Zastosowanie geomagnetyzmu w celu badania przeszłości
Ziemskie pole magnetyczne jest kluczowe dla utrzymania życia na naszej planecie. Pole to, generowane w zewnętrznym jądrze na głębokości około 2 900 kilometrów, działa jak osłona przed promieniowaniem kosmicznym. Pomimo swojego znaczenia, wiele mechanizmów wpływających na pole geomagnetyczne wciąż jest owiane tajemnicą. „Nasza wiedza na temat zachowania pola geomagnetycznego jest również ograniczona", zauważa Ron Shaar, koordynator projektu GeoArchMag z Uniwersytetu Hebrajskiego w Jerozolimie(odnośnik otworzy się w nowym oknie). „Ludzie zaczęli mierzyć intensywność i kierunek tego pola zaledwie około 180 lat temu”. Oznacza to, że nasz zapis pola geomagnetycznego Ziemi jest niepełny i obejmuje tylko ostatnie dwa stulecia. Aby cofnąć się w czasie, geolodzy muszą polegać na pomiarach pośrednich, na przykład opartych na badaniu skał.
Zmiany pola geomagnetycznego na przestrzeni tysięcy lat
Celem projektu GeoArchMag, który był realizowany dzięki wsparciu przez Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych(odnośnik otworzy się w nowym oknie), był rozwój technik pomiarowych, aby pomóc geologom lepiej zrozumieć pole geomagnetyczne. W tym celu zespół połączył dwie metody. Pierwszą z nich było datowanie materiałów archeologicznych. Bliski Wschód, region historycznie uznawany za kolebkę cywilizacji, jest źródłem artefaktów archeologicznych, które mogą mieć nawet przeszło 10 000 lat. Zespół opracował i przetestował nowe metody wydobywania informacji magnetycznych z setek artefaktów. Następnie badacze zebrali warstwy osadów ze zbiorników wodnych w tym samym regionie, w tym z Morza Martwego i Jeziora Galilejskiego. Celem było wyodrębnienie i gromadzenie danych geomagnetycznych, a następnie zestawienie ich z danymi archeologicznymi w celu stworzenia jedynego w swoim rodzaju archiwum magnetycznego. „Na tej podstawie byliśmy w stanie wygenerować krzywą, która przedstawia zachowanie i siłę pola geomagnetycznego w ciągu ostatnich kilku tysięcy lat”, wyjaśnia Shaar.
Wizualizacja zmian geomagnetyzmu Ziemi
Możliwość rejestrowania i wizualizacji zmian ziemskiego pola magnetycznego umożliwiła zespołowi dokonanie pewnych odkryć. „Udało nam się wskazać najsilniejsze pole, jakie może wygenerować Ziemia”, wskazuje Shaar. „Wykazaliśmy również, że intensywność ziemskiego pola magnetycznego może zmieniać się znacznie szybciej niż dotychczas sądzono”. Odkrycia te mogą pomóc geofizykom w znalezieniu odpowiedzi na kilka kluczowych pytań. Wiemy na przykład, że pole magnetyczne ma przerwę w rejonie południowego Atlantyku. Wiedza ta zaowocowała badaniami i ocenami ryzyka, których celem było sprawdzenie, czy Ziemia jest w związku z tym bardziej podatna na ekstremalne burze słoneczne. „Dzięki naszej krzywej odkryliśmy, że podobne anomalie występowały w przeszłości”, zauważa Shaar. „Ten słaby punkt nie jest czymś wyjątkowym”.
Nowe możliwości w dziedzinach geologii i archeologii
W przypadku geologów takich jak Shaar, zastosowanie technik datowania magnetycznego do badania osadów może prowadzić do uzyskania dokładniejszych wyników. Tradycyjne techniki datowania radiowęglowego wymagają obecności odpowiednich izotopów promieniotwórczych węgla. „Badanie historii klimatu Ziemi jest obarczone wieloma niepewnościami - jako zespół badawczy uważamy, że możemy wnieść istotny wkład w tę dziedzinę”, zauważa Shaar. Zespół otworzył także nowe możliwości w dziedzinie archeologii. Archeolodzy mogą wyodrębnić informacje magnetyczne ze znalezisk, porównać je z krzywą geomagnetyczną i dokładnie datować. „Połączenie dwóch skrajnie różnych dziedzin było naprawdę ekscytujące”, zauważa Shaar. „Zwiększenie naszego zrozumienia pola geomagnetycznego i zrozumienie jego znaczenia dla naszego życia również stanowi bardzo wartościowy rezultat”.