Gli scienziati hanno identificato modelli nel campo magnetico terrestre che si evolvono nell'ordine di 1, 000 anni, fornendo nuove informazioni su come funziona il campo e aggiungendo una misura di prevedibilità ai cambiamenti nel campo non precedentemente noti.

La scoperta consentirà inoltre ai ricercatori di studiare il passato del pianeta con una risoluzione più fine utilizzando questa "impronta digitale" geomagnetica per confrontare i nuclei di sedimenti prelevati dagli oceani Atlantico e Pacifico.

Risultati della ricerca, che è stato sostenuto dalla National Science Foundation, sono stati recentemente pubblicati in Lettere di Scienze della Terra e dei Pianeti .

Il campo geomagnetico è fondamentale per la vita sulla Terra. Senza esso, le particelle cariche del sole (il "vento solare") spazzerebbero via l'atmosfera, dicono gli scienziati. Il campo aiuta anche nella navigazione umana e nelle migrazioni animali in modi che gli scienziati stanno solo iniziando a capire. Secoli di osservazione umana, così come il record geologico, mostrano che il nostro campo cambia drasticamente nella sua forza e struttura nel tempo.

Eppure, nonostante la sua importanza, molte domande rimangono senza risposta sul perché e come si verificano questi cambiamenti. La forma più semplice di campo magnetico proviene da un dipolo:una coppia di poli con carica uguale e contraria, come un magnete a barra.

"Sappiamo da tempo che la Terra non è un dipolo perfetto, e possiamo vedere queste imperfezioni nella documentazione storica, " disse Maureen "Mo" Walczak, un ricercatore post-dottorato presso l'Oregon State University e autore principale dello studio. "Stiamo scoprendo che le strutture non dipolari non sono evanescenti, cose imprevedibili. Sono molto longevi, ricorrenti oltre i 10, 000 anni - persistenti nella loro posizione durante l'Olocene.

"Questa è una specie di scoperta del Santo Graal, " lei ha aggiunto, "anche se non è perfetto. È un primo passo importante per comprendere meglio il campo magnetico, e sincronizzare i dati del nucleo di sedimenti su una scala più fine".

Circa 800, 000 anni fa, l'ago di una bussola magnetica avrebbe puntato a sud perché il campo magnetico terrestre era invertito. Queste inversioni si verificano in genere ogni diverse centinaia di migliaia di anni.

Mentre gli scienziati sono ben consapevoli del modello di inversione del campo magnetico terrestre, un modello secondario di "oscillazione" geomagnetica entro periodi di polarità stabile, nota come variazione secolare paleomagnetica, o PSV, potrebbe essere una chiave per capire perché si verificano alcuni cambiamenti geomagnetici.

Il campo magnetico terrestre non si allinea perfettamente con l'asse di rotazione, ecco perché il "nord vero" differisce dal "nord magnetico, " affermano i ricercatori. Nell'emisfero settentrionale questa disparità nel campo moderno è apparentemente guidata da regioni ad alta intensità geomagnetica che sono centrate sotto il Nord America e l'Asia.

"Quello che non sapevamo è se questa istantanea ha un significato a lungo termine - e quello che abbiamo scoperto è che lo fa, " ha detto Joseph Stoner, uno specialista paleomagnetico della Oregon State University e coautore dello studio.

Quando il campo magnetico è più forte sotto il Nord America, o nella "Modalità nordamericana, " spinge ripide pendenze e alte intensità nel Pacifico settentrionale, e basse intensità in Europa con declinazioni verso ovest nel Nord Atlantico. Questo è più coerente con il record storico.

La "modalità europea" alternativa è per certi versi l'opposto, con pendenza ridotta e bassa intensità nel Pacifico settentrionale, e declinazioni verso est nel Nord Atlantico e alte intensità in Europa.

"Come risulta, il campo magnetico è un po' meno complicato di quanto pensassimo, " Ha detto Stoner. "Si tratta di un'oscillazione abbastanza semplice che sembra derivare da variazioni di intensità geomagnetica in pochi luoghi ricorrenti con grandi impatti spaziali. Non siamo ancora sicuri di cosa guidi questa variazione, anche se è probabile che sia una combinazione di fattori, inclusa la convezione del nucleo esterno, che può essere influenzata nella configurazione dal mantello più basso".

I ricercatori sono stati in grado di identificare il modello studiando due nuclei di sedimenti ad alta risoluzione dal Golfo dell'Alaska che hanno permesso loro di sviluppare un 17, Ricostruzione di 400 anni del PSV in quella regione. Hanno quindi confrontato quei record con i nuclei di sedimenti di altri siti nell'Oceano Pacifico per catturare un'impronta digitale magnetica, che si basa sull'orientamento della magnetite nel sedimento, che funge da registratore magnetico del passato.

Il segnale magnetico comune trovato nei nuclei ora copre un'area che va dall'Alaska all'Oregon, e oltre alle Hawaii.

"L'allineamento magnetico di ricostruzioni ambientali distanti utilizzando inversioni nella registrazione paleomagnetica fornisce approfondimenti sul passato su una scala di centinaia di migliaia di anni, " ha detto Walczak. "Lo sviluppo della stratigrafia coerente PSV ci permetterà di guardare il record su una scala possibilmente breve come pochi secoli, confrontare gli eventi tra i bacini oceanici, e arrivare davvero al nocciolo di come le anomalie climatiche si propagano in tutto il pianeta su una scala rilevante per la società umana".

Il campo magnetico è generato all'interno della Terra da un fluido nucleo esterno di ferro, nichel e altri metalli che creano correnti elettriche, che a loro volta producono campi magnetici. Il campo magnetico è abbastanza forte da schermare la Terra dai venti solari e dalle radiazioni cosmiche. Il fatto che cambi è ben noto; le ragioni per cui sono rimaste un mistero.

Ora questo mistero potrebbe essere un po' più vicino a essere risolto.