Omkering van de magnetische polen van de aarde

In de jaren 1950 registreerden oceaanonderzoekschepen raadselachtige gegevens op basis van het magnetisme van de oceaanbodem. Er werd vastgesteld dat de rots van de oceaanbodem banden van ingebedde ijzeroxiden had die afwisselend naar het geografische noorden en het geografische zuiden wezen. Dit was niet de eerste keer dat dergelijk verwarrend bewijs werd gevonden. In het begin van de 20e eeuw hadden geologen ontdekt dat sommige vulkanische rotsen op een manier waren gemagnetiseerd die tegengesteld was aan wat werd verwacht. Maar het waren de uitgebreide gegevens uit de jaren 1950 die tot een wijdverbreid onderzoek leidden, en tegen 1963 werd een theorie van de omkering van het magnetische veld van de aarde voorgesteld. Sindsdien is het een fundamenteel onderdeel van de aardwetenschappen.

Hoe het magnetisch veld van de aarde wordt gemaakt

Men denkt dat het magnetisme van de aarde wordt gecreëerd door langzame bewegingen in de vloeibare buitenkern van de planeet, die grotendeels uit ijzer bestaat, veroorzaakt door de rotatie van de aarde. Net zoals de rotatie van een generatorspoel een magnetisch veld creëert, genereert de rotatie van de vloeibare buitenkern van de aarde een zwak elektromagnetisch veld. Dit magnetische veld strekt zich uit in de ruimte en dient om zonnewind van de zon af te buigen. Het genereren van het magnetische veld van de aarde is een continu maar variabel proces. Er is een frequente verandering in de intensiteit van het magnetische veld en de precieze locatie van de magnetische polen kan afwijken. Het ware magnetische noorden komt niet altijd overeen met de geografische noordpool. Het kan ook de volledige omkering van de gehele magnetische veldpolariteit van de aarde veroorzaken.

Hoe we veranderingen in het magnetische veld kunnen meten

Vloeibare lava, die hard wordt in gesteente, bevat korrels van ijzeroxiden die reageren op het magnetische veld van de aarde door naar de magnetische pool te wijzen terwijl het gesteente stolt. Deze korrels zijn dus permanente registraties van de locatie van het magnetische veld van de aarde op het moment dat de rots zich vormt. Terwijl er nieuwe korst op de oceaanbodem wordt gecreëerd, stolt de nieuwe korst met zijn ijzeroxidedeeltjes die werken als miniatuur kompasnaalden, wijzend naar waar het magnetische noorden zich op dat moment bevindt. Wetenschappers die de lavastalen vanaf de bodem van de oceaan bestudeerden, konden zien dat de ijzeroxidedeeltjes in onverwachte richtingen wezen, maar om te begrijpen wat dit betekende, moesten ze weten wanneer de rotsen werden gevormd en waar ze zich bevonden op het moment dat ze stolden uit vloeibare lava. 

De methode voor het dateren van gesteente via radiometrische analyse is beschikbaar sinds het begin van de 20e eeuw, dus het was gemakkelijk genoeg om de leeftijd van de op de oceaanbodem gevonden rotsmonsters te vinden. 

Het was echter ook bekend dat de oceaanbodem in de loop van de tijd beweegt en zich verspreidt, en het was pas in 1963 dat informatie over het verouderen van rotsen werd gecombineerd met informatie over hoe de oceaanbodem zich verspreidde om een ​​definitief begrip te krijgen van waar die ijzeroxidedeeltjes naar wezen de tijd dat de lava vast werd in steen. 

Uitgebreide analyse toont nu aan dat het magnetische veld van de aarde de afgelopen 100 miljoen jaar ongeveer 170 keer is omgekeerd. Wetenschappers blijven gegevens evalueren en er is veel onenigheid over hoe lang deze perioden van magnetische polariteit duren en of de omkeringen met voorspelbare intervallen plaatsvinden of onregelmatig en onverwacht zijn.

Wat zijn de oorzaken en gevolgen?

Wetenschappers weten niet echt wat de omkeringen van het magnetische veld veroorzaakt, hoewel ze het fenomeen hebben gedupliceerd in laboratoriumexperimenten met gesmolten metalen, die ook spontaan de richting van hun magnetische velden zullen veranderen. Sommige theoretici geloven dat magnetische veldomkeringen kunnen worden veroorzaakt door tastbare gebeurtenissen, zoals botsingen met tektonische platen of botsingen van grote meteoren of asteroïden, maar deze theorie wordt door anderen verdisconteerd. Het is bekend dat voorafgaand aan een magnetische omkering de sterkte van het veld afneemt, en omdat de sterkte van ons huidige magnetische veld nu gestaag afneemt, geloven sommige wetenschappers dat we over ongeveer 2000 jaar nog een magnetische omkering zullen zien.. 

Als, zoals sommige wetenschappers suggereren, er een periode is waarin er helemaal geen magnetisch veld is voordat de omkering plaatsvindt, wordt het effect op de planeet niet goed begrepen. Sommige theoretici suggereren dat het ontbreken van een magnetisch veld het aardoppervlak zal openen voor gevaarlijke zonnestraling die mogelijk kan leiden tot een wereldwijd uitsterven van het leven. Er is momenteel echter geen statistische correlatie waarnaar in het fossielenbestand kan worden verwezen om dit te verifiëren. De laatste omkering vond ongeveer 780.000 jaar geleden plaats en er zijn geen aanwijzingen dat er toen massasoorten uitstierven. Andere wetenschappers beweren dat het magnetische veld niet verdwijnt tijdens omkeringen, maar slechts een tijdje zwakker wordt.

Hoewel we ons er minstens 2.000 jaar over kunnen afvragen, zou een massale verstoring van communicatiesystemen een duidelijk effect zijn als er vandaag een ommekeer zou plaatsvinden. Net zoals zonnestormen satelliet- en radiosignalen kunnen beïnvloeden, zou een omkering van het magnetische veld hetzelfde effect hebben, zij het in een veel sterkere mate.