Les géologues ont découvert que de fortes modifications de la polarité du champ magnétique terrestre peuvent survenir en très peu de temps - un siècle et demi suffit pour que les pôles tournent de plus de 100 degrés. Les scientifiques sont arrivés à cette conclusion à la suite d'une analyse par radio-isotope et paléomagnétique de stalagmites d'environ 100 000 ans, découvertes dans l'une des grottes du sud de la Chine. En outre, une transition aussi rapide peut être le début d'une longue période d'anomalie géodynamique, au cours de laquelle le champ magnétique terrestre change de direction assez souvent et rapidement au cours d'un millénaire, écrivent des scientifiques dans les Actes de la National Academy of Sciences.
Au début du 20e siècle, les géologues ont découvert que les pôles magnétiques sud et nord de la Terre changeaient de place plusieurs fois au cours de la vie de notre planète. Le processus de changement des pôles est de nature stochastique et n'a donc pas de période prononcée - entre deux changements successifs de positions peuvent se produire comme plusieurs dizaines de millénaires, et plusieurs millions d'années. Dans le même temps, au cours de la vie d'une personne sur Terre, une telle inversion ne s'est jamais produite.
On pense que le dernier de ces bouleversements s'est produit il y a environ 773 mille ans, mais après cela, les soi-disant "excursions géomagnétiques" - périodes d'instabilité du champ magnétique, dans lesquelles la direction du champ magnétique tourne temporairement d'un angle de 60 à 180 degrés, après quoi assez rapidement revient à sa position d'origine. L'intensité du champ lors de tels événements dans certaines zones peut être réduite à presque zéro. Comme dans le cas d'une inversion complète du champ magnétique, ces périodes d'instabilité sont associées à des processus turbulents se produisant dans la coquille liquide-métal du noyau terrestre; cependant, une explication sans ambiguïté de cet effet n'a pas encore été proposée.
Pour étudier plus en détail les processus qui se produisent lors d'une telle excursion géomagnétique, des géologues de Taiwan, de Chine et d'Australie, dirigés par Chuan-Chou Shen de l'Université nationale de Taiwan, ont proposé d'étudier les stalagmites de la grotte de Sanxing dans le sud de la Chine.
Emplacement de la grotte de Sanxing, où des stalagmites ont été collectées pour la recherche paléomagnétique, et des photographies de deux stalagmites ont été examinées.
L'analyse de la teneur en isotopes d'uranium et de thorium dans les stalagmites a permis de dater les échantillons avec une précision de 10 ans: il s'est avéré que l'âge des roches est de 91 à 107 mille ans. D'autres études paléomagnétiques ont montré que pendant cet intervalle un assez grand nombre d'anomalies magnétodynamiques ont été observées sur Terre, dont la durée et la fréquence variaient considérablement. L'amplitude de l'inversion du champ magnétique pendant cette période dépassait parfois 100 degrés, alors que ces rotations montraient une asymétrie prononcée - par rapport à la direction normale, la polarité dans l'hémisphère oriental tournait principalement vers le sud et l'est.
Il s'est avéré que si dans la période allant de 92 à 98 mille ans, certaines périodes d'anomalies s'étalaient sur des millénaires, puis il y a 103-106 mille ans, la durée des excursions géomagnétiques était un peu moins - plusieurs siècles. Les scientifiques ont également réussi à mesurer la durée de l'inversion du champ magnétique. Il s'est avéré que le champ magnétique terrestre n'a mis qu'environ 144 ans pour tourner d'une centaine de degrés - c'est beaucoup moins que le temps que les scientifiques considéraient auparavant comme suffisant pour un tel processus.
L'inclinaison de l'axe magnétique de la Terre dans la période allant de 99 à 96 mille ans (à gauche) et le diagramme du déplacement maximal du pôle magnétique de la planète pendant cette période (à droite).
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Selon les géologues, les données qu'ils ont obtenues ont permis pour la première fois d'estimer avec une telle précision les caractéristiques temporelles des excursions géomagnétiques avec un changement brutal de la polarité du champ magnétique terrestre. Les auteurs de l'ouvrage notent que pendant les périodes de telles anomalies, le champ magnétique de la planète est toujours affaibli, grâce à quoi le rayonnement cosmique peut pénétrer plus profondément dans l'atmosphère. Les résultats des travaux ont montré qu'un changement de polarité magnétique peut se produire très rapidement et que si cela se produit, cela affectera les systèmes satellitaires, la biosphère et la société humaine.
Afin d'étudier plus précisément la dynamique du champ magnétique terrestre, les scientifiques mènent non seulement des recherches géologiques, mais utilisent également des méthodes de calcul modernes. Ainsi, avec l'aide de la modélisation informatique, les géologues ont pu montrer que le changement de polarité magnétique de notre planète se produit très probablement à la suite de l'impact des ondes dynamo à l'intérieur du noyau. Il est intéressant de noter que parfois, lors de l'étude de problèmes aussi complexes, non seulement les approches modernes viennent à la rescousse, mais aussi les rituels des personnes qui vivaient sur Terre il y a plus de mille ans. Ainsi, en mesurant la magnétisation des particules de sable qui se sont formées lors de l'incendie des corrals de bétail en Afrique australe, les scientifiques ont reconstruit une image de la distribution du champ magnétique terrestre en 1000-1600 après JC.
Alexandre Dubov
