Магнитное поле Земли сошло с ума 40 млн лет назад: ученые узнали, что пошло не так

Около 40 миллионов лет назад магнитное поле Земли вело себя так, будто «сломалось»: полюса метались, переворот растянулся на десятки тысяч лет, а невидимый защитный щит становился всё слабее. Новое исследование палеомагнитологов показывает, что такие затяжные и хаотичные инверсии могут быть для нашей планеты нормой — и это меняет представления о рисках для технологий и жизни на Земле, пишет Nature Communications Earth & Environment.

Магнитное поле Земли — это невидимый щит, который защищает нас от космической радиации и потоков заряженных частиц Солнца. Обычно его изображают как почти идеальный диполь с устойчивыми полюсами, но новые данные говорят о куда более «нервном» характере этой системы.

Международная группа ученых проанализировала осадочные керны со дна Северной Атлантики у берегов Ньюфаундленда и обнаружила в микроскопических кристаллах пород древнюю «запись» ориентации магнитного поля в эпоху эоцена — примерно 40 миллионов лет назад.

Что обнаружили: «длинный» и «грязный» переворот полюсов

Вместо краткого, относительно резкого переворота полюсов исследователи увидели два аномально растянутых события.

• Одно изменение полярности длилось около 18 тысяч лет.
• Другое — не менее 70 тысяч лет.

Компьютерное моделирование показало, что при определённых условиях инверсия вообще может растягиваться до 130 тысяч лет, хотя таких сверхдолгих примеров пока не зафиксировано в геологической летописи.

Учёные также обнаружили множественные «отскоки» — периоды, когда поле то почти переворачивалось, то возвращалось к прежнему направлению, не «решаясь» выбрать окончательную конфигурацию. Похожие признаки находили и при последней крупной инверсии Брюнес—Матуяма около 775 тысяч лет назад, которая заняла примерно 22 тысячи лет.

Вывод: затяжные, «грязные» и хаотичные инверсии — это, скорее всего, норма для земного геодинамо, а не редкое исключение.

Как вообще работает магнитное поле Земли

Магнитное поле рождается в жидком внешнем ядре планеты, на глубине около 2900 км, где циркулируют потоки расплавленного железа и никеля. Эта гигантская природная «динамо-машина» генерирует магнитное поле за счёт движения проводящего вещества и вращения планеты.

В нормальном состоянии у Земли есть северный и южный магнитные полюса, но на масштабах миллионов лет полярность периодически меняется местами. Такие инверсии фиксируют по направлению намагниченности пород: лава и осадки «запоминают», где находились полюса в момент их формирования.

Частота и длительность этих переворотов зависят от сложной конвекции в ядре и взаимодействия тепловых и химических потоков, поэтому процесс изначально хаотичен и плохо поддаётся точному прогнозу.

Когда ждать следующего «магнитного кризиса»

Авторы работы подчёркивают, что новое исследование не означает, будто инверсия вот-вот начнётся. Следующий переворот может случиться через сотни или тысячи лет, и на человеческом временном горизонте это не выглядит неминуемой катастрофой.

Однако картина рисков меняется: если раньше многие модели исходили из относительно короткого периода ослабленного поля, то теперь следует закладывать десятки тысяч лет повышенной уязвимости. Это важно и для долгосрочного планирования космической инфраструктуры, и для понимания того, как в будущем может эволюционировать биосфера.