Aardmagnetisch veld kantelt veel vaker dan werd gedacht

De plek voor nieuws en feiten over de Natuur en het Milieu op aarde.
Ook topics over de prachtige Dierenwereld op onze planeet kunnen hier worden geplaatst.
Plaats reactie
Gebruikersavatar
Fenna
Kletskous
Berichten: 5968
Lid geworden op: 05 mar 2013, 17:16

Aardmagnetisch veld kantelt veel vaker dan werd gedacht

Bericht door Fenna » 09 okt 2019, 13:07

https://www.nationalgeographic.nl/weten ... rd-gedacht
Aardmagnetisch veld kantelt veel vaker dan werd gedacht

De magnetische polen van de aarde verwisselden 500 miljoen jaar geleden verrassend vaak van plek, wat nieuwe aanwijzingen oplevert over de binnenkern van de aarde en het vroegste leven op onze planeet.

Afbeelding
De wisselwerking tussen de zonnewind en het aardmagnetisch veld brengt verbluffende lichtshows voort, zoals dit noorderlicht boven Canada. Het kleurrijke schijnsel herinnert ons eraan welke belangrijke rol de magnetische ballon om de aarde speelt bij het beschermen van onze planeet tegen straling vanuit de ruimte.
FOTOGRAAF ESA/NASA



WETENSCHAP
Aardmagnetisch veld kantelt veel vaker dan werd gedacht
De magnetische polen van de aarde verwisselden 500 miljoen jaar geleden verrassend vaak van plek, wat nieuwe aanwijzingen oplevert over de binnenkern van de aarde en het vroegste leven op onze planeet.

De wisselwerking tussen de zonnewind en het aardmagnetisch veld brengt verbluffende lichtshows voort, zoals dit noorderlicht boven Canada. Het kleurrijke schijnsel herinnert ons eraan welke belangrijke rol de magnetische ballon om de aarde speelt bij het beschermen van onze planeet tegen straling vanuit de ruimte.

Yves Gallet balanceerde op een steile rotswand in het noordoosten van Siberië terwijl een turkooizen rivier zich kalmpjes door het glooiende landschap beneden hem slingerde. Maar Gallet, verbonden aan het Institut de physique du globe de Paris (IPGP), richtte zijn blik op deze rotsen omdat hij één doel voor ogen had: het ontcijferen van de geschiedenis van het aardmagnetisch veld.

Het beschermende magnetische veld dat als een ballon rond de aarde hangt, werkt als een schild tegen de voortdurende stroom van geladen deeltjes die door de zon wordt uitgestoten. In de 4,6 miljard jaar lange geschiedenis van onze planeet is dat aardmagnetisch veld vaak gekanteld, waarbij de noord- en zuidpool telkens van plaats verwisselden. En uit sommige studies is gebleken dat de volgende omdraaiing zich aandient, althans in een geologisch tijdraam. Hoewel angstvisioenen over een aanstaande geomagnetische Apocalyps overdreven zijn, zou zo’n magnetische kanteling grote gevolgen kunnen hebben – van een veel grotere blootstelling aan straling tot technologische storingen. Vandaar dat de zoektocht naar meer inzicht in dit patroon van kantelingen in het geologische verleden meer is dan louter wetenschappelijke nieuwsgierigheid.


Maar onlangs hebben Gallet en zijn collega’s bewijzen gevonden voor een van de perioden met de snelste opeenvolging van kantelingen die ooit is vastgelegd. In dit verbijsterend turbulente tijdperk, dat nu is beschreven in het tijdschrift Earth and Planetary Science Letters, doorliep de planeet elke één miljoen jaar 26 omdraaiingen van de magnetische polen – meer dan vijfmaal zo vaak als in de afgelopen tien miljoen jaar.


EARTH 101
De aarde is voor zover we weten de enige planeet waarop leven voorkomt. Kom meer te weten over de oorsprong van onze planeet en over een aantal van de belangrijkste factoren die van dit blauwe stipje in de ruimte een uniek wereldwijd ecosysteem maken.
De resultaten onderschrijven het toenemende bewijs dat het aardmagnetisch veld veel vaker kantelt dan tot nu toe voor mogelijk werd gehouden, zegt Joseph Meert, een expert in paleomagnetisme aan de University of Florida die geen deel uitmaakte van het onderzoeksteam. Met dit soort onderzoek wordt geprobeerd om stukje bij beetje het gefragmenteerde beeld van het aardmagnetisch veld in het geologische verleden te reconstrueren en daaruit af te leiden wanneer en waarom deze magnetische acrobatiek plaatsvond. En mogelijk hadden tijdperken van magnetische hyperactiviteit ook een grote invloed op het ontstaan van het leven op aarde.


Rusteloze polen
Het aardmagnetisch veld wordt aangedreven door een rondtollende schil van ijzer en nikkel, de vloeibare buitenkern van de aarde die op een gemiddelde diepte van ruim drieduizend kilometer onder het aardoppervlak ligt. In de loop der millennia zijn de acrobatische toeren van dit magnetische veld vastgelegd in mineralen met een hoog ijzergehalte die zich richten naar het aardmagnetisch veld. Als gesteente wordt afgezet of lava stolt, wordt de richting van het aardmagnetisch veld voor altijd in deze mineralen vastgelegd, als kleine kompasjes die zijn bevroren.

