Žemės pietiniame pusrutulyje vyksta keistas fenomenas: prasideda tai, ko laukėme ir bijojome?

Žemę gaubia magnetinis laukas. Jis nukreipia kompaso rodyklę į šiaurę ir saugo mūsų atmosferą nuo kosminio vėjo – elektringų dalelių srautų, kuriuos dosniai žeria ne tik Saulė, bet ir tolimos galaktikos ar sprogstančios žvaigždės.

Be magnetinio lauko apsaugos, radiacija mūsų atmosferą lėtai, bet užtikrintai nuplėštų, ir gyvybė neegzistuotų, kaip dabar.

Galite įsivaizduoti magnetinį lauką kaip amžiną, nuolatinį gyvybės Žemėje aspektą – tam tikra prasme taip ir yra. Bet Žemės magnetinis laukas nuolat kinta. Kartkartėmis – kas keletą šimtų tūkstančių metų ar panašiai – magnetinio lauko poliai apsikeisdavo vietomis. Šiaurinis imdavo rodyti į pietus, o pietinis – šiaurėn. Vykstant šiam apsikeitimui, lauko stiprumas labai sumenkdavo.

Geofizikai teigia, kad Žemės magnetinis laukas pastaruosius 160 metų neraminančiai sparčiai silpo. Šio silpnėjimo centras – didžiuliame plote, besitęsiančiame nuo Zimbabvės iki Čilės, vadinamoje Pietų Atlanto anomalijoje.

Čia magnetinis laukas toks silpnas, kad kyla grėsmė virš šio regiono skriejantiems palydovams – magnetinis laukas čia nebesaugo jų nuo radiacijos, trukdančios palydovo elektronikai.

O laukas vis silpnėja ir tai gali pranašauti dar netgi dramatiškesnius įvykius, tarp kurių – ir magnetinių polių apsikeitimas. Toks pokytis paveiktų mūsų navigacijos sistemas, o taip pat elektros perdavimo tinklus.

Šiaurės pašvaistės būtų matomos kitose platumose. O kadangi dėl keitimosi metu labai susilpnėjusio magnetinio lauko Žemės paviršių pasiektų daugiau radiacijos, padaugėtų ir vėžio atvejų.

Vis dar iki galo nesuprantame, kokio stiprumo būtų šis efektas, dėl to šios srities tyrimai dar svarbesni. Stengdamiesi šią paslaptį įminti, kreipiame žvilgsnį netgi į tokius netikėtus šaltinius, kaip 700 metų amžiaus Afrikos archeologiniai radiniai.

Geomagnetinio lauko genezė

Žemės magnetinį lauką kuria mūsų planetos išoriniame skystame branduolyje vykstanti geležies konvekcija. Remdamiesi gausiais dabartinį magnetinį lauką fiksuojančių observatorijų ir palydovų duomenimis, galime modeliuoti, kaip šis laukas atrodytų, jei laikytume kompasą virš Žemės gelmėse verpetuojančio skysto geležies branduolio.

Šios analizės atskleidė stulbinantį faktą: po pietine Afrikos dalimi, skystos geležies išorinio branduolio ir šiek tiek standesnės Žemės mantijos sandūroje, yra apsukto poliariškumo regionas. Čia magnetinio lauko poliariškumas nukreiptas priešinga kryptimi, nei globalus magnetinis laukas. Jei galėtume tokioje gelmėje po pietine Afrikos dalimi naudotis kompasu, jis šiaurės kryptį rodytų į pietus.

Būtent šis plotas ir kuria Pietų Atlanto anomaliją. Atliekant skaitmenines simuliacijas, tokie neįprasti plotai, koks yra po pietų Afrika, atsiranda prieš pat geomagnetinius apsikeitimus.

Per Žemės istoriją ašigaliai keitėsi vietomis ne kartą, bet pastarasis apsikeitimas įvyko tolimoje praeityje, maždaug prieš 780 000 metų. Spartus dabartinio magnetino lauko silpnėjimas ir silpnėjimo struktūra natūraliai kelia klausimą, kas gi įvyko prieš 160 metų.

Tolyn į praeitį

Tyrinėdami archeomagnetizmą, geofizikai praeities magnetinį lauką tiria drauge su archeologais. Pavyzdžiui, molyje, iš kurio būdavo žiedžiami indai, yra šiek tiek magnetinių mineralų, tokių kaip magnetitas. Indus degant, magnetinių mineralų magnetizmas pranyksta. Vėstančiuose magnetiniuose mineraluose įsirašo tuo metu buvusio magnetino lauko kryptis ir stipris. Nustačius indo ar archeologinės radimvietės amžių (pavyzdžiui, radioaktyviosios anglies datavimo metodu), aiškėja archeomagnetinė istorija.

Naudodami tokius duomenis sužinojome dalį šiaurinio pusrutulio archeomagnetizmo istorijos. O pietinio Žemės pusrutulio archeomagnetinės žinios skurdžios. Konkrečiai, praktiškai nėra duomenų iš Afrikos pietų – o būtent šis regionas, kartu su Pietų Afrika, galėtų suteikti daugiausiai įžvalgų apie apsuktojo branduolio srauto ploto, kuriančio Pietų Atlanto anomaliją, istoriją.

Bet dabartinių pietinės Afrikos dalies gyventojų protėviai, bantu kalba kalbėję metalurgai ir ūkininkai, į šį regioną migravę prieš 2 000–1 500 metų, netyčia paliko mums šiokių tokių užuominų. Šie geležies amžiaus žmonės gyveno iš molio drėbtose trobelėse ir grūdus saugojo molio induose. Kaip pirmieji pietų Afrikos geležies amžiaus žemdirbiai, jie labai priklausė nuo lietaus.

Šios bendruomenės su sausra dažnai kovodavo apsivalymo ritualais, kurių metu būdavo deginami purvo gurvuoliai. Senovės žmonių tragedija po daugelio amžių pasitarnavo archeomagnetizmui. Kaip ir indų degimo ir aušimo atveju, atšalusiame gurvuolių molyje buvo įrašytas Žemės magnetinis laukas.

Kadangi šių senovinių trobelių grindys ir grūdų indai kartais aptinkami nepaliesti, tirdami mėginius galime sužinoti tuometinio magnetinio lauko kryptį ir stiprį. Kiekvienos tokios trobelės asla yra savotiška maža magnetinė observatorija, kurių kompasas sustingo laike iškart po išdegimo.

Mokslininkai dėmesį sutelkė į geležies amžiaus kaimelius, išsibarsčiusius Limpopo upės slėnyje, šiaurėje ribojamame dabartinės Zimbabvės, Botsvanos – vakaruose ir PAR – pietuose.

Kintantis magnetinis laukas

Limpopo upės slėnio radiniai suteikė pirmąsias žinias apie pietinės Afrikos dalies archeomagnetinę istoriją tarp 1000-ųjų ir 1600-ųjų mūsų eros metų. Nustatyta, kad praeityje, apie 1300 metus, šioje vietoje magnetinis laukas silpo taip pat sparčiai, kaip ir dabar. Vėliau jo intensyvumas stiprėjo, nors ir daug lėčiau.

Dviejų spartaus lauko silpimo intervalų – prieš 700 metų ir dabartinio – buvimas rodo, kad šis reiškinys kartojasi. Ar dabar po pietų Afrika esantis apversto magnetino srauto plotas galėjo rastis reguliariai, seniau, negu rodo mūsų duomenys? Jei taip, kodėl šioje vietoje?

Per praėjusį dešimtmetį tyrėjai kaupė žemės drebėjimų seisminių bangų atvaizdus. Per Žemės sluoksnius sklindančių antrinių (sklindančių per žemės gelmes, o ne paviršių) seisminių bangų greitis priklauso nuo sluoksnių tankio. Dabar žinome, kad didelis lėtų antrinių bangų plotas Afrikos pietuose charakterizuoja branduolio ir mantijos sandūrą.

Konkrečiai šis pietų Afrikos gelmių regionas turi specialų (gan ilgą) pavadinimą – Afrikos didžioji mažo antrinių bangų sklidimo greičio provincija (angl. Large Low Shear Velocity Province – LLSVP). Nors daugelis raukosi nuo tokio išsamaus, bet itin žargoniško pavadinimo, šiam dariniui turėtų būti dešimtys milijonų metų. Nors ir tūkstančių kilometrų skersmens, jo ribos ryškios. Įdomu, kad apversto branduolio srauto plotas praktiškai sutampa su rytine jo riba.

Tai, kad dabartinio apversto branduolio srauto plotas ir Afrikos LLSVP kraštas yra taip fiziškai arti, verčia susimąstyti. Tyrėjai sudarė šiuos du fenomenus jungiantį modelį. Jie daro prielaidą, kad neįprasta Afrikos mantija keičia geležies tėkmę po ja esančiame branduolyje, kuris savo ruožtu keičia magnetinį lauką seisminės provincijos pakraštyje ir sukuria apversto srauto plotus.

Spėjama, kad šie atvirkščio srauto plotai sparčiai auga ir paskui palengva išnyksta. Kartkartėmis vienas toks plotas gali išaugti pakankamai, kad pradėtų dominuoti pietų pusrutulio magnetiniame lauke – ir tada poliai apsikeičia vietomis.

Įprasta manyti, kad šie apsikeitimai gali prasidėti bet kurioje branduolio vietoje. Mokslininkų koncepcinis modelis rodo, kad branduolio ir mantijos sandūroje gali būti ypatingos, polių apsikeitimus sukeliančios vietos. Dar nežinoma, ar dabartinis laukas per ateinančius tūkstantmečius apsivers, ar tiesiog dar porą amžių silps.

Bet dabartinių pietinės Afrikos gyventojų protėvių pateikti duomenys be abejonės padės vystyti jų sukurtą magnetinių polių apsikeitimo mechanizmą. Jeigu jis pasirodys esąs teisingas, polių apsikeitimas gali būti kilęs iš Afrikos.

Pagal Futurism.com inf. parengė Vytautas Povilaitis.