Zapraszamy po kolejną porcję wiedzy. Dzisiaj krótko i ciekawie o polu magnetycznym Ziemi.
92 dzień wyprawy
66°16’29” S, 100°45,00” E, Tz=-1°C, Tw=22°C, Patm=978 hP
Kiedy coś widać, słychać i czuć, to wiemy, że jest. Są jednak byty niewyczuwalne zmysłami. Na przykład pole magnetyczne. Jest wszechobecne, generowane przez galaktyki, gwiazdy i wirujące elektrony. Ziemia jest wielkim, choć słabym, planetarnym magnesem, który oddziałuje na cząstki elektryczne, będące w jego zasięgu. Kontroluje też położenie igły magnetycznej kompasu. Bez pośrednika, który sam ma właściwości magnetyczne, nie mielibyśmy jednak pojęcia o istnieniu pola magnetycznego naszej planety.
Źródłem ziemskiego pola magnetycznego jest jądro naszej planety. Einstein uważał wyjaśnienie genezy tego pola za jedno z najważniejszych zadań fizyki. Był jednak przeciwny modelowi, który przypisywał generację pola wirującym prądom konwekcyjnym w płynnym jądrze naszej planety (model samowzbudnego dynama). Dziś jest to model obowiązujący, gdyż tłumaczy nie tylko genezę tego pola, ale i jego cechę odwracania swojej polarności. Tę zdumiewającą właściwość odkrył w roku 1951 Ian Hospers, z pochodzenia Holender, doktorant Uniwersytetu w Cambridge. Hospers wykazał, że sukcesje lawowe Islandii namagnesowane są raz w jedną, a raz w odwrotną stronę. Jego pracę magazyn “Nature” opublikował w dwa tygodnie po otrzymaniu manuskryptu. Każdemu doktorantowi życzę takiego samego szczęścia, gdyż zadanie naukowe postawione przed Hospersem było zupełnie innej natury. Inwersje pola magnetycznego odkrył przypadkiem, poza tematem swojego doktoratu.
Odkrycie inwersji było przełomem w naukach o Ziemi. Studia nad naturalną pozostałością magnetyczną skał doprowadziły do powstania hipotezy ekspansji den oceanicznych i wędrówki kontynentów, którą dziś potwierdzają nie tylko badania paleomagnetyczne, ale także obserwacje satelitarne. Alfred Wegener, którego koncepcja dryfu kontynentalnego była odrzucana przez największych badaczy Ziemi, czułby się dziś spełnionym naukowcem.
Badania paleomagnetyczne rzuciły także więcej światła na osobliwą historię pola geomagnetycznego. Otóż początkowo (archaik) pole to było prawie tak silne jak dziś. Potem jednak (proterozoik) zaczęło systematycznie słabnąć, aż pod koniec proterozoiku (ediakar) prawie zanikło. Jego natężenie wynosiło zaledwie 10% natężenia dzisiejszego! Rodzące się życie znalazło się w śmiertelnym niebezpieczeństwie, gdyż pole magnetyczne chroni Ziemię przed wyniszczającym promieniowaniem słonecznym. Jednak na przełomie proterozoiku i fanerozoiku pole magnetyczne odrodziło się i dziś jest naszą tarczą obronną przed wysokoenergetycznymi cząstkami plazmy słonecznej. Mars nie miał tego szczęścia. Jądro Marsa dość szybko skrystalizowało, dynamo magnetyczne stanęło w bezruchu, wiatr słoneczny wywiał atmosferę, woda przetrwała być może tylko w zmrożonych na kość rejonach polarnych i dziś Mars jest planetą wymarłą.
Szanujmy więc nie tylko wodę, atmosferę i przyrodę, ale i pole magnetyczne Ziemi. W Oazie Bungera, która w mojej opinii może być analogiem wczesnomarsjańskiego środowiska, znajdujemy skały wieku kambryjskiego (500 mln lat), które mogą przechować zapis kierunków i natężenia dawnego pola magnetycznego. Wołodia, paleomagnetyk z Moskwy, zbiera próbki skał, a ja jestem podekscytowany możliwością ich badania w moim macierzystym laboratorium Instytutu Geofizyki PAN. Monika będzie je datować izotopowo. Może wspólnie uda się nam dorzucić trzy grosze do historii pola magnetycznego Ziemi?
Przesłane przez Marka Lewandowskiego