Op grond van dit paleomagnetische archief is gebleken dat de polen van de aarde zo’n 780.000 jaar geleden zijn omgedraaid en dat het aardmagnetisch veld in het verre verleden nog veel vaker kantelde, waarbij het ongeveer elke 200.000 jaar omdraaide. Ook kende de aarde lange tijdperken waarin de polen op hun plek bleven, zoals een tijdblok van veertig miljoen jaar gedurende het Jura, zo’n honderd miljoen jaar geleden.

Maar hoe snel kunnen omdraaiingen van de polen elkaar opvolgen? Om die vraag te beantwoorden reisden Gallet en zijn collega’s te voet, per helikopter en op opblaasbare vlotten naar gevaarlijk steile klippen die dateren uit een tijdperk in het Midden-Cambrium, circa een half miljard jaar geleden, waarvan nog maar weinig gesteentemonsters waren genomen. De zandafzettingen in dit gebied, waar ooit een warme, ondiepe zee moet hebben gelegen, bevatten ook magnetische mineralen die lang geleden in het slib op de kalme zeebodem zijn afgezet en uiteindelijk tot nieuwe gesteentelagen zijn samengeperst.

Gallet en zijn collega’s bezochten deze plek voor het eerst aan het begin van de jaren 2000, toen ze 119 monsters uit de bijna loodrechte rotswand boorden. Uit dat onderzoek kwam een periode in het Midden-Cambrium naar voren waarin het aardmagnetisch veld elke één miljoen jaar op z’n minst achtmaal was gekanteld.

Wetenschappers namen gesteentemonsters uit de rotswanden van de zogenaamde Khorbusuonka-formatie in Siberië. In de ijzerhoudende mineralen …
Wetenschappers namen gesteentemonsters uit de rotswanden van de zogenaamde Khorbusuonka-formatie in Siberië. In de ijzerhoudende mineralen van deze rotsen is de paleomagnetische handtekening van de aarde gedurende drie miljoen jaar vastgelegd.

“We verwachtten niet dat we zo’n hoge frequentie van omdraaiingen zouden aantreffen,” schrijft Gallet in een e-mail, waarin hij aangeeft dat een tempo van vier à vijf omdraaiingen per één miljoen jaar als hoog wordt beschouwd. Het snelle tempo was voor Gallet en zijn collega’s aanleiding om zo snel mogelijk nog meer monsters te verzamelen. In de zomer van 2016 keerden ze hier terug en boorden om de tien tot twintig centimeter een stukje rots uit de rotswand – in totaal zo’n 550 monsters. De analyse van de paleomagnetische handtekening in deze monsters bevestigde hun vermoeden: gedurende de periode van drie miljoen jaar die in het gesteente was vastgelegd, registreerden ze een verbluffend aantal van 78 omdraaiingen van het aardmagnetisch veld.

“We hadden een zeer hoge frequentie van magnetische omdraaiingen verwacht, maar natuurlijk niet zó hoog,” zegt Gallet. En in 22 van de gesteentemonsters is slechts één omdraaiing vastgelegd, wat volgens hem kan betekenen dat het werkelijke aantal omdraaiingen nog hoger lag.

Kantelmoment
Voorlopig roept de nieuwe studie meer vragen op dan ze beantwoordt. Zo is het onduidelijk waarom het aardmagnetisch veld in dat tijdperk zo wispelturig was en, nog raadselachtiger, waarom het relatief snel weer tot rust kwam.

Een van de mogelijkheden is dat deze kantelingen in het verre verleden in verband staan met het afkoelen en kristalliseren van de vaste binnenkern van de aarde. In veel studies wordt ervan uitgegaan dat dit proces tussen de 600 en 700 miljoen jaar geleden begon, en misschien was de snelle opeenvolging van omdraaiingen in het Midden-Cambrium het gevolg van een laatste fase in de kristallisatie van die binnenkern. Maar daarover bestaat nog veel onzekerheid.

“Het is überhaupt erg moeilijk om iets te weten te komen over de binnenkern en het gedrag ervan,” zegt geologe Annique van der Boon van de University of Liverpool, die niet bij het nieuwe onderzoek was betrokken. “We kunnen die kern niet zien en we kunnen er niet komen.”


Het enige andere tijdperk met een vergelijkbaar snelle opeenvolging van omdraaiingen, gedurende het Ediacarium, vond tussen de 550 en 560 miljoen jaar geleden plaats, in een periode die interessant genoeg samenvalt met een massa-extinctie van het leven op aarde, zegt Meert. Uit onderzoek blijkt dat het aardmagnetisch veld dat zich gedurende deze periode in het Ediacarium zo grillig gedroeg, extreem zwak was, waardoor het leven op de planeet aan hoge straling kan zijn blootgesteld en er dus extreme omstandigheden op het aardoppervlak heersten.

