Tại sao từ trường của trái đất có thể thay đổi nhanh hơn chúng ta nghĩ

Tại sao từ trường của trái đất có thể thay đổi nhanh hơn chúng ta nghĩ
Nó từ lâu đã là một bí ẩn về việc từ trường của Trái đất thay đổi nhanh như thế nào.
VP VP / Shutterstock

Từ trường của Trái đất, tạo ra 3,000km dưới chân chúng ta trong lõi sắt lỏng, cực kỳ quan trọng đối với sự sống trên hành tinh của chúng ta. Nó vươn ra ngoài không gian, bọc chúng ta trong một tấm chăn điện từ che chắn bầu khí quyển và vệ tinh khỏi bức xạ mặt trời.

Tuy nhiên, từ trường là thay đổi liên tục trong cả sức mạnh và hướng của nó và đã trải qua một số thay đổi mạnh mẽ trong quá khứ. Điêu nay bao gôm đảo ngược bí ẩn của các cực từ, với cực nam trở thành cực bắc và ngược lại.

Một câu hỏi đã có từ lâu là lĩnh vực này có thể thay đổi nhanh như thế nào. Nghiên cứu mới của chúng tôi, đăng trên tạp chí Nature Communications, đã phát hiện ra một số câu trả lời.

Sự thay đổi nhanh chóng của từ trường rất đáng quan tâm vì chúng đại diện cho hành vi cực đoan nhất của đại dương sắt nóng chảy trong lõi chất lỏng. Bằng cách buộc các thay đổi được quan sát vào các quy trình cốt lõi, chúng ta có thể tìm hiểu thông tin quan trọng về một khu vực không thể tiếp cận khác trên hành tinh của chúng ta.

Trong lịch sử, những thay đổi nhanh nhất trong từ trường của Trái đất là kết hợp với đảo ngược, xảy ra trong khoảng thời gian không đều một vài lần mỗi triệu năm. Nhưng chúng tôi đã phát hiện ra những thay đổi trường nhanh hơn và gần đây hơn bất kỳ dữ liệu nào liên quan đến đảo ngược thực tế.

Đảo ngược từ tính. (tại sao từ trường của Trái đất có thể thay đổi nhanh hơn chúng ta nghĩ)
Đảo ngược từ tính.
NASA

Ngày nay các vệ tinh giúp theo dõi những thay đổi trong lĩnh vực này trong cả không gian và thời gian, được bổ sung bởi các hồ sơ điều hướng và đài quan sát trên mặt đất. Thông tin này tiết lộ rằng những thay đổi trong lĩnh vực hiện đại là khá đáng suy ngẫm, khoảng một phần mười của một năm. Nhưng, trong khi chúng ta biết rằng lĩnh vực này đã tồn tại trong ít nhất 3.5 tỷ năm, chúng ta không biết nhiều về hành vi của nó trước 400 năm trước.


Nhận thông tin mới nhất từ ​​Nội tâm


Để theo dõi lĩnh vực cổ đại, các nhà khoa học phân tích từ tính được ghi lại bởi trầm tích, dòng dung nham và các đồ tạo tác do con người tạo ra. Đó là bởi vì những vật liệu này chứa các hạt từ tính siêu nhỏ ghi lại chữ ký của trường Trái đất tại thời điểm chúng nguội (đối với lavas) hoặc được thêm vào đất liền (đối với trầm tích). Các hồ sơ trầm tích từ miền trung Italy vào khoảng thời gian đảo cực cuối cùng gần 800,000 năm trước đề nghị thay đổi trường tương đối nhanh đạt một độ mỗi năm.

Các phép đo như vậy, tuy nhiên, vô cùng thách thức, với kết quả vẫn đang được tranh luận. Ví dụ, có những sự không chắc chắn trong quá trình mà trầm tích có được từ tính của chúng.

Cải thiện số đo

Nghiên cứu của chúng tôi có một cách tiếp cận khác bằng cách sử dụng các mô hình máy tính dựa trên vật lý của quá trình tạo trường. Điều này được kết hợp với việc tái cấu trúc các biến thể toàn cầu trong từ trường Trái đất được công bố gần đây trong 100,000 năm qua, dựa trên sự tổng hợp các phép đo từ trầm tích, lavas và đồ tạo tác.

Điều này cho thấy những thay đổi theo hướng từ trường của Trái đất đạt tới tốc độ lên tới mười độ mỗi năm - lớn hơn mười lần so với các biến thể được báo cáo nhanh nhất hiện nay.

Những thay đổi quan sát nhanh nhất theo hướng trường địa từ xảy ra khoảng 39,000 năm trước. Sự thay đổi này được liên kết với một lĩnh vực yếu tại địa phương trong một khu vực hạn chế ngay ngoài khơi bờ biển phía tây của Trung Mỹ. Sự kiện này diễn ra sau khi toàn cầuChuyến tham quan LaschampMột số người đã thất bại trong việc đảo ngược từ trường của Trái đất vào khoảng 41,000 năm trước, trong đó các cực từ đã di chuyển rất xa khỏi các cực địa lý trước khi quay trở lại.

