhes, ein französischer Geophysiker, und Motonori Matuyama, ein japanischer Geophysiker. Im Laufe der Jahre seit seiner Entdeckung haben Forscher versucht, genau zu verstehen, wann es geschah und wie lange es gedauert hat.
Diese neue Studie trägt den Titel „ Eine vollständige Sequenz der geomagnetischen Umkehrung Matuyama-Brunhes im Verbundabschnitt Chiba, Zentraljapan .' Der Hauptautor ist Yuki Haneda, Projektforscherin am National Institute of Polar Research und Postdoktorandin am National Institute of Advanced Industrial Science and Technology in Japan.
Der Artikel wird in der Zeitschrift veröffentlicht Fortschritte in der Erd- und Planetenwissenschaft .
Lavaströme sind ein zuverlässiger Indikator für die Ausrichtung der Magnetpole der Erde zum Zeitpunkt der Erstarrung der Lava. Aber was sie nicht bieten können, ist ein Zeitplan. Es sind eher Momentaufnahmen, die einen Moment einfrieren.
Lavaströme sind sehr hilfreich, wenn es darum geht, das Erdmagnetfeld zum Zeitpunkt der Erstarrung zu verstehen. „Allerdings können Lavasequenzen aufgrund der Natur sporadischer Eruptionen keine kontinuierlichen paläomagnetischen Aufzeichnungen liefern“, sagte Hauptautor Haneda in einem Pressemitteilung .
Eine bessere Aufzeichnung findet sich in einigen Sedimentablagerungen, die sich über einen längeren Zeitraum bilden können. Eine dieser Lagerstätten wird Chiba-Verbundabschnitt genannt. Es liegt in Japan und Geophysiker halten es für eine sehr detaillierte Aufzeichnung der Matuyama-Brunhes-Umkehr.
„In dieser Studie haben wir neue Proben gesammelt und paläo- und gesteinsmagnetische Analysen von Proben aus dem Chiba-Verbundabschnitt, einer kontinuierlichen und ausgedehnten Meeresfolge in Zentraljapan, durchgeführt, um die vollständige Abfolge der geomagnetischen Umkehrung Matuyama-Brunhes zu rekonstruieren.“ sagte Haneda.
Laut Haneda wird allgemein davon ausgegangen, dass der zusammengesetzte Chiba-Abschnitt die detaillierteste marine Sedimentaufzeichnung der geomagnetischen Umkehrung Matuyama-Brunhes enthält.
Es dient als internationaler Standard für die untere Grenze der Unterserien des Mittelpleistozäns und Chibanische Bühne - Wann Ein weiser Mann entstand als Art.
Der Chiba-Verbundabschnitt zeichnet sich durch gut erhaltene Pollen sowie marine Mikro- und Makrofossilien aus. Es enthält auch Tephra-Betten. Tephra ist ein fragmentiertes Material, das bei Vulkanausbrüchen entsteht und normalerweise als Vulkanasche bezeichnet wird.
Alles in allem bietet Chiba den zuverlässigsten chronostratigraphischen Rahmen für den Zeitraum um die Brunhes-Matuyama-Umkehr.
Was sie herausfanden, widerspricht dem, was andere Studien aufgedeckt haben, insbesondere wenn es darum geht, wie lange es gedauert hat, bis die Umkehr eintrat. Einige Studien deuten darauf hin, dass es mehrere tausend Jahre gedauert hat, während eine andere darauf hindeutet, dass die Umkehrung innerhalb eines Menschenlebens vollzogen wurde.
Die unterschiedlichen Zeitschätzungen hängen weitgehend davon ab, wo auf der Erde die Forscher ihre Beweise sammeln. Diese auf dem Chiba-Kompositabschnitt basierende Studie besagt, dass es etwa 20.000 Jahre gedauert hat, einschließlich einer 10.000-jährigen Instabilitätsperiode, die zur Umkehrung führte.
„Unsere Daten gehören zu den detailliertesten paläomagnetischen Aufzeichnungen während der geomagnetischen Umkehrung Matuyama-Brunhes und bieten tiefe Einblicke in den Mechanismus der geomagnetischen Umkehrung“, sagte Haneda.
Die marinen Mikrofossilien und Pollen, die im Chiba-Kompositabschnitt gefunden wurden, enthalten ebenfalls Hinweise auf die magnetische Umkehrung. Als nächstes wird das Forscherteam Fossilien und Pollen untersuchen, um mehr darüber zu erfahren.
