ทฤษฎีสนามแม่เหล็ก

การค้นพบนี้จะช่วยให้นักวิจัยสามารถศึกษาอดีตของดาวเคราะห์ด้วยความละเอียดที่ละเอียดยิ่งขึ้นโดยใช้ "ลายนิ้วมือ" แม่เหล็กโลกนี้เพื่อเปรียบเทียบแกนตะกอนที่นำมาจากมหาสมุทรแอตแลนติกและมหาสมุทรแปซิฟิก ผลการวิจัยซึ่งได้รับการ สนับสนุนจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ ได้รับการตีพิมพ์เมื่อเร็วๆ นี้ในEarth and Planetary Science Letters สนามแม่เหล็กโลกมีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตบนโลก หากไม่มีมัน อนุภาคที่มีประจุจากดวงอาทิตย์ ("ลมสุริยะ") จะพัดพาชั้นบรรยากาศออกไป นักวิทยาศาสตร์กล่าว ฟิลด์นี้ยังช่วยในการนำทางของมนุษย์และการย้ายถิ่นของสัตว์ในแบบที่นักวิทยาศาสตร์เพิ่งเริ่มเข้าใจ การสังเกตของมนุษย์เป็นเวลาหลายศตวรรษ รวมทั้งบันทึกทางธรณีวิทยา แสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงของพื้นที่ของเราอย่างมากในด้านความแข็งแรงและโครงสร้างเมื่อเวลาผ่านไป แม้จะมีความสำคัญ แต่ก็ยังมีคำถามมากมายที่ยังไม่ได้รับคำตอบเกี่ยวกับสาเหตุและการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เกิดขึ้นได้อย่างไร รูปแบบที่ง่ายที่สุดของสนามแม่เหล็กมาจากไดโพล: คู่ของขั้วที่มีประจุเท่ากันและตรงข้ามกัน เช่น แท่งแม่เหล็ก Maureen "Mo" Walczak นักวิจัยหลังปริญญาเอกที่ Oregon State University และผู้เขียนนำรายงานกล่าวว่า "เรารู้มานานแล้วว่าโลกไม่ใช่ไดโพลที่สมบูรณ์แบบ และเราสามารถเห็นความไม่สมบูรณ์เหล่านี้ในบันทึกประวัติศาสตร์" . "เราพบว่าโครงสร้างแบบไม่มีขั้วนั้นไม่ได้หายไปและเป็นสิ่งที่คาดเดาไม่ได้ พวกมันมีอายุยืนยาวมาก เกิดขึ้นซ้ำๆ กว่า 10,000 ปี ซึ่งคงอยู่ในตำแหน่งของพวกมันตลอดยุคโฮโลซีน "นี่คือการค้นพบจอกศักดิ์สิทธิ์" เธอกล่าวเสริม "แม้ว่าจะไม่สมบูรณ์แบบ แต่เป็นขั้นตอนแรกที่สำคัญในการทำความเข้าใจสนามแม่เหล็กให้ดีขึ้นและซิงโครไนซ์ข้อมูลแกนกลางของตะกอนในระดับที่ละเอียดขึ้น" เมื่อประมาณ 800,000 ปีที่แล้ว เข็มของเข็มทิศ แม่เหล็ก จะชี้ไปทางทิศใต้เนื่องจากสนามแม่เหล็กโลกสลับขั้ว การพลิกกลับเหล่านี้มักเกิดขึ้นทุก ๆ แสนปี แม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะทราบดีถึงรูปแบบการกลับขั้วในสนามแม่เหล็กโลก แต่รูปแบบรองของ "การแกว่งไปมา" ของแม่เหล็กโลกภายในช่วงเวลาของขั้วที่เสถียร หรือที่รู้จักกันในชื่อ Paleomagnetic secular Variation หรือ PSV อาจเป็นกุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจว่าเหตุใดการเปลี่ยนแปลงของแม่เหล็กโลกจึงเกิดขึ้น นักวิจัยกล่าวว่าสนามแม่เหล็กโลกไม่ได้อยู่ในแนวเดียวกับแกนหมุนอย่างสมบูรณ์ ซึ่งเป็นสาเหตุที่ "ทิศเหนือจริง" แตกต่างจาก "ทิศเหนือแม่เหล็ก" นักวิจัยกล่าว ในซีกโลกเหนือ ความเหลื่อมล้ำในด้านสมัยใหม่นี้เห็นได้ชัดว่าถูกขับเคลื่อนโดยภูมิภาคที่มีความเข้มของสนามแม่เหล็กโลกสูงซึ่งมีศูนย์กลางอยู่ใต้ทวีปอเมริกาเหนือและเอเชีย "สิ่งที่เราไม่ทราบก็คือสแนปชอตนี้มีความหมายในระยะยาวหรือไม่ และสิ่งที่เราค้นพบก็คือสิ่งนั้นมีจริง" โจเซฟ สโตเนอร์ ผู้เชี่ยวชาญด้านคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐโอเรกอนและผู้ร่วมเขียนรายงานกล่าว เมื่อสนามแม่เหล็กใต้ทวีปอเมริกาเหนือมีกำลังแรงขึ้น หรือใน "โหมดอเมริกาเหนือ" สนามแม่เหล็กจะเคลื่อนตัวสูงชันและความเข้มสูงในมหาสมุทรแปซิฟิกเหนือ และความเข้มต่ำในยุโรปโดยลดลงทางทิศตะวันตกในมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือ สิ่งนี้สอดคล้องกับบันทึกทางประวัติศาสตร์มากกว่า ทางเลือก "โหมดยุโรป" ในทางตรงข้าม มีความเอียงตื้นและความรุนแรงต่ำในมหาสมุทรแปซิฟิกเหนือ และการลดลงทางทิศตะวันออกในมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือและความเข้มสูงในยุโรป "ปรากฎว่าสนามแม่เหล็กค่อนข้างซับซ้อนน้อยกว่าที่เราคิด" สโตเนอร์กล่าว "เป็นการสั่นที่ค่อนข้างง่ายซึ่งดูเหมือนจะเป็นผลจากความแปรผันของความเข้มของสนามแม่เหล็กโลกที่ตำแหน่งที่เกิดซ้ำเพียงไม่กี่แห่งซึ่งมีผลกระทบเชิงพื้นที่ขนาดใหญ่ เรายังไม่แน่ใจว่าอะไรเป็นตัวขับเคลื่อนความแปรผันนี้ แม้ว่ามันน่าจะเกิดจากปัจจัยหลายอย่างรวมกัน ซึ่งรวมถึงการพาความร้อนของชั้นนอก แกนกลางที่อาจเอนเอียงในการกำหนดค่าโดยเนื้อโลกที่ต่ำที่สุด" นักวิจัยสามารถระบุรูปแบบได้โดยศึกษาแกนตะกอนความละเอียดสูง 2 แกนจากอ่าวอลาสกา ซึ่งทำให้พวกเขาสามารถพัฒนา PSV ที่สร้างขึ้นใหม่ 17,400 ปีในภูมิภาคดังกล่าวได้ จากนั้นพวกเขาเปรียบเทียบบันทึกเหล่านั้นกับแกนตะกอนจากไซต์อื่นๆ ในมหาสมุทรแปซิฟิกเพื่อจับลายนิ้วมือแม่เหล็ก ซึ่งขึ้นอยู่กับการวางแนวของแมกนีไทต์ในตะกอน ซึ่งทำหน้าที่เป็นเครื่องบันทึกแม่เหล็กในอดีต สัญญาณแม่เหล็กทั่วไปที่พบในแกนกลางครอบคลุมพื้นที่ตั้งแต่อลาสก้าถึงโอเรกอนและฮาวาย Walczak กล่าวว่า "การจัดตำแหน่งแม่เหล็กของการสร้างสภาพแวดล้อมใหม่ที่อยู่ห่างไกลโดยใช้การกลับรายการในบันทึก Paleomagnetic ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับอดีตในช่วงหลายแสนปี" Walczak กล่าว "การพัฒนาของชั้นหิน PSV ที่สอดคล้องกันจะช่วยให้เราดูบันทึกในระดับที่อาจสั้นถึงสองสามศตวรรษ เปรียบเทียบเหตุการณ์ระหว่างแอ่งมหาสมุทร และเจาะลึกถึงสาระสำคัญของความผิดปกติของสภาพอากาศที่แพร่กระจายไปทั่วโลกบน ระดับที่เกี่ยวข้องกับสังคมมนุษย์"