지구 자기장이 생각보다 빠르게 변하는 이유

지구 자기장이 생각보다 빠르게 변하는 이유
지구의 자기장이 얼마나 빨리 변하는지는 오랫동안 미스터리였습니다.
Andrey VP / 셔터 스톡

액체 철심에서 발 아래 3,000km 아래에서 생성 된 지구 자기장은 지구의 생명에 매우 중요합니다. 그것은 우주로 확장되어 대기와 위성을 태양 복사로부터 보호하는 전자기 담요로 감싸줍니다.

그러나 자기장은 끊임없이 바꾸는 힘과 방향 모두에서 과거에는 극적인 변화를 겪었습니다. 여기에는 자극의 수수께끼의 반전남극은 북극이되고 그 반대도 마찬가지입니다.

오랜 질문은 현장이 얼마나 빨리 변할 수 있는가였습니다. 우리의 새로운 연구 Nature Communications에 게시 됨, 일부 답변을 발견했습니다.

자기장의 빠른 변화는 액체 코어에서 용철 바다의 가장 극단적 인 행동을 나타 내기 때문에 큰 관심을 끌고 있습니다. 관측 된 변경 사항을 핵심 프로세스에 연결함으로써 지구의 접근 불가능한 지역에 대한 중요한 정보를 배울 수 있습니다.

역사적으로 지구 자기장의 가장 빠른 변화는 반전과 연관된백만 년마다 몇 번씩 불규칙 간격으로 발생합니다. 그러나 실제 역전과 관련된 데이터보다 훨씬 빠르고 최신 필드 변경 사항을 발견했습니다.

자기 역전. (지구 자기장이 생각보다 빠르게 변하는 이유)
자기 역전.
NASA

오늘날 위성은 항법 기록과 지상 관측소로 보완되어 공간과 시간의 현장 변화를 모니터링하는 데 도움이됩니다. 이 정보는 현대 분야의 변화가 해마다 약 XNUMX 분의 XNUMX 정도 정도는 더 심각하다는 것을 보여준다. 그러나 우리는 그 분야가 존재한다는 것을 알고 있지만 최소 3.5 억 년 동안우리는 400 년 전의 행동에 대해 잘 모릅니다.


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고대 분야를 추적하기 위해 과학자들은 퇴적물, 용암 흐름 및 인간이 만든 인공물에 의해 기록 된 자기를 분석합니다. 이 물질들은 지구 표면이 식었을 때 (용암의 경우) 또는 육지에 첨가 된 (퇴적물) 지구의 흔적을 기록하는 미세한 자성 입자를 포함하고 있기 때문입니다. 거의 800,000 만년 전 마지막 극성 반전시기에 중부 이탈리아에서 퇴적물 기록 비교적 빠른 현장 변화 제안 매년 XNUMX도에 도달합니다.

그러나 이러한 측정은 결과가 매우 까다 롭습니다. 여전히 논쟁 중이다.. 예를 들어, 퇴적물이 자기를 얻는 과정에는 불확실성이 있습니다.

개선 된 측정

우리의 연구는 현장 생성 과정의 물리학에 기반한 컴퓨터 모델을 사용하여 다른 접근법을 취합니다. 이것은 퇴적물, 용암 및 인공물로부터의 측정치에 기초하여 최근 100,000 만 년에 걸친 지구 자기장의 전 지구 적 변화에 대해 최근에 출판 된 재구성과 결합됩니다.

이것은 지구 자기장의 방향 변화가 연간 최고 XNUMX도에 이르는 속도에 도달했음을 보여줍니다.

지 자기장 방향에서 가장 빠르게 관측 된 변화는 약 39,000 년 전에 발생했습니다. 이러한 변화는 중앙 아메리카의 서해안 바로 인근에있는 한정된 지역의 지역적으로 약한 지역과 관련이있었습니다. 이 행사는 전세계 "라스 샴 소풍– 41,000 년 전 지구 자기장의“실패한 반전”으로 돌아 오기 전에 자극이 지리적 극에서 잠시 멀어졌습니다.

가장 빠른 변화는 자기장의 국부적 약화와 관련이있는 것으로 보입니다. 우리의 모델은 이것이 액체 코어의 표면을 가로 질러 강한 자기장의 패치의 움직임에 의해 야기된다고 제안한다. 이 패치는 위도가 낮을수록 더 널리 퍼져 있으며, 방향의 급격한 변화에 대한 향후 검색에서 이러한 영역에 중점을 둘 것을 제안합니다.

사회의 영향

반전과 같은 자기장의 변화는 아마도 생명에 위협이되지 않을 것입니다. 인간은 극적인 Laschamp 여행을 통해 살았습니다. 오늘날 위협은 주로 전자 인프라에 대한 우리의 의존에 달려 있습니다. 자기장과 들어오는 태양 복사의 상호 작용으로 인해 발생하는 지자기 폭풍과 같은 우주 기상 사건은 위성 통신, GPS 및 전력망을 방해 할 수 있습니다.

우주 기상 사건으로 인한 미국 전력망 붕괴의 경제적 비용 에 추정되었다 약 XNUMX 조 달러입니다. 위협은 우주 날씨가 높은 우선 순위 영국 국가 위험 등록부에

우주 기상 현상은 자기장이 약한 지역에서 더 많이 발생하는 경향이 있습니다. 즉, 자기장이 빠르게 변할 때 발생할 수있는 일입니다. 불행히도, 컴퓨터 시뮬레이션은 전계 강도가 약해지기 시작한 후에 방향 변화가 발생한다는 것을 시사합니다. 즉, 우리는 단지 전계 방향을 모니터링하여 전계 강도의 감소를 예측할 수 없습니다. 보다 고급 시뮬레이션을 사용하는 향후 작업은이 문제에 더 많은 도움을 줄 수 있습니다.

자기장에 또 다른 급격한 변화가 있습니까? 이것은 대답하기가 매우 어렵습니다. 가장 빠른 변화는 가장 드문 경우입니다. 예를 들어, Laschamp 여행에서 확인 된 변화는 지난 100,000 년 동안 발생한 다른 변화보다 XNUMX 배 이상 빠릅니다.

이것은 과학자들이 급격한 변화를 예측하는 것을 어렵게 만듭니다. 그것들은 "흑 백조 사건"으로서 놀라움과 큰 영향을 미칩니다. 한 가지 가능한 경로는 필드가 예측의 일부로 동작하는 방식에 대한 물리 기반 모델을 사용하는 것입니다.

우리는 여전히 지구 자기장의“속도 제한”에 대해 배울 것이 많습니다. 극성 반전 중에는 급격한 변화가 아직 직접적으로 관찰되지 않았지만,이 시점에서 전장이 전 세계적으로 약해질 것으로 예상되기 때문에 예상되어야합니다.대화

저자에 관하여

Christopher Davies, 부교수, 리즈 대학

이 기사는에서 다시 게시됩니다. 대화 크리에이티브 커먼즈 라이센스하에 읽기 원래 기사.

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