Omvändelse av jordens magnetiska poler

På 1950-talet registrerade havsgående forskningsfartyg förbryllande data baserat på havsbotten. Det bestämdes att berget på havsbotten hade band av inbäddade järnoxider som växelvis pekade mot geografiskt norr och geografiskt söder. Detta var inte första gången sådana förvirrande bevis hittades. I början av 1900-talet hade geologer funnit att någon vulkanisk berg magnetiserades på ett sätt som var motsatt än vad som förväntades. Men det var de omfattande uppgifterna från 1950-talet som ledde till en omfattande utredning, och 1963 föreslogs en teori om omvändningen av jordens magnetfält. Det har varit ett fundament i jordvetenskapen sedan dess.

Hur jordens magnetfält skapas

Jordens magnetism tros skapas av långsamma rörelser i den flytande ytterkärnan på planeten, som till stor del består av järn, orsakad av jordens rotation. På samma sätt som rotationen av en generatorspole skapar ett magnetfält, genererar rotationen av den flytande ytterkärnan i jorden ett svagt elektromagnetiskt fält. Detta magnetfält sträcker sig ut i rymden och tjänar till att avleda solvind från solen. Genereringen av jordens magnetfält är en kontinuerlig men variabel process. Det sker ofta i magnetfältets intensitet och magnetpolarnas exakta placering kan driva. Sann magnetisk norr motsvarar inte alltid den geografiska nordpolen. Det kan också orsaka fullständig reversering av jordens hela magnetfältpolaritet.

Hur vi kan mäta magnetfältförändringar

Flytande lava, som härdar till berg, innehåller kärnor av järnoxider som reagerar på jordens magnetfält genom att peka mot magnetpolen när berget stelnar. Således är dessa korn permanenta register över platsen för jordens magnetfält vid berget. När ny jordskorpa skapas på havsbotten, stelnar den nya skorpan med sina järnoxidpartiklar som fungerar som miniatyrkompassnålar och pekar till var magnetisk norr är vid den tiden. Forskare som studerade lavaproverna från havets botten kunde se att järnoxidpartiklarna pekade i oväntade riktningar, men för att förstå vad detta betydde, behövde de veta när klipporna bildades och var de befann sig när de stelnade ur flytande lava. 

Metoden för att datera rock genom radiometrisk analys har funnits sedan början av 1900-talet, så det var en tillräckligt lätt sak att hitta åldern på de bergprover som hittades på havsbotten. 

Det var emellertid också känt att havsbotten rör sig och sprider sig över tid, och det var inte förrän 1963 som stenåldrande information kombinerades med information om hur havsbotten sprider sig för att ge en definitiv förståelse för var dessa järnoxidpartiklar pekade på den tiden lavan stelnade till berg. 

Omfattande analys visar nu att jordens magnetfält har vänt cirka 170 gånger under de senaste 100 miljoner åren. Forskare fortsätter att utvärdera data, och det är mycket oenighet om hur länge dessa perioder med magnetisk polaritet varar och om reverseringarna sker med förutsägbara intervaller eller är oregelbundna och oväntade.

Vilka är orsakerna och effekterna?

Forskare vet inte riktigt vad som orsakar reverseringarna av magnetfältet, även om de har duplicerat fenomenet i laboratorieexperiment med smälta metaller, som också spontant kommer att ändra riktningen för deras magnetfält. Vissa teoretiker tror att reversering av magnetfält kan orsakas av konkreta händelser, till exempel kollisioner av tektoniska plattor eller påverkan från stora meteorer eller asteroider, men denna teori diskonteras av andra. Det är känt att ledningen till en magnetisk reversering, fältets styrka minskar, och eftersom styrkan i vårt nuvarande magnetfält nu är i stadig nedgång, tror vissa forskare att vi kommer att se en annan magnetisk reversering om cirka 2000 år. 

Om det, som vissa forskare antyder, finns en period under vilken det inte finns något magnetfält alls innan vändningen sker, är effekten på planeten inte väl förstått. Vissa teoretiker föreslår att ingen magnetfält öppnar jordens yta för farlig solstrålning som potentiellt kan leda till global livslängd. Men det finns för närvarande ingen statistisk korrelation som kan pekas på i fossilregistret för att verifiera detta. Den senaste vändningen inträffade för ungefär 780 000 år sedan, och det finns inga bevis som visar att det fanns utrotningar av massarter vid den tiden. Andra forskare hävdar att magnetfältet inte försvinner under vändningar, utan bara blir svagare under en tid.

Även om vi har minst 2000 år att undra oss om det, om en reversering skulle inträffa idag, skulle en uppenbar effekt vara massstörningar i kommunikationssystemen. På samma sätt som solstormar kan påverka satellit- och radiosignaler, skulle en magnetfältförändring ha samma effekt, men i mycket mer uttalad grad.