Chất lỏng nóng chảy xung quanh lõi ngoài của Trái đất tạo ra một từ trường khổng lồ đang ôm lấy hành tinh của chúng ta từ khi còn nhỏ, bảo vệ nó khỏi bức xạ mặt trời có hại. Nhưng từ trường này được biết là không ngừng nghỉ - và một vài lần cứ sau một triệu năm, các cực lại lật và từ nam trở thành từ bắc và ngược lại.
Giờ đây, một nghiên cứu mới cho thấy các cực từ có thể lật thường xuyên hơn nhiều so với các nhà khoa học nghĩ. Đó là những gì dường như đã xảy ra khoảng 500 triệu năm trước trong thời kỳ Cambri, khi các sinh vật của Trái đất đang trải qua quá trình tăng trưởng tiến hóa, biến thành những dạng sống phức tạp hơn.
Để hiểu được hoạt động của từ trường trong thời gian này, một nhóm các nhà nghiên cứu từ Viện Vật lý Quả cầu Paris và Viện Hàn lâm Khoa học Nga đã thu thập các mẫu trầm tích từ một mỏm đá ở phía đông bắc Siberia.
Trong phòng thí nghiệm, họ đã xác định sự định hướng của các hạt từ tính bị mắc kẹt trong trầm tích bằng cách từ từ nung nóng chúng đến nhiệt độ cực cao để khử từ chúng. Sự định hướng của các hạt tương ứng với hướng từ trường (ví dụ, theo hướng từ tính hướng bắc), tại thời điểm và nơi trầm tích được lắng đọng. Các nhà nghiên cứu đã tinh chỉnh tuổi của các trầm tích bằng cách xác định niên đại hóa thạch trilobite được tìm thấy trong cùng một lớp, và do đó có thể ước chừng khi từ trường lật.
Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng khoảng 500 triệu năm trước, từ trường của hành tinh đã lật khoảng 26 lần mỗi triệu năm hoặc lâu hơn - tần số cao nhất từng được đề xuất. Đó là "cực đoan", cho rằng cho đến gần đây, năm lần lật một triệu năm được coi là rất cao, tác giả chính của Yves Gallet, giám đốc nghiên cứu của Trung tâm nghiên cứu khoa học quốc gia Pháp tại Viện Vật lý của Quả cầu Paris cho biết.
Nhưng có lẽ "cũng thú vị" là ngay sau thời gian này, trong vòng vài triệu năm, tần suất lật đổ cực kỳ nhanh chóng, Gallet nói. Trong khoảng 495 triệu đến 500 triệu năm trước, từ trường bắt đầu lật với tốc độ khoảng một đến hai lần mỗi triệu năm.
"Ý tưởng chủ đạo trong nhiều năm" là tần số đảo ngược từ trường sẽ chỉ phát triển dần dần trong hàng chục triệu năm, ông nói. Nhưng "ở đây chúng tôi cho thấy một sự thay đổi đột ngột về tần số đảo ngược xảy ra trong khoảng thời gian một triệu năm."
Rõ ràng là quá trình tạo ra từ trường trong lõi ngoài 500 triệu năm trước rất khác so với quá trình quan sát được ngày hôm nay, ông nói thêm. Nhưng những gì, chính xác đã đẩy từ trường Trái đất lật thường xuyên, không rõ ràng, ông nói. Một khả năng là sự đảo ngược thường xuyên có thể đã được gây ra bởi những thay đổi trong điều kiện nhiệt ở ranh giới giữa lõi ngoài bằng sắt lỏng và lớp phủ được điều khiển bởi động lực học lớp phủ, ông nói. Các nghiên cứu gần đây cũng cho thấy lõi bên trong có thể đã bắt đầu nguội đi và hóa cứng khoảng 600 hoặc 700 triệu năm trước. Quá trình này cũng có thể đóng một vai trò trong hoạt động của từ trường, ông nói.
Sự đảo ngược từ trường cuối cùng đã xảy ra vào khoảng 780.000 năm trước, nhưng mặc dù có những lo ngại rằng nó có thể xảy ra một lần nữa - điều này có thể tạm thời làm suy yếu trường, khiến bức xạ mặt trời có hại đến với chúng ta - nó có thể không "sớm" trong những năm của con người.
"Điều quan trọng cần nhớ là thời gian chúng ta đang xem xét cho sự tiến hóa trong tần số đảo ngược từ tính ít nhất là vài triệu năm," Gallet nói. Ở quy mô này, sự đảo ngược từ trường có thể tiến hóa nhanh hơn hoặc ít hơn. Nhưng "một sự đảo ngược cực từ không dành cho ngày mai", ông nói thêm.
Những phát hiện được công bố trực tuyến vào ngày 20 tháng 9 trên tạp chí Trái đất và Khoa học hành tinh.
Lưu ý của biên tập viên: Bài viết này được cập nhật vào ngày 11 tháng 10 lúc 9:50 sáng để làm rõ rằng sự đảo ngược thường xuyên có thể là do thay đổi điều kiện nhiệt ở ranh giới giữa lõi sắt lỏng và lớp phủ, thay vì trong chất lỏng -lõi sắt.
- Tôn giáo và khoa học: 6 tầm nhìn về lõi trái đất
- Trái đất từ trên cao: 101 hình ảnh tuyệt đẹp từ quỹ đạo
- Ảnh cực quang: Xem góc nhìn ngoạn mục của đèn phía Bắc