Những thay đổi nhanh nhất dường như có liên quan đến sự suy yếu cục bộ của từ trường. Mô hình của chúng tôi cho thấy điều này được gây ra bởi sự di chuyển của các mảng từ trường cực mạnh trên bề mặt lõi chất lỏng. Các bản vá này phổ biến hơn ở các vĩ độ thấp hơn, cho thấy các tìm kiếm trong tương lai về các thay đổi nhanh chóng theo hướng nên tập trung vào các khu vực này.

Tác động của xã hội

Những thay đổi trong từ trường, chẳng hạn như đảo ngược, có thể không gây ra mối đe dọa cho cuộc sống. Con người đã xoay xở để sống qua chuyến tham quan Laschamp đầy kịch tính. Ngày nay, mối đe dọa chủ yếu là do sự phụ thuộc của chúng ta vào cơ sở hạ tầng điện tử. Các sự kiện thời tiết không gian như bão địa từ, phát sinh từ sự tương tác giữa từ trường và bức xạ mặt trời tới, có thể phá vỡ liên lạc vệ tinh, GPS và lưới điện.

Điều này thật rắc rối - chi phí kinh tế cho sự sụp đổ của lưới điện Hoa Kỳ do một sự kiện thời tiết không gian đã được ước tính tại khoảng một nghìn tỷ đô la. Mối đe dọa đủ nghiêm trọng để thời tiết không gian xuất hiện như một ưu tiên cao trên sổ đăng ký rủi ro quốc gia Vương quốc Anh.

Các sự kiện thời tiết không gian có xu hướng phổ biến hơn ở các khu vực nơi từ trường yếu - điều mà chúng ta biết có thể xảy ra khi trường thay đổi nhanh chóng. Thật không may, các mô phỏng trên máy tính cho thấy rằng các thay đổi hướng phát sinh sau khi cường độ trường bắt đầu suy yếu, có nghĩa là chúng ta không thể dự đoán mức giảm của cường độ trường bằng cách chỉ theo dõi hướng trường. Công việc trong tương lai sử dụng các mô phỏng tiên tiến hơn có thể làm sáng tỏ hơn về vấn đề này.

Là một sự thay đổi nhanh chóng trong từ trường trên đường của nó? Điều này rất khó trả lời. Những thay đổi nhanh nhất cũng là những sự kiện hiếm nhất: ví dụ, những thay đổi được xác định xung quanh chuyến tham quan Laschamp nhanh hơn hai lần so với bất kỳ thay đổi nào khác xảy ra trong 100,000 năm qua.

Điều này khiến các nhà khoa học gặp khó khăn trong việc dự đoán những thay đổi nhanh chóng - chúng là những sự kiện thiên nga đen của Hồi giáo gây bất ngờ và có tác động lớn. Một hướng đi khả thi là sử dụng các mô hình dựa trên vật lý về cách thức hoạt động của trường như là một phần của dự báo.

Chúng ta vẫn còn nhiều điều để tìm hiểu về giới hạn tốc độ của Tử vi từ trường Trái đất. Những thay đổi nhanh chóng chưa được quan sát trực tiếp trong quá trình đảo ngược cực, nhưng chúng nên được dự kiến ​​vì trường được cho là trở nên yếu toàn cầu vào thời điểm này.Conversation

Lưu ý

Christopher Davies, phó giáo sư, Đại học Leeds

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.

Sách liên quan

The Swarm Human: Làm thế nào các xã hội của chúng ta phát sinh, phát triển và sụp đổ

bởi Mark W. Moffett
0465055680Nếu một con tinh tinh mạo hiểm vào lãnh thổ của một nhóm khác, nó gần như chắc chắn sẽ bị giết. Nhưng một người New York có thể bay tới Los Angeles - hoặc Borneo - với rất ít nỗi sợ hãi. Các nhà tâm lý học đã làm rất ít để giải thích điều này: trong nhiều năm, họ cho rằng sinh học của chúng ta đặt giới hạn trên cao - về người 150 - trên quy mô của các nhóm xã hội của chúng ta. Nhưng xã hội loài người trên thực tế rộng lớn hơn nhiều. Làm thế nào để chúng ta quản lý - bằng và lớn - để hòa hợp với nhau? Trong cuốn sách phá vỡ mô hình này, nhà sinh vật học Mark W. Moffett đã rút ra những phát hiện trong tâm lý học, xã hội học và nhân học để giải thích sự thích nghi xã hội ràng buộc xã hội. Ông khám phá sự căng thẳng giữa bản sắc và ẩn danh xác định cách các xã hội phát triển, hoạt động và thất bại. Vượt qua Súng, Vi trùng và ThépSapiens, Con người cho thấy loài người đã tạo ra những nền văn minh rộng lớn với sự phức tạp vô song - và những gì nó sẽ cần để duy trì chúng. Có sẵn trên Amazon