Diese Abbildung aus der Studie zeigt die Lage des Untersuchungsgebiets auf der japanischen Boso-Halbinsel. (Haneda et al., 2020)
Die Frage, die sich über die geomagnetischen Umkehrungen der Erde stellt, lautet: „Welche Auswirkungen haben sie?“ Das liegt außerhalb des Rahmens dieser Studie, steht aber im Mittelpunkt anderer Forschung.
Einige Forscher haben sich gefragt, ob magnetische Umkehrungen dazu beigetragen haben Klimawandel . Obwohl die Beweise noch lange nicht vollständig sind, haben einige Wissenschaftler dargelegt, welche Rolle Umkehrungen spielen könnten.
Im Jahr 2006 hielt ein Forscherteam auf der Herbsttagung der American Geophysical Union einen Vortrag mit dem Titel „ Beeinflusst das Erdmagnetfeld das Klima? '
Als das Team die anerkannten Ursachen des Klimawandels auf der Erde erwähnte, sagte es: „Magnetismus wurde selten angeführt, und Beweise für Zusammenhänge zwischen Klima und Magnetfeldschwankungen haben wenig Beachtung gefunden.“
„Das faszinierendste Merkmal sind möglicherweise die kürzlich vorgeschlagenen archäomagnetischen Stöße.“ Diese scheinen mit bedeutenden klimatischen Ereignissen zu korrelieren.'
Archäomagnetische Stöße sind schnelle Veränderungen im Erdmagnetfeld, die eher lokal als global sind. Während es nur einen Zusammenhang zwischen ihnen und dem Klima gibt, könnte eines Tages ein kausaler Zusammenhang hergestellt werden. Könnte es auch einen kausalen Zusammenhang zwischen magnetischen Umkehrungen und dem Klima geben?
Die Wirkung, die magnetische Umkehrungen auf Tiere haben, ist ebenfalls eine faszinierende und offene Frage. Viele Tiere unternehmen lange Wanderreisen. Wale, Vögel und Meeresschildkröten zum Beispiel.
Und es gibt Hinweise darauf, dass einige wandernde Arten zur Navigation auf das Erdmagnetfeld angewiesen sind. Das Phänomen heißt Magnetorezeption .
Wie wirken sich geomagnetische Umkehrungen auf Lebewesen aus, die auf Magnetorezeption angewiesen sind?
Bei einer Umkehrung tauschen nicht nur die Magnetpole ihre Plätze, sondern auch die Feldstärke sinkt. Am Äquator kann es auch temporäre Pole oder sogar mehrere temporäre Pole geben. Die Pole können auch wandern, ihre ursprüngliche Position verlassen und zurückkehren, bevor sie schließlich vollständig wechseln.
Es ist nicht klar, welche Auswirkungen eine Umkehrung auf Tiere hat. Aber es gibt einige Beweise dafür Sonnenstürme , mit all ihrer magnetischen Aktivität, schaffen können Verwirrung für wandernde Wale und treibt sie möglicherweise sogar selbst an den Strand.
Bei einer Umkehrung verringert sich die Schutzwirkung des Erdmagnetfeldes. Während einer Umkehrung könnte mehr Sonnenstrahlung die Erdoberfläche erreichen, was Tiere wie Wale auf die gleiche Weise in Gefahr bringen könnte Sonnensturm könnte. Die Beweise dafür sind jedoch nicht eindeutig.
Auf jeden Fall hat das Leben auf der Erde viele geomagnetische Umkehrungen überstanden, und es gedeiht immer noch. Der moderne Mensch ist noch nicht damit konfrontiert, daher wird es sehr lehrreich sein, die nächste zu beobachten.
Die wahrscheinlichsten Auswirkungen werden sich auf unsere Energie- und Kommunikationssysteme, einschließlich Satelliten, auswirken. Wenn das globale Magnetfeld schwächer wird, kann mehr Sonnenstrahlung durchdringen. Wir wissen es aus Dingen wie dem Carrington-Ereignis dass dieses Szenario sehr schädlich sein kann.
Auch wenn diese Studie nicht alle diese Fragen beantworten kann, trägt sie doch zu unserem Verständnis der vorherigen Wende bei.
„Unsere Ergebnisse liefern eine detaillierte und erweiterte Sedimentaufzeichnung der geomagnetischen M-B-Umkehr und liefern wertvolle neue Informationen zum besseren Verständnis der Mechanismen und Dynamik der geomagnetischen Umkehr“, schließen die Autoren.
Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht von Universum heute . Lies das originaler Artikel .