Группу возглавил геофизик Джон Тардуно из Университета Рочестера, в нее вошли исследователи из Университета Витватерсранда и Университета Ква-Зулу-Натал из Южной Африки.Переворот Северного и Южного полюсов происходил нерегулярно на протяжении всей истории, последний из которых имел место около 800000 лет назад. После начала инверсии может потребоваться до 15 000 лет.
Новые данные предполагают, что центральный регион под югом Африки может быть местом рождения некоторых из недавних и будущих инверсий полюсов.«Долгое время считалось, что инверсия начинается в случайных местах, но наше исследование предполагает, что это может быть не так», — сказал Тардуно, ведущий эксперт по магнитному полю Земли.Результаты опубликованы в последнем выпуске журнала Nature Communications.
Тардуно собрал данные для своего исследования на пяти участках вдоль границы Южной Африки с Зимбабве и Ботсваной, недалеко от реки Лимпопо. Эта часть Африки принадлежит к региону под названием Южно-Атлантическая аномалия, простирающемуся на запад за пределы Южной Америки, который сегодня имеет необычно слабую напряженность магнитного поля.
С 1840 года напряженность дипольного магнитного поля Земли уменьшилась на 16 процентов — большая часть распада связана с ослаблением поля в Южно-Атлантической аномалии — что привело к многочисленным предположениям о том, что планета находится на ранних стадиях инверсии поля. Как указывает Тардуно, это всего лишь предположение, потому что ослабление магнитных полей может восстановиться, не приводя к изменению полярности.Тардуно и его коллеги-исследователи считают, что они нашли причину необычно низкой напряженности магнитного поля в этом регионе Южного полушария.
«Верхняя часть ядра под этим регионом покрыта необычно горячей и плотной мантийной породой», — сказал Тардуно.Эта горячая и плотная мантийная порода лежит на 3000 км ниже поверхности, имеет крутые склоны и составляет около 6000 км в поперечнике, что примерно соответствует расстоянию от Нью-Йорка до Парижа.
Вместе с Эриком Блэкманом, астрофизиком из Университета Рочестера, и Майклом Уоткисом, геологом из Университета Квазулу-Наталь в Южной Африке, Тардуно выдвигает гипотезу о том, что этот регион, который называют большой провинцией с низкой скоростью сдвига (LLSVP). ) — влияет на направление взбалтывания жидкого железа, которое генерирует магнитное поле Земли. Тардуно говорит, что сдвиг в потоке жидкого железа вызывает неоднородности магнитного поля, что в конечном итоге приводит к потере магнитной напряженности, придавая региону характерно низкую напряженность магнитного поля.
До сих пор исследователи полагались исключительно на оценки моделей, полученные на основе данных, собранных в других глобальных точках, для записи железного века магнитного поля на юге Африки. Тардуно и его команда хотели получить точные данные как об интенсивности, так и о направлении магнитного поля, которые записываются и хранятся в минералах, таких как магнетит, во время их образования.Исследователи смогли получить свои данные благодаря знанию древних африканских практик — в данном случае ритуального очищения деревень в сельскохозяйственных общинах.
Археолог Томас Хаффман из Университета Витватерсранда, член исследовательской группы и ведущий специалист по южной Африке железного века, объясняет, что деревни очищались путем сжигания хижин и зерновых бункеров. Горящие глиняные полы достигли температуры, превышающей 1000 ° C, достаточно горячей, чтобы стереть магнитную информацию, хранящуюся в магнетите, и создать новый рекорд силы и направления магнитного поля во время горения.Тардуно и его команда обнаружили резкое 30-процентное падение напряженности магнитного поля с 1225 до 1550 года нашей эры. Учитывая, что напряженность поля в регионе сегодня также снижается — хотя и менее быстро, чем измеряется со спутников, — исследовательская группа считает, что процесс, вызывающий ослабление поля, может быть повторяющейся особенностью магнитного поля.
«Поскольку горные породы в глубокой мантии перемещаются менее чем на сантиметр в год, мы знаем, что LLSVP древний, а это означает, что это может быть давнее место потери напряженности магнитного поля», — сказал Тардуно. «И также возможно, что эта область может быть спусковым крючком для переворотов магнитных полюсов, что может произойти, если область слабого поля станет очень большой».С 1840 года напряженность дипольного магнитного поля Земли уменьшилась на 16 процентов, что привело к появлению многих предположений о том, что планета находится на ранних стадиях инверсии поля. Большая часть глобального спада интенсивности связана с ослаблением поля Южного полушария, которое включает Южную Африку.Тардуно указывает, что новые данные не могут быть использованы для уверенного предсказания того, что современное магнитное поле вступает в фазу разворота.
Тем не менее, это предполагает, что современная модель может быть последним проявлением повторяющейся особенности, которая иногда приводит к глобальному изменению поля зрения.
