日本科学家找到了详细的地球记录’s上一次磁逆转,距今773,000年

每20万至300,000年地球’s磁极反向。曾经是北极的地方变成了南方,反之亦然。它’是一个无形的动荡时期。

上一次逆转是不寻常的,因为它是很久以前的。由于某些原因,两极在大约一百万年的四分之三时间内一直保持着现在的状态。一项新的研究揭示了这种逆转的一些细节。

地球研究’的磁场称为 古磁性。它涉及岩石和沉积物,有时还包括考古材料的研究。曾经融化的岩石保留了地球的记录’凝固时的磁场。相关领域 磁地层学 研究包含在这些岩石中的地磁逆转记录。通过对岩石进行约会,研究人员可以构建地球的时间轴’s reversals.

最后一次冲销称为 Matuyama-Brunhes地磁反转 在共同发现者之后:法国地球物理学家Bernard Brunhes和日本地球物理学家Motonori Matuyama。自发现以来,多年来,研究人员一直试图确切地了解它何时发生以及花费了多长时间。

这项新研究的标题是“日本中部千叶组合区的Matuyama-Brunhes地磁逆转的完整序列.”主要作者是Yuki Haneda,他是国立极地研究所的项目研究员,日本国立先进工业科学与技术研究所的博士后研究员。该论文发表在《地球与行星科学进展》杂志上。

熔岩流是地球定向的可靠指标’熔岩凝固时的s磁极。但是他们可以’提供的是时间表。他们’更像是定格的快照。

Lava from Hawaii's K?lauea Volcano moving across a road. When 岩浆 solidifies, it can retain evidence of the 地球's 磁场. Image Credit: By J.D. Griggs, USGS - Archived source link, Public Domain, //commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=18042
Lava from Hawaii’s K?lauea Volcano moving across a road. When 岩浆 solidifies, it can retain evidence of the 地球’s 磁场. Image Credit: By J.D. Griggs, USGS – Archived source link, Public Domain, //commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=18042

熔岩流对于了解地球非常有帮助’凝固时的磁场。“但是,由于偶发性喷发的性质,熔岩层不能提供连续的古磁记录,”主要作者羽田在一次 新闻稿.

在一些沉积物上可以找到更好的记录,这些沉积物可以长期形成。这些沉积物中的一种被称为“千叶组合区”。它’在日本,地球物理学家认为这是Matuyama-Brunhes逆转的非常详细的记录。

“在这项研究中,我们收集了新的样品,并对日本中部地区连续不断扩展的海洋演替区千叶组合剖面的样品进行了古岩磁分析,以重建Matuyama-Brunhes地磁逆转的完整序列,”羽田说。羽田说,千叶组合剖面被广泛认为包含了Matuyama-Brunhes地磁逆转的最详细的海洋沉积记录。它是中更新世亚系列下界的国际标准, Chibanian阶段 -当智人作为一个物种出现时。

千叶组合区以保存良好的花粉以及海洋微化石和大型化石而著称。它还包含特菲拉床。特非拉火山是由火山喷发产生的碎片材料,通常称为火山灰。总而言之,千叶为Brunhes-Matuyama逆转提供了当时最可靠的年代地层学框架。

羽田由纪(Yuki Haneda)(左上)和他的同事从千叶组合区收集了样本,这是日本中部连续不断的海相演替。图片来源:NIPR / AIST /茨城大学。
羽田由纪(Yuki Haneda)(左上)和他的同事从千叶组合区收集了样本,这是日本中部连续不断的海相演替。图片来源:NIPR / AIST /茨城大学。

他们发现的结果与其他一些研究发现的结果背道而驰,特别是涉及到逆转发生多长时间时。一些研究表明这一过程花费了数千年,而另一项研究则表明这种逆转是在一个人的一生中完成的。不同的时间估算很大程度上取决于地球研究人员在哪里收集证据。这项基于Chiba复合材料剖面的研究表明,该过程花费了大约20,000年的时间,其中包括导致反转的10,000年的不稳定期。

“我们的数据是Matuyama-Brunhes地磁逆转过程中最详细的古磁记录之一,可深入了解地磁逆转的机理,” Haneda said.

