Inversione geomagnetica
Un'inversione geomagnetica è un cambiamento del campo magnetico di un pianeta tale che le posizioni del nord magnetico e del sud magnetico si scambiano.
Ciò è accaduto 183 volte negli ultimi 83 milioni di anni, in media due o tre volte per milione di anni. Prima di un cambiamento del campo magnetico, il campo magnetico terrestre si indebolisce e si sposta, come farebbe una trottola prima di cadere. Gli scienziati lo sanno come risultato di studi sul magnetismo sul fondo del mare, vicino alla dorsale medio-atlantica. La lava si muove lentamente da questo crepaccio (fessura nel fondo del mare) e poi si raffredda con le sue molecole di ossido di ferro che puntano tutte nella nuova direzione del campo magnetico terrestre. Possiamo guardare la storia di questo campo magnetico oggi per guardare indietro ai molti lanci del passato.
Le inversioni di tendenza si verificano a intervalli compresi tra meno di 0,1 milioni di anni e fino a 50 milioni di anni. Questi periodi sono chiamati crisoni.
Non c'è uno schema di questi cambiamenti, che sembrano avvenire in modo casuale. I cronometri durano da 0,1 a 1 milione di anni (vedi diagramma) con una media di 450.000 anni. La maggior parte delle inversioni richiede tra i 1.000 e i 10.000 anni.
L'ultima, l'inversione Brunhes-Matuyama, è avvenuta 780.000 anni fa; e potrebbe essere avvenuta molto rapidamente, nell'arco di una vita umana. Una breve inversione completa, nota come evento di Laschamp, si è verificata solo 41.000 anni fa durante l'ultimo periodo glaciale. Tale inversione è durata solo circa 440 anni, con un effettivo cambio di polarità che è durato circa 250 anni. Durante questo cambiamento la forza del campo magnetico si è indebolita al 5% della sua forza attuale. Brevi perturbazioni che non provocano l'inversione sono chiamate escursioni geomagnetiche.
Polarità geomagnetica negli ultimi 5 milioni di anni (Pliocene e Quaternario, tarda era cinozoica). Aree scure = periodi in cui la polarità corrisponde all'attuale Aree chiare = periodi in cui la polarità è invertita
I record del passato
Il passato record di inversioni geomagnetiche è stato notato per la prima volta osservando le inversioni della banda magnetica sul fondo dell'oceano. Questo portò presto allo sviluppo della teoria della tettonica a placche. La velocità relativamente costante con cui il fondo del mare si diffonde provoca "strisce" nel basalto. Da questi campi magnetici passati si può dedurre la polarità. I dati si ottengono rimorchiando un magnetometro lungo il fondo del mare.
Nessun fondale marino esistente non sottomesso ha più di 180 milioni di anni, quindi vengono utilizzati altri metodi per rilevare le inversioni più vecchie. La maggior parte delle rocce sedimentarie ha piccole quantità di minerali ricchi di ferro. Il loro orientamento riflette il campo magnetico quando si sono formate. Le rocce conservano questa registrazione a meno che non vengano modificate da qualche processo successivo.
Superchrons
Un supercrono è un intervallo di polarità che dura almeno 10 milioni di anni. Esistono due supercroni consolidati, il Cretaceo Normale e il Kiaman.
Il Cretaceo Normale (chiamato anche Cretaceous Superchron o C34) è durato quasi 40 milioni di anni. Tra il Cretaceo normale e il presente, la frequenza è generalmente aumentata lentamente.
Il Kiaman Reverse Superchron è durato dal tardo Carbonifero al tardo Permiano. Che è più di 50 milioni di anni, da 312 a 262 milioni di anni fa (mya). Il campo magnetico aveva invertito la polarità. Il nome "Kiaman" deriva dal villaggio australiano di Kiama, dove nel 1925 furono trovate alcune delle prime prove geologiche del supercrono.
Polarità geomagnetica dal Giurassico medio
Cause
Il campo magnetico della Terra, e di altri pianeti che hanno campi magnetici, è causato dall'azione della dinamo di ferro fuso nel nucleo planetario. Questa convezione (movimento) genera correnti elettriche che a loro volta danno origine a campi magnetici. Nelle simulazioni di dinamo planetarie, si verificano inversioni della dinamica sottostante. Per esempio, Gary Glatzmaier e il collaboratore Paul Roberts della UCLA hanno eseguito un modello numerico dell'accoppiamento tra elettromagnetismo e dinamica dei fluidi all'interno della Terra. La loro simulazione ha riprodotto le caratteristiche chiave del campo magnetico per oltre 40.000 anni di tempo simulato e il campo generato dal computer si è invertito. Inversioni di campo globali ad intervalli irregolari sono state osservate anche in un esperimento di laboratorio sui metalli liquidi VKS2.
Effetti sulla vita
Per quanto ne sappiamo, non ci sono effetti sulla vita. Sono stati fatti degli studi per vedere se le inversioni sono in qualche modo collegate ad eventi di estinzione. L'analisi statistica non mostra alcuna prova di una correlazione tra le inversioni e le estinzioni.
Domande e risposte
D: Che cos'è un'inversione geomagnetica?
R: Un'inversione geomagnetica è un cambiamento nel campo magnetico di un pianeta, tale che le posizioni del nord magnetico e del sud magnetico vengono scambiate.
D: Con quale frequenza si verificano queste inversioni?
R: Le inversioni si verificano circa due o tre volte ogni milione di anni, con intervalli che vanno da meno di 0,1 milioni di anni a 50 milioni di anni.
D: Quanto tempo ci vuole per un'inversione?
R: La maggior parte delle inversioni richiede tra i 1.000 e i 10.000 anni. L'ultima, l'inversione Brunhes-Matuyama, si è verificata 780.000 anni fa; e potrebbe essere avvenuta molto rapidamente, nell'arco di una vita umana.
D: Qual è un esempio di breve inversione completa?
R: Una breve inversione completa, nota come evento Laschamp, si è verificata solo 41.000 anni fa, durante l'ultimo periodo glaciale. Quell'inversione durò solo 440 anni circa, mentre il cambiamento effettivo di polarità durò circa 250 anni.
D: Quanto era debole il campo magnetico terrestre durante questo cambiamento?
R: Durante questo cambiamento, la forza del campo magnetico si è indebolita al 5% della sua forza attuale.
D: Cosa sono i crono?
R: I crono sono periodi che vanno da 0,1 a 1 milione di anni, con una media di 450.000 anni tra di loro, quando le inversioni si verificano in modo casuale, senza alcun modello o regolarità.
D: Cosa sono le escursioni geomagnetiche?
R: Le escursioni geomagnetiche sono brevi perturbazioni che non comportano inversioni complete, ma causano comunque cambiamenti nel magnetismo terrestre.
