Морские отложения фиксируют изменения магнитного поля Земли

Прошлые изменения силы магнитного поля Земли отражаются в производстве изотопов в атмосфере. Исследователи из Национального центра научных исследований Франции (CNRS), Университета Экс-Марсель и Комиссариата по атомной энергии и альтернативным источникам энергии (CEA) использовали изотоп, извлеченный из морских осадков, для идентификации таких геомагнитных экскурсий за особенно длительный период. Бериллий-10 предоставил временную шкалу, охватывающую последние 850 000 лет, в течение которых его концентрация колебалась в соответствии с силой магнитного поля Земли. Работа, опубликованная в Journal of Geophysical Research: Solid Earth, предлагает новый инструмент для изучения прошлых вариаций магнитного поля и его поведения в будущем.

Изотоп бериллия ¹⁰Be образуется в атмосфере под действием космических лучей, которые частично отклоняются магнитным полем Земли. Сила поля, таким образом, влияет на производство ¹⁰Be. Изотоп вымывается из атмосферы дождем вскоре после образования и прилипает к минеральным зернам, оседающим на морское дно. Три керна были извлечены со дна Индийского и Тихого океанов и проанализированы с целью сравнения концентраций ¹⁰Be с концентрациями ⁹Be, имеющего земное происхождение. Это соотношение использовалось для оценки скорости атмосферного производства ¹⁰Be в масштабе тысячелетий за период в 850 000 лет. Было подтверждено, что скорость производства действительно меняется в соответствии с колебаниями магнитного поля, уже известными по палеомагнитным методам, надежность которых требовала проверки.

Эпизоды перепроизводства ¹⁰Be соответствуют коллапсам магнитного поля Земли, включая те, что связаны с его последним известным полным разворотом — инверсией Брюнес-Матуяма 770 000 лет назад. Падения силы магнитного поля также совпадают с экскурсами — неудавшимися инверсиями, когда полюса в итоге возвращаются в исходное положение. Такие явления происходят каждые 20 000–50 000 лет, причем самое последнее случилось 41 500 лет назад. После нескольких попыток разворота магнитное поле Земли может возобновить такое поведение. Прямые измерения поля действительно показывают его быстрое ослабление, начавшееся 2500 лет назад. Если эта тенденция сохранится в будущем, это может создать условия для новой экскурсии или даже инверсии через две-три тысячи лет.