Het magnetisch veld van de aarde, ongeveer 3 gegenereerd, 000 km onder onze voeten in de vloeibare ijzeren kern, draden door de hele planeet en ver de ruimte in - beschermen leven en satellieten tegen schadelijke straling van de zon. Maar dit afschermende effect is verre van constant, aangezien de veldsterkte sterk varieert in zowel ruimte als tijd.

In de afgelopen eeuw is de veldsterkte is relatief langzaam veranderd:de grootste verandering is een daling van 10% in de zuidelijke Atlantische Oceaan, dat is nog steeds een voldoende groot effect om elektronische problemen te veroorzaken voor satellieten die door de regio zijn gepasseerd. Echter, nieuwe waarnemingen en modellen suggereren dat er vreemd genoeg een veel grotere verandering plaatsvond rond 1000 voor Christus in een veel kleiner gebied.

Deze "geomagnetische piek" biedt een potentieel diepgaand nieuw inzicht in de dynamiek en evolutie van het verborgen binnenste van de aarde dat nu ontdekt wordt.

Dus wat zijn geomagnetische pieken en wat zijn de vooruitzichten en implicaties als er nog een komt? De geomagnetische piek van 1000 voor Christus werd voor het eerst geïdentificeerd op koperen slakkenbergen in Jordanië en Israël. Deze werden gedateerd uit organisch materiaal in de terrils met behulp van radiokoolstofdatering.

Wetenschappers onderzochten vervolgens het koper met behulp van geavanceerde laboratoriumtechnieken om erachter te komen wat het magnetische veld van de aarde op dat moment was - vertrouwend op het feit dat wanneer gesmolten ijzer snel afkoelt, het bevriest met een handtekening van het veld op dat moment. Door monsters te nemen van verschillende lagen van de terril – met iets andere leeftijden en magnetisatie – konden ze ook zien hoe de veldsterkte in de loop van de tijd veranderde. Ze ontdekten dat de koperslak de magnetische veldsterkte van de aarde in slechts 30 jaar met meer dan 100% had geregistreerd.

Onverwacht hoge veldsterktes rond 1000 voor Christus zijn ook ontdekt in Turkije, China en Georgië uit verschillende bronnen. Opmerkelijk, de veldsterkte in India, Egypte en Cyprus rond dezelfde tijd was volkomen normaal, wat aangeeft dat de piek misschien slechts 2 was, 000 km breed. Zo'n snelle verandering over zo'n klein gebied markeert de geomagnetische piek als een van de meest extreme variaties van het magnetisch veld van de aarde die ooit zijn geregistreerd.

De piek die in Jordanië wordt gezien, is het resultaat van een veel sterker en smaller magnetisch kenmerk dat in de vloeibare kern van de aarde is gecreëerd. Het proces dat de piek heeft gegenereerd, is nog steeds gehuld in mysterie, hoewel het waarschijnlijk verband houdt met de ijzerstroom in de kern, die rond het magnetische veld sleept terwijl het beweegt (stromen produceren magnetische velden). De kern wordt van onderaf verwarmd en van bovenaf gekoeld, dus men denkt dat het ijzer binnenin een krachtige turbulente beweging ondergaat, vergelijkbaar met een sterk verwarmde pan met water. Een mogelijkheid is dat de piek naar het oppervlak van de aardkern werd getrokken door een straal omhoog bewegend ijzer.

Na dit, de piek kan naar het noordwesten zijn verplaatst voordat hij samensmelt met andere magnetische kenmerken in de buurt van de geografische polen. Alternatief, de piekintensiteit kan zijn afgenomen terwijl het onder Jordan bleef.

Al deze opties suggereren dat het gedrag van het vloeibare ijzer aan de bovenkant van de kern van de aarde rond 1000 voor Christus heel anders was dan vandaag. De meeste van onze kennis van de kern is afkomstig van ongeveer de laatste 200 jaar, overeenkomend met het tijdstip waarop directe magnetische veldmetingen beschikbaar waren. Voorafgaand aan de ontdekking van de piek was er geen reden om te vermoeden dat de kernstroomsnelheden in 1000 v.Chr. veel anders zouden zijn dan vandaag - inderdaad, de beschikbare modellen suggereren dat er weinig verschil was.

Echter, om de snelle veranderingen in verband met de piek te verklaren, zijn stromen nodig die vijf tot tien keer zo groot zijn als die van nu, een grote verandering in korte tijd. Bovendien, zo'n smalle piek vereist een gelijkaardige gelokaliseerde stroming, wat in contrast staat met de circulaties op wereldschaal die we vandaag zien. Het vooruitzicht dat de ijzeren kern sneller zou kunnen stromen en meer plotseling zou kunnen veranderen dan eerder werd gedacht, samen met de mogelijkheid dat er in het verleden nog extremere piekachtige gebeurtenissen hebben plaatsgevonden, is een uitdaging voor sommige conventionele opvattingen over de dynamiek van de kern van de aarde.

Toekomstige gevolgen?

Veranderingen in het magnetisch veld van de aarde worden over het algemeen niet verondersteld directe gevolgen te hebben voor het leven, maar er zijn potentieel belangrijke maatschappelijke implicaties die voortvloeien uit onze afhankelijkheid van elektronische infrastructuur. Een verscheidenheid aan effecten kan ontstaan ​​door interacties tussen het magnetische veld van de aarde en geladen deeltjes die de aarde bereiken vanaf de zon.

Van bijzonder belang zijn geomagnetische stormen (veroorzaakt door de zonnewind), waarvan bekend is dat ze stroomuitval en verstoring van satelliet- en communicatiesystemen veroorzaken. De economische implicaties van zware stormen lopen naar schatting in de miljarden ponden en hun belang wordt nu weerspiegeld in het nationale risicoregister.

Geomagnetische stormen komen het meest voor in regio's waar het magnetisch veld van de aarde ongewoon zwak is. Spikes zijn gebieden met een ongewoon sterk magnetisch veld, maar een fundamentele natuurwet betekent dat ze vergezeld moeten gaan van regio's met een zwakker veld elders op de wereld. De hamvraag is of het veld een beetje zwakker wordt over een groot gebied of juist heel zwak wordt in een klein gebied. Het laatste "anti-piek"-scenario zou vergelijkbaar of extremer kunnen zijn dan de huidige zwakke plek in de Zuid-Atlantische Oceaan.

Of er nog meer pieken zullen zijn, is moeilijk te zeggen. Tot voorkort, de Jordaanse piek was de enige dergelijke gebeurtenis ooit waargenomen. Echter, er is nu verleidelijk nieuw bewijs voor een andere spike-achtige functie in Texas, ook rond 1000 voor Christus. Ons begrip van hoe spikes eruit zouden moeten zien, hoe ze veranderen in de tijd, en hoe ze zich verhouden tot de beweging van het vloeibare ijzer in de kern van de aarde verbeteren ook snel.

In combinatie met numerieke simulaties die de dynamiek van de kern van de aarde modelleren, het is misschien binnenkort mogelijk om de eerste voorspellingen te doen over hoe vaak pieken optreden en de meest waarschijnlijke locaties waar ze zich in het verleden hadden kunnen voordoen (en zich in de toekomst kunnen voordoen). Het zou kunnen dat ze vaker voorkomen dan we denken.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.