“Om het in Star Trek-taal te zeggen: ons ruimteschild was buiten gebruik, waardoor het aardoppervlak werd gebombardeerd met kosmische en andere straling.”
DOOR JOSEPH MEERT, UNIVERSITY OF FLORIDA
“Om het in Star Trek-taal te zeggen: ons ruimteschild was buiten gebruik, waardoor het aardoppervlak werd gebombardeerd met kosmische en andere straling,”zegt Meert. Mogelijk heeft deze verhoogde blootstelling aan straling geleid tot het uitsterven van de vroegste meercellige organismen op aarde, wezens die zich in het Ediacarium ontwikkelden en waarvan velen zich niet konden voortbewegen om voor de straling te schuilen.


Maar de nu gepresenteerde periode van magnetische hyperactiviteit gedurende het Midden-Cambrium valt niet samen met enige vorm van massa-extinctie. Integendeel, in dit tijdperk gedijt het leven op aarde in al zijn veelvoud. Misschien hadden deze nieuwe soorten tijdens hun evolutie allerlei oplossingen bedacht, wat zou kunnen blijken uit de grote hoeveelheid wezens die holen groeven en andere dieren die zich in veiligheid konden brengen voor de schadelijke zonnestraling. Maar volgens Meert kunnen we daarover op dit punt alleen maar speculeren.

Magnetische vragen
Fascinerend is dat het patroon van omdraaiingen bepaalde cyclussen vertoont, waarbij zich elke 150 miljoen jaar langere tijdperken zonder kantelingen voordoen. Tussen deze rustige perioden in lijkt het aardmagnetisch veld in een tempo van vijf omdraaiingen per één miljoen jaar te veranderen. En binnen deze onrustige perioden vallen weer korte perioden van extreme wispelturigheid.


Op grond van deze ruwe cyclussen zou het aardmagnetisch veld nu weer op weg zijn naar een periode van hyperactiviteit, zegt Meert, hoewel hij erbij zegt dat nog veel aspecten onzeker zijn. En ook al zou een nieuwe omdraaiing aanstaande zijn, dan nog moeten we dat in geologische termen bekijken, wat betekent dat dit soort omdraaiingen zich om de paar duizend jaar voordoen. “Het is niet zoals in de film, namelijk dat je wakker wordt en je kompas opeens naar het zuiden wijst,”zegt Meert.

Een grote uitdaging bij het ontcijferen van deze patronen is het feit dat het paleomagnetische ‘archief’ in gesteenten zeer gefragmenteerd is. Terwijl aardschollen langs en onder elkaar schuiven, worden gesteenten samengeperst en vervormd, waardoor veel gegevens verloren gaan, legt Van der Boon uit, die onderzoek doet naar zeer zeldzame paleomagnetische gesteenten van vierhonderd miljoen jaar geleden, waaruit mogelijk een tijdperk met een verhoogd tempo van kantelingen blijkt. “Ik ben een beetje jaloers op hun gegevens, want die zien er heel duidelijk uit,” zegt zij.


Hoewel wetenschappers er alles aan doen om onder deze lastige omstandigheden gegevens te verzamelen, moeten ook de nieuwe bevindingen nog worden vergeleken met gesteentemonsters uit andere delen van de wereld, om te bevestigen dat er inderdaad van een wereldomspannende omdraaiing van de polen sprake is geweest, zegt Florian Lhuillier, geomagneticus aan de Ludwig-Maximilians-Universität München. Ook zou hij de resultaten graag bevestigd zien door paleomagnetische gegevens in vulkanisch gesteente. Ook de mineralen in deze gesteenten leggen het aardmagnetisch veld vast, wanneer ze van lava tot steen stollen. Maar afzettingen worden tijdens dit proces van verstening ook verbrokkeld en samengeperst, waarbij hun chemische samenstelling kan veranderen en ons beeld van hun magnetische oriëntatie verstoord kan worden.

Toch biedt het nieuwe onderzoek een fascinerend inkijkje in het turbulente gedrag van de vroege aarde en levert het een schat aan nieuwe gegevens op om nader te bestuderen. Een van de vervolgonderzoeken zal bestaan uit het vergelijken van deze nieuwe gegevens met computermodellen, zegt Courtney Jean Sprain, aardwetenschapper aan de University of Liverpool: “We kunnen er nu enkele van onze modellen op loslaten en dan bekijken wat voor interessants daar uitkomt.”


Dit artikel werd oorspronkelijk in het Engels gepubliceerd op NationalGeographic.com
.............................................................................................
Beter gekwetst door de waarheid dan getroost door een leugen.
Khaled Hosseini.

Gebruikersavatar
univers
Observer
Berichten: 22585
Lid geworden op: 27 jan 2013, 11:10

Re: Aardmagnetisch veld kantelt veel vaker dan werd gedacht

Bericht door univers » 09 okt 2019, 17:29

:post:
Een mens is net een open boek, je moet het enkel kunnen lezen.

Plaats reactie