研究中的这张图显示了研究区在日本的位置'的Boso半岛。图片提供:Haneda等,2020。
研究中的这张图显示了研究区在日本的位置’的Boso半岛。图片提供:Haneda等,2020。

在千叶组合区发现的海洋微化石和花粉也为磁逆转提供了线索。研究人员团队接下来将研究化石和花粉,以尝试了解更多信息。

笼罩地球的问题’的地磁反转是‘他们有什么作用?’ That’不在本研究范围内,但它’是其他研究的重点。

一些研究人员想知道,磁逆转是否导致了气候变化。尽管证据还远远不够完善,但一些科学家概述了逆转如何发挥作用。

2006年,一组研究人员向美国地球物理联盟作了演讲。’的秋季会议题为“地球是否’磁场影响气候吗?”在提到地球上气候变化的公认原因时,研究小组说,“很少引用磁性,关于气候和磁场变化之间联系的证据很少受到关注。”

地球内部和周围的磁场和电流会产生复杂的力,对日常生活产生不可估量的影响。图片来源:ESA / ATG Medialab。

“最引人入胜的特征可能是最近提出的古地磁冲击波。这些似乎与重大的气候事件有关。”地磁冲击波是地球上的快速变化’局部而非整体的地磁场。在那里时’仅仅是它们与气候之间的关系,可能有一天会建立因果关系。磁逆转与气候之间是否也可能存在因果关系?

磁性逆转对动物的影响同样是一个引人入胜和开放的问题。许多动物进行长时间的迁徙航行。例如,鲸鱼,鸟类和海龟。那里’有证据表明某些迁徙物种依赖地球’的磁场进行导航。这种现象叫做 磁感受.

依赖磁感应的生物如何受到地磁逆转的影响?

在反转期间,磁极不仅会切换位置,而且磁场强度也会下降。赤道处甚至可能有临时极点,甚至可能有多个临时极点。杆也可以四处游荡,离开其原始位置并返回,直到最终完全切换。

It’尚不清楚逆转对动物有什么影响。但是那里’一些证据表明,太阳风暴及其所有的磁活动都可以产生 鲸鱼迁移的困惑 甚至可能驱使他们自己搁浅。

像这些母亲和小牛这样的加利福尼亚灰鲸,在太阳耀斑爆发的宇宙无线电波爆发时,自身绞缠的可能性要高4.3倍,这进一步证明了它们是在地球磁场的作用下航行的。地磁逆转对它们有什么影响?图片来源:Nicholas Metheny NOAA
像这些母亲和小牛这样的加利福尼亚灰鲸,在太阳耀斑爆发的一阵宇宙无线电静电中,自身绞缠的可能性高4.3倍,这进一步证明了它们在地球上航行’的磁场。地磁逆转对它们有什么影响?图片来源:Nicholas Metheny NOAA

在逆转期间,地球的保护作用’磁场减小。在逆转过程中,更多的太阳辐射可能会到达地球表面,这可能使像鲸鱼这样的动物面临与太阳风暴相同的危险。但是,这一点的证据尚不清楚。

无论如何,地球上的生命在许多地磁逆转中幸免于难,但仍然蒸蒸日上。现代人类的避风港’还没有面对一个,因此观察下一个将很有启发性。

最可能的影响是对我们的电源和通信系统,包括卫星。随着全球磁场减弱,更多的太阳’辐射可以通过。我们从诸如 卡灵顿事件 这种情况可能是非常有害的。

虽然这项研究可以’解决所有这些问题,确实可以增进我们对先前逆转的理解。

“我们的结果提供了详细的和扩展的M–B地磁逆转的沉积记录,并提供了有价值的新信息,可进一步了解地磁逆转的机理和动力学,”作者得出结论。

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