Анализът на сталагмит от дълбините на пещера в Китай разкри следи от едно драматично събитие в историята на нашата планета и показа, че размяната на магнитните полюси на Земята може да стане само за един геоложки миг.

Изследването е публикувано в PNAS.

Днес, ако се случи такава смяна на полюсите няма да ни се размине с едно бързо потрепване, подобна рязка промяна в близкото бъдеще със сигурност ще създаде големи проблеми за съвременното общество, което силно зависи от дигиталните технологии.

Нужен е само компас, за да разберем, че сме заобиколени от сила, която се проектира върху оста на земното кълбо и сочи неизменно към Арктика, а опашката на компаса показва Антарктика.

Този невидим магнитен балон се генерира от въртящите се токове на заредени частици дълбоко в недрата на земята. Но все още не знаем много за образуването на магнитното поле или как ще се развива в бъдеще..

За щастие, магнитното поле оставя незаличим знак в земната кора. Магнетизираните минерали могат да покажат ориентацията на полето преди охлаждането си.

Представете си изненадата на френския геофизик Бернар Брюн (Bernard Brunhes) когато през 1906 г.  открива вулканични скали, магнетизирани в обратна посока.

Двадесет години по-късно японският геофизик Мотонори Матуяма (Motonori Matuyama) проверява подозренията на Брюн и предоставя първите конкретни доказателства, че нашето магнитно поле е по-скоро колебаещо се и не винаги е сочило в една и съща посока.

За да отбележат техния принос, последното огромно обръщане в поляритета на магнитното поле на Земята бе наречено на двамата учени. Границата на Матуяма-Брюн (Matuyama–Brunhes boundary) описва събитие преди 780 000 години, когато Югът се превръща в Север, а Северът - в Юг.

Това е последният път, когато възниква такова монументално обръщане. По-малки отклонения в полюсните позиции, наречени геомагнитни екскурзии (geomagnetic excursions), се случват много по-често, включително кратката смяна на полюсите - събитието Лашам преди около 41 000 години, когато полето отслабва до 5% от сегашната си сила за няколко века.

Промените в магнитното поле далеч не са маловажни, тъй като този балон ни предпазва от високоскоростните заредени частици, с които ни бомбардира Слънцето. Без него много от нашите електронни технологии, както на повърхността, така и на орбита, ще бъдат подложени на радиация, която заплашва да изпържи техните вериги.

"Дори днес със силното магнитно поле на Земята все още сме податливи на слънчевите бури, които могат да увредят нашето базирано на електричеството общество", коментира геофизикът Андрю Робъртс (Andrew Roberts) от Австралийския национален университет, цитиран от ScienceAlert.

Ако настъпят драматични промени в магнитното поле, трябва да научим за това много преди да са станали. За съжаление всъщност не знаем какви улики да проследяваме. Магмените скали вършат добра работа, предоставяйки моментна снимка на посоката на магнитното поле, но често не отразяват по-фините движения. 

Така че, заедно с международен екип от изследователи, Робъртс търси източник с по-бавен растеж. Сталагмитът, който расте на пода в пещера в провинция Гуежу, югозападен Китай, се оказа, че съдържа перфектния запис.

Еднометровата скала е започнала да расте преди около 107 хиляди години. През следващите 16 хиляди години тя продължава да натрупва слоеве от разтворен минерал, включващ желязо, наречен магнетит, в който се съдържа информация за магнитното поле.

Сталагмитът е нарязан на повече от 190 проби и е анализиран с помощта на криогенни магнитометри с висока резолюция, осигуряващи  разделителна способност до век на магнитното поле на Земята и силата му преди 100 хиляди години.

От няколко по-малки промени в поляритета изследователите забелязват кратко обръщане преди 98 000 години, което остава за около век - два, преди да се обърне отново.

В геоложки мащаб на времето тази екскурзия е шокиращо кратка и показва, че такива значителни промени в нашата защитна обвивка могат да дойдат без много предупреждение.

"Записът дава важни сведения за поведението на древните магнитни полета, които са се променяли много по-бързо, отколкото се смяташе досега", отбелязва Робъртс.

Данните показват, че тъй като полето на планетата отслабва, колебанията в неговата сила ще се увеличават заради нестабилността в геоложката активност на слоевете близо до външното ядро ​​на Земята.

На практика сме "просрочили" обръщането, въпреки че природата няма график, така че не сме сигурни колко трябва да сме притеснени.

Все пак нашето поле става по-слабо десетилетие след десетилетие, а някои предполагат, че се готви да направи "екскурзия", без да достига  пълна промяна .

Изследвания като това показват, че големите промени в нашето магнитно поле може би предстоят, така че е добре учените да обърнат внимание.