Gedurende de lange geologische geschiedenis van de aarde, de magnetische pool is niet stabiel gebleven.

Om redenen die nog steeds weinig worden begrepen, het aardmagnetisch veld kan plotseling – en zonder waarschuwing – verzwakken, begin te schuiven, en zelfs helemaal de andere kant op.

Gegevens geven aan dat in de afgelopen 160 miljoen jaar, de magnetische pool is minstens enkele honderden keren van polariteit omgekeerd. Een "omkering van het aardmagnetische veld" genoemd, " dit heeft ertoe geleid dat de polen van positie zijn gewisseld, met magnetisch noorden dat magnetisch zuiden wordt, en vice versa. De magnetische pool heeft ook zogenaamde "excursies" ondergaan. Tijdens een excursie evenement, het aardmagnetisch veld verzwakt en begint af te drijven, maar keert zichzelf niet om. Het veld wordt weer sterker en de palen keren uiteindelijk terug naar hun oorspronkelijke positie.

Robert Coe, professor geologie aan de UC Santa Cruz, zal zijn paper presenteren, "Wat we weten en niet weten over omkeringen" tijdens de komende bijeenkomst van de American Geophysical Union (AGU) in Washington, DC in december.

Coe is emeritus hoogleraar geofysica, en heeft een lange en indrukwekkende carrière achter de rug. Hij heeft talloze onderscheidingen en erkenning ontvangen voor zijn vele onderzoeksprestaties. Hij behaalde zijn Ph.D. aan de Universiteit van Californië, Berkeley, en deed postdoctoraal werk in Australië voordat hij terugkeerde naar de Verenigde Staten waar hij in 1968 bij de faculteit van UC Santa Cruz kwam. Hij heeft op een aantal gebieden belangrijke bijdragen geleverd, inclusief vulkanologie, geochemie, en tektoniek. In de jaren zeventig, hij ontwikkelde een methode om de intensiteit van het magnetische veld in rotsen nauwkeuriger te meten - een methode die zijn naam draagt. Misschien wel zijn belangrijkste bijdrage, echter, in paleomagnetisme is geweest, waar hij een pionier is geweest in de studie van omkeringen van magnetische velden.

"Het magnetisch veld van de aarde is rusteloos, ', zei Coe in een recent interview.

Het bewijs voor deze rusteloosheid kwam voor het eerst aan het licht in het begin van de twintigste eeuw toen geologen erkenden dat bepaalde rotsen magnetisme vertoonden dat in oriëntatie anders was dan het dan huidige magnetische veld van de aarde. Hoewel er destijds weinig aandacht aan werd besteed, geologen erkenden uiteindelijk het belang van deze waarneming en raakten geïnteresseerd in het onderzoeken van het fenomeen. Een aantal invloedrijke artikelen gepubliceerd in de jaren zestig - waaronder een aantal artikelen geschreven door Coe - werpen veel licht op het proces door polariteitsovergangen in zowel lavastromen als sedimenten te identificeren.

Het proces waarbij rotsen worden gemagnetiseerd, vindt plaats wanneer ze worden gevormd, legde Co uit. Wetenschappers weten veel meer over hoe vulkanisch gesteente wordt gemagnetiseerd dan over sedimentair gesteente. Als stollingsgesteenten afkoelen, bijvoorbeeld, ze worden gemagnetiseerd in de richting van het op dat moment heersende veld. Dit proces kan een paar dagen of een paar jaar duren en geeft een "momentopname" van het aardmagnetisch veld, hij voegde toe. Bijgevolg, door veel verschillende gesteenten te bestuderen die tijdens verschillende geologische perioden zijn gevormd, onderzoekers kunnen een verslag maken van de geschiedenis van magnetische omzwervingen van de aarde.

Een van de beste gegevens over de magnetische omkeringen van de aarde komt van Steens Mountain in het zuidoosten van Oregon. Hier, een reeks overlappende basaltische lavastromen uit het Mioceen leggen een complexe geschiedenis vast van enkele duizenden jaren van de aardmagnetische geschiedenis van de aarde. aanzienlijk, het Steens Mountain-record getuigt van een volledige magnetische omkering die zo'n 15,5 miljoen jaar geleden in een buitengewoon snel tempo (tussen 3 en 8 graden per dag) plaatsvond.

Helaas, magnetische omkeringen kunnen veel complexer zijn dan zelfs de beste, meest gedetailleerde paleomagnetische record bij de hand. Vulkanische gegevens worden beperkt door de "discontinue en episodische aard van vulkaanuitbarstingen, " zei Coe. Om de aardmagnetische geschiedenis van de aarde beter te begrijpen, Coe benadrukte, we moeten uitstekende gegevens hebben, niet alleen van vulkanische contexten, maar ook van sedimentaire gegevens.

Zeer gedetailleerde diepzeekernen die recentelijk zijn verkregen tijdens booroperaties in de Noord-Atlantische Oceaan, zouden de spil kunnen vormen. Deze werden verkregen uit een verticaal gedeelte van de oceaanbodem en zorgen voor een continue opeenvolging van gemagnetiseerde lagen.

"De Noord-Atlantische records geven hoop, ' zei Ko.

Vandaag, er is veel geleerd over omkeringen in het magnetisch veld van de aarde.

Het is nu bekend, bijvoorbeeld, dat magnetische omkeringen veel vaker voorkomen dan eerder werd aangenomen, en dat ze vaak kunnen optreden bij ongelooflijk snelle clips. Het is ook bekend dat de laatste volledige omkering, die plaatsvonden 770, 000 jaar geleden, vond plaats over een periode van minder dan 100 jaar.

Veel meer, echter, valt nog te leren.

Het belangrijkste is, geologen blijven discussiëren over de oorzaak van deze omkeringen.

"Een magnetische omkering heeft zeker een groot willekeurig of chaotisch aspect, ' zei Coe. 'En het is actief over vele tijdschalen.'

Hoewel er een aantal theorieën zijn geponeerd, de heersende verklaring suggereert dat omkeringen uiteindelijk verband houden met de convectieve beweging van de aarde.

"Het magnetisch veld van de aarde komt van een dynamo-achtige actie die voortkomt uit de beweging van de metalen vloeistoffen in de buitenste kern, " hij zei.

Wetenschappers hebben ook gedebatteerd of een omkering grote gevaren kan veroorzaken, vooral naar technologie. Sommigen hebben betoogd dat een omkering het falen van de wereldwijde elektronische en communicatiesystemen zou veroorzaken. De vraag, echter, is controversieel en blijft onbeantwoord.