Môi trường: Khoa học đằng sau những câu chuyện

của Jay H. Withgott, Matthew Laposata
0134204883Môi trường: Khoa học đằng sau những câu chuyện là một cuốn sách bán chạy nhất cho khóa học khoa học môi trường giới thiệu được biết đến với phong cách kể chuyện thân thiện với sinh viên, tích hợp các câu chuyện thực tế và nghiên cứu trường hợp, và trình bày về khoa học và nghiên cứu mới nhất. Các 6th bản có các cơ hội mới để giúp sinh viên thấy được mối liên hệ giữa nghiên cứu trường hợp tích hợp và khoa học trong mỗi chương và cung cấp cho họ cơ hội để áp dụng quy trình khoa học vào các vấn đề môi trường. Có sẵn trên Amazon

Hành tinh khả thi: Hướng dẫn về cuộc sống bền vững hơn

bởi Ken Kroes
0995847045Bạn có lo ngại về tình trạng của hành tinh chúng ta và hy vọng rằng các chính phủ và tập đoàn sẽ tìm thấy một cách bền vững để chúng ta sống? Nếu bạn không nghĩ về nó quá khó, điều đó có thể làm việc, nhưng nó sẽ? Còn lại, với các trình điều khiển phổ biến và lợi nhuận, tôi không quá tin rằng nó sẽ. Phần còn thiếu của phương trình này là bạn và tôi. Các cá nhân tin rằng các tập đoàn và chính phủ có thể làm tốt hơn. Các cá nhân tin rằng thông qua hành động, chúng ta có thể mua thêm một chút thời gian để phát triển và thực hiện các giải pháp cho các vấn đề quan trọng của mình. Có sẵn trên Amazon

Từ Nhà xuất bản:
Mua hàng trên Amazon để giảm chi phí mang lại cho bạn Nội địa.com, MightyNatural.com, ClimateImpactNews.com miễn phí và không có nhà quảng cáo theo dõi thói quen duyệt web của bạn. Ngay cả khi bạn nhấp vào một liên kết nhưng không mua các sản phẩm được chọn này, bất kỳ thứ gì khác bạn mua trong cùng một lượt truy cập trên Amazon đều trả cho chúng tôi một khoản hoa hồng nhỏ. Không có chi phí bổ sung cho bạn, vì vậy hãy đóng góp cho nỗ lực. Bạn cũng có thể sử dụng liên kết này sử dụng cho Amazon bất cứ lúc nào để bạn có thể giúp hỗ trợ những nỗ lực của chúng tôi.

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

theo dõi Nội bộ trên

facebook-iconbiểu tượng twitterbiểu tượng rss

Nhận tin mới nhất qua email

{Emailcloak = off}

TỪ BÀI VIẾT

Bản tin của InsideSelf: Tháng 9 6, 2020
by Nhân viên nội tâm
Chúng ta nhìn cuộc sống qua lăng kính nhận thức của mình. Stephen R. Covey đã viết: "Chúng ta nhìn thế giới, không phải như nó vốn có, mà là chúng ta ... hoặc là chúng ta có điều kiện nhìn thấy nó." Vì vậy, tuần này, chúng ta hãy xem xét một số…
Bản tin của InsideSelf: Tháng 8 30, 2020
by Nhân viên nội tâm
Những con đường chúng ta đang đi ngày nay vẫn cũ như xưa, nhưng vẫn mới đối với chúng ta. Những trải nghiệm chúng ta đang có vẫn cũ như thời đại, nhưng chúng cũng mới đối với chúng ta. Tương tự đối với…
Khi sự thật khủng khiếp đến mức đau lòng, hãy hành động
by Marie T. Russell, InsideSelf.com
Giữa tất cả những điều kinh hoàng đang diễn ra trong những ngày này, tôi được truyền cảm hứng bởi những tia hy vọng chiếu qua. Những người bình thường đứng lên cho những gì là đúng (và chống lại những gì là sai). Người chơi bóng chày,…
Khi lưng bạn dựa vào tường
by Marie T. Russell, Nội tâm
Tôi yêu Internet. Hien nay toi biet nhieu nguoi co nhung loi nhan loi noi tieng nhung toi yeu thich. Giống như tôi yêu những người trong cuộc đời mình - họ không hoàn hảo, nhưng dù sao tôi cũng yêu họ.
Bản tin của InsideSelf: Tháng 8 23, 2020
by Nhân viên nội tâm
Mọi người có lẽ có thể đồng ý rằng chúng ta đang sống trong thời kỳ kỳ lạ ... những trải nghiệm mới, thái độ mới, thử thách mới. Nhưng chúng ta có thể được khuyến khích khi nhớ rằng mọi thứ luôn thay đổi,…