Hete vloeistof die rond de buitenste kern van de aarde draait, voedt een gigantisch magnetisch veld dat onze planeet al sinds haar kindertijd omhult en beschermt tegen schadelijke zonnestraling. Maar het is bekend dat dit magnetische veld onrustig wordt - en een paar keer per miljoen jaar of zo, draaien de polen om en wordt het magnetische zuiden het magnetische noorden en vice versa.
Nu suggereert een nieuwe studie dat de magnetische polen veel vaker kunnen omslaan dan wetenschappers dachten. Dat is wat lijkt te zijn gebeurd ongeveer 500 miljoen jaar geleden tijdens het Cambrium, toen de wezens van de aarde evolutionaire groeispurts ondergingen en transformeerden in complexere levensvormen.
Om de werking van het magnetische veld in deze tijd te begrijpen, verzamelde een groep onderzoekers van het Institute of Physics of the Globe of Paris en de Russian Academy of Sciences sedimentmonsters van een ontsluiting in het noordoosten van Siberië.
In het lab bepaalden ze de oriëntatie van magnetische deeltjes die in de sedimenten vastzaten door ze langzaam te verhitten tot extreme temperaturen om ze te demagnetiseren. De oriëntatie van de deeltjes kwam overeen met de richting van het magnetische veld (op welke manier het magnetische noorden bijvoorbeeld wees) op het moment en de plaats van het sediment. De onderzoekers verfijnden de ouderdom van de sedimenten door trilobietfossielen uit dezelfde lagen te dateren, en waren dus in staat om te benaderen wanneer de magnetische velden omdraaiden.
Het team ontdekte dat ongeveer 500 miljoen jaar geleden het magnetische veld van de planeet ongeveer 26 keer om de miljoen jaar of zo omdraaide - de hoogste frequentie ooit gesuggereerd. Dat is 'extreem', aangezien tot voor kort vijf salto's per miljoen jaar als zeer hoog werden beschouwd, zei hoofdauteur Yves Gallet, onderzoeksdirecteur van het Franse Nationale Centrum voor Wetenschappelijk Onderzoek aan het Institute of Physics of the Globe of Paris.
Maar misschien 'net zo interessant' is dat kort na deze tijd, binnen een paar miljoen jaar, de frequentie van flippen extreem snel afnam, zei Gallet. Tussen 495 miljoen en 500 miljoen jaar geleden begon het magnetische veld met een snelheid van ongeveer een tot twee keer per miljoen jaar te flippen.
Het 'dominante idee voor vele jaren' was dat de frequentie van omkeringen van magnetische velden slechts tientallen miljoenen jaren lang geleidelijk zou evolueren, zei hij. Maar 'hier tonen we een plotselinge verandering in de omkeerfrequentie die plaatsvindt op een tijdschaal van een miljoen jaar'.
Het is duidelijk dat het proces dat het magnetische veld in de buitenste kern 500 miljoen jaar geleden opwekte, heel anders was dan het proces dat vandaag wordt waargenomen, voegde hij eraan toe. Maar wat precies het magnetische veld van de aarde duwde om zo vaak om te draaien, is onduidelijk, zei hij. Een mogelijkheid is dat de frequente omkeringen kunnen zijn veroorzaakt door veranderingen in thermische omstandigheden aan de grens tussen de vloeibaar-ijzeren buitenkern en de mantel, aangedreven door manteldynamica, zei hij. Recente studies hebben ook gesuggereerd dat de binnenkern ongeveer 600 of 700 miljoen jaar geleden is begonnen af te koelen en te stollen. Dit proces had ook een rol kunnen spelen bij het functioneren van het magnetische veld, zei hij.
De laatste omkering van het magnetische veld gebeurde ongeveer 780.000 jaar geleden, maar hoewel er bezorgdheid bestaat dat het binnenkort weer zal gebeuren - wat het veld tijdelijk zou kunnen verzwakken, waardoor schadelijke zonnestraling ons zou kunnen bereiken - is het waarschijnlijk niet "snel" in termen van menselijke jaren.
"Het is belangrijk om te onthouden dat de tijdschaal die we overwegen voor de evolutie van de magnetische omkeerfrequentie minstens enkele miljoenen jaren bedraagt", zei Gallet. Op deze schaal kunnen de omkeringen van het magnetische veld min of meer snel evolueren. Maar 'een omkering van de magnetische polariteit is niet voor morgen', voegde hij eraan toe.
De bevindingen werden op 20 september online gepubliceerd in het tijdschrift Earth and Planetary Science Letters.
Noot van de redacteur: dit artikel is op 11 oktober om 09:50 uur bijgewerkt om te verduidelijken dat de frequente omkeringen kunnen zijn veroorzaakt door veranderingen in de thermische omstandigheden aan de grens tussen de vloeibaar-ijzerkern en de mantel, in plaats van in de vloeistof -ijzeren kern.
- Religion and Science: 6 Visions of Earth's Core
- Earth from Above: 101 verbluffende beelden van de baan
- Aurora-foto's: zie adembenemende uitzichten op het noorderlicht
