Nel corso della lunga storia geologica della Terra, il polo magnetico non è rimasto stabile.

Per ragioni ancora poco comprese, il campo magnetico terrestre può improvvisamente – e senza preavviso – indebolirsi, inizia a girare intorno, e persino invertire completamente la direzione.

I registri indicano che negli ultimi 160 milioni di anni, il polo magnetico ha invertito la sua polarità almeno diverse centinaia di volte. Chiamato "inversione del campo geomagnetico, "questo ha comportato lo scambio di posizioni dei poli, con il nord magnetico che diventa il sud magnetico, e viceversa. Il polo magnetico ha anche subito le cosiddette "escursioni". Durante un evento di escursione, il campo magnetico terrestre si indebolisce e comincia ad andare alla deriva ma non si inverte. Il campo si rafforza ei pali tornano finalmente alla posizione iniziale.

Il professore di geologia della UC Santa Cruz, Robert Coe, presenterà il suo articolo, "Quello che sappiamo e non sappiamo sugli inversioni" durante il prossimo incontro dell'American Geophysical Union (AGU) a Washington, D.C. questo dicembre.

Coe è un professore emerito di geofisica, e ha avuto una lunga e illustre carriera. Ha ricevuto numerosi premi e riconoscimenti per i suoi numerosi risultati di ricerca. Ha conseguito il dottorato di ricerca. all'Università della California, Berkeley, e ha svolto un lavoro post-laurea in Australia prima di tornare negli Stati Uniti dove è entrato a far parte della facoltà della UC Santa Cruz nel 1968. Ha dato contributi significativi in ​​una serie di aree, compresa la vulcanologia, geochimica, e tettonica. Negli anni '70, ha sviluppato un metodo per misurare più accuratamente l'intensità del campo magnetico nelle rocce - un metodo che porta il suo nome. Forse il suo contributo più significativo, però, è stato nel paleomagnetismo, dove è stato un pioniere nello studio delle inversioni di campo magnetico.

"Il campo magnetico terrestre è irrequieto, ", ha detto Coe in una recente intervista.

Le prove di questa irrequietezza vennero alla luce per la prima volta all'inizio del ventesimo secolo, quando i geologi riconobbero che alcune rocce esibivano un magnetismo che era diverso nell'orientamento dal campo magnetico allora attuale della Terra. Anche se all'epoca era stata presa in considerazione poco, i geologi alla fine riconobbero il significato di questa osservazione e si interessarono allo studio del fenomeno. Un certo numero di articoli influenti pubblicati negli anni '60, tra cui un certo numero di articoli scritti da Coe, hanno gettato molta luce sul processo identificando le transizioni di polarità sia nei flussi di lava che nei sedimenti.

Il processo mediante il quale le rocce vengono magnetizzate si verifica quando si formano, Ha spiegato Coe. Gli scienziati sanno molto di più su come le rocce vulcaniche si magnetizzano che sulle rocce sedimentarie. Mentre le rocce ignee si raffreddano, Per esempio, si magnetizzano nella direzione del campo prevalente al momento. Questo processo può richiedere alcuni giorni o alcuni anni e fornisce una "istantanea" del campo magnetico terrestre, Ha aggiunto. Di conseguenza, studiando molte rocce diverse formatesi durante diversi periodi geologici, i ricercatori possono creare una registrazione della storia dei vagabondaggi magnetici della Terra.

Uno dei migliori resoconti delle inversioni magnetiche della Terra viene da Steens Mountain nel sud-est dell'Oregon. Qui, una serie di colate laviche basaltiche dell'era miocenica che si sovrappongono registrano una storia complessa di diverse migliaia di anni della storia geomagnetica della Terra. In modo significativo, il record di Steens Mountain porta la prova di una completa inversione magnetica avvenuta a un ritmo straordinariamente rapido (tra 3 e 8 gradi al giorno) circa 15,5 milioni di anni fa.

Sfortunatamente, le inversioni magnetiche possono essere molto più complesse anche delle migliori, record paleomagnetico più dettagliato a portata di mano. Le registrazioni vulcaniche sono limitate dalla "natura discontinua ed episodica delle eruzioni vulcaniche, " disse Coe. Per capire meglio la storia geomagnetica della Terra, Ha sottolineato, abbiamo bisogno di avere eccellenti registrazioni non solo da contesti vulcanici ma anche da dati sedimentari.

Le carote di profondità molto dettagliate ottenute di recente durante le operazioni di perforazione nel Nord Atlantico potrebbero fornire il perno. Questi sono stati ottenuti da una sezione verticale del fondale oceanico e forniscono una sequenza continua di strati magnetizzati.

"I record del Nord Atlantico danno una speranza, " ha detto Coe.

Oggi, si è appreso molto sulle inversioni del campo magnetico terrestre.

È ormai noto, Per esempio, che le inversioni magnetiche si verificano molto più frequentemente di quanto ipotizzato in precedenza, e che spesso possono verificarsi a clip incredibilmente rapide. È anche noto che l'ultimo capovolgimento completo, che si è verificato 770, 000 anni fa, avvenuta in un arco di tempo inferiore a 100 anni.

Molto di piu, però, è ancora da imparare.

Più importante, i geologi continuano a discutere la causa di questi capovolgimenti.

"Un'inversione magnetica ha certamente un grande aspetto casuale o caotico, " Ha detto Coe. "Ed è attivo su molte scale temporali".

Sebbene siano state formulate