Under 1950-talet registrerade havsgående forskningsfartyg förbryllande data baserat på magnetism av havsbotten. Det bestämdes att berget på havsbotten hade band av inbäddade järnoxider som växelvis pekade mot geografiskt norr och geografiskt söder. Detta var inte första gången sådana förvirrande bevis hittades. I början av 1900-talet geologer hade hittat några vulkanisk sten magnetiserades på ett sätt motsatt av vad som förväntades. Men det var de omfattande uppgifterna från 1950-talet som ledde till en omfattande utredning, och 1963 föreslogs en teori om omvändningen av jordens magnetfält. Det har varit ett fundament i jordvetenskapen sedan dess.
Hur jordens magnetfält skapas
Jordens magnetism tros skapas av långsamma rörelser i den vätska yttre kärna av planeten, som till stor del består av järn, orsakad av jordens rotation. På samma sätt som rotationen av en generatorspole skapar ett magnetiskt fält, genererar rotationen av den flytande ytterkärnan i jorden ett svagt elektromagnetiskt fält. Detta
magnetiskt fält sträcker sig ut i rymden och tjänar till att avleda solvind från solen. Genereringen av jordens magnetfält är en kontinuerlig men variabel process. Det sker ofta i magnetfältets intensitet och magnetpolarnas exakta placering kan driva. Sann magnetisk norr motsvarar inte alltid den geografiska nordpolen. Det kan också orsaka fullständig reversering av jordens hela magnetfältpolaritet.Hur vi kan mäta magnetfältförändringar
Flytande lava, som härdar till berg, innehåller kärnor av järnoxider som reagerar på jordens magnetfält genom att peka mot magnetpolen när berget stelnar. Således är dessa korn permanenta register över platsen för jordens magnetfält vid berget. När ny skorpa skapas på havsbotten, stelnar den nya jordskorpan med sina järnoxidpartiklar som fungerar som miniatyrkompassnålar och pekar till var magnetisk norr är vid den tiden. Forskare som studerade lavaproverna från havets botten kunde se att järnoxidpartiklarna pekade i oväntade riktningar, men för att förstå vad detta betydde, behövde de veta när klipporna bildades, och var de var belägna när de stelnade ur vätska lava.
Metoden för att datera rock genom radiometrisk analys har funnits sedan början av 1900-talet, så det var en tillräckligt lätt sak att hitta åldern på de bergprover som hittades på havsbotten.
Det var emellertid också känt att havsbotten rör sig och sprider sig över tid, och det var inte förrän 1963 som stenåldrande information kombinerades med information om hur havsbotten sprider sig för att ge en definitiv förståelse för var de järnoxidpartiklarna pekade när lavan stelnade till sten.
Omfattande analys visar nu att jordens magnetfält har vänt cirka 170 gånger under de senaste 100 miljoner åren. Forskare fortsätter att utvärdera data, och det är mycket oenighet om hur länge dessa perioder av magnetisk polaritet sist och om omvändningarna sker med förutsägbara intervaller eller är oregelbundna och oväntat.
Vilka är orsakerna och effekterna?
Forskare vet inte riktigt vad som orsakar reverseringarna av magnetfältet, även om de har kopierat fenomen i laboratorieexperiment med smälta metaller, som också spontant kommer att förändra deras riktning magnetiska fält. Vissa teoretiker tror att reversering av magnetfält kan orsakas av konkreta händelser, t.ex. tektonisk platta kollisioner eller påverkan från stora meteorer eller asteroider, men denna teori diskonteras av andra. Det är känt att framåt till en magnetisk omvändning, fältets styrka minskar, och eftersom styrkan hos vår nuvarande magnetfält är nu i stadig nedgång, vissa forskare tror att vi kommer att se en annan magnetisk reversering på cirka 2 000 år.
Om det, som vissa forskare antyder, finns en period under vilken det inte finns något magnetfält alls innan vändningen sker, är effekten på planeten inte väl förstått. Vissa teoretiker föreslår att ingen magnetfält kommer att öppna jordens yta för farligt solstrålning som potentiellt kan leda till global livslängd. Men det finns för närvarande ingen statistisk korrelation som kan pekas på i fossilregistret för att verifiera detta. Den senaste vändningen inträffade för cirka 780 000 år sedan, och det finns inga bevis som visar att det fanns utrotningar av massarter vid den tiden. Andra forskare hävdar att magnetfältet inte försvinner under vändningar, utan bara blir svagare under en tid.
Även om vi har minst 2000 år att undra oss om det skulle en uppenbar effekt vara en massavbrott för kommunikationssystem om en omvändning skulle inträffa idag. Mycket som solstormar kan påverka satellit och radiosignaler skulle en magnetfältåtergång ha samma effekt, dock i mycket mer uttalad grad.