В отличие от географических полюсов магнитные полюса Земли, являющиеся основой наших навигационных систем, активно смещаются.

Северный магнитный полюс медленно перемещался из канадской Арктики в сторону России с 1831 года. Однако последнее время скорость его смещения в сторону Сибири резко выросла, и теперь она составляет примерно 55 километров в год. Это заставило ученых раньше срока обновить Всемирную магнитную модель, которой пользуются Организация Североатлантического договора, американские и британские вооруженные силы, а также гражданские системы навигации.

Согласно Всемирной магнитной модели — 2020, магнитный полюс продолжит смещаться в сторону России, но теперь скорость этого смещения будет медленно уменьшаться примерно до 45 километров в год. С момента его обнаружения северный магнитный полюс уже сместился на 2250 километров.

Магнитное поле нашей планеты меняет свою полярность каждые несколько сотен тысяч лет — и северный магнитный полюс может оказываться на географическом Южном полюсе. Последний раз такая инверсия магнитного поля Земли произошла 770 тысяч лет назад.

В ходе нового исследования ученым удалось выяснить, что последний раз процесс инверсии магнитного поля занял около 22 тысяч лет, то есть он оказался намного более продолжительным, чем ученые ожидали.

Хотя некоторые эксперты убеждены, что инверсия магнитного поля Земли может произойти в течение одной человеческой жизни, научные данные не подтверждают эту теорию.

Ученым удалось изучить феномен инверсии магнитного поля путем анализа глобальных данных об осадочных отложениях в океане, ледяных кернов в Антарктиде и потоков лавы. Анализ взятых образцов показал, как магнитное поле Земли ослабевало, частично перемещалось, стабилизировалось и меняло свою полярность в течение миллиона лет.

«Причины инверсии магнитного поля находятся в самых глубоких участках недр Земли, но ее эффекты проявляются по всей планете, особенно на поверхности Земли и в атмосфере, — отметил Брэд Сингер (Brad Singer), автор исследования и геолог Висконсинского университета в Мэдисоне. — Если у вас нет полных и точных данных высокого разрешения касательно того, как проявляется инверсия магнитного поля на поверхности Земли, будет трудно даже просто обсуждать механику возникновения этого явления».

Магнитное поле нашей планеты возникает вследствие взаимодействия жидкого внешнего ядра Земли, которое вращается вокруг твердого внутреннего ядра. Когда происходит инверсия, обычно сильное магнитное поле ослабевает.

Породные формации позволяют проследить изменения в магнитном поле. Потоки лавы и отложения фиксируют то состояние магнитного поля, которое существовало в момент их возникновения. Геологи могут использовать их образцы как кусочки паззла, чтобы воссоздать историю изменений магнитного поля Земли. Таким образом можно исследовать историю, уходящую в прошлое на миллионы лет, однако наиболее четкими данными стали данные о последней инверсии.

«Лавовые потоки — это идеальные регистраторы изменений в магнитном поле. В них присутствует множество железосодержащих минералов, и, когда они охлаждаются, они застывают в направлении поля, — объяснил Сингер. — Но это очень неравномерная „летопись". Вулканы не извергаются постоянно. Поэтому мы вынуждены проводить тщательный анализ, чтобы выявить нужные нам данные».

Датирование лавовых потоков с помощью радиоизотопов, а также данные о магнитном поле, получаемые со дна океана и ледяных кернов в Антарктиде, помогли ученым воссоздать картину последней инверсии магнитного поля.

В лавовых потоках ученых интересует аргон, потому что радиоактивный распад калия происходит в камнях, а в ледяных кернах их интересует бериллий. Ослабление магнитного поля приводит к тому, что космическая радиация начинает сильнее воздействовать на нашу планету, в результате чего образуется больше бериллия.

Непосредственный процесс инверсии занял менее 4 тысяч лет — просто капля в море, учитывая возраст нашей планеты. Однако этой инверсии предшествовали 18 тысяч лет нестабильности, включая две временные и частичные инверсии.

Сила магнитного поля уменьшается примерно на 5% каждые 100 лет, и признаки его ослабления указывают на предстоящую инверсию. Однако выяснить, когда именно эта инверсия произойдет, трудно.

Если инверсия магнитного поля Земли произойдет на нашем веку, мы сможем увидеть ее воздействие на навигационные системы, спутники и коммуникации. Однако, по мнению ученых, с течением времени человечество будет постепенно адаптироваться к периодам нестабильности магнитного поля.

«Я работаю над этим вопросом уже 25 лет, — сказал Сингер. — И теперь у нас есть больше данных, больше точных данных касательно последней инверсии, чем когда-либо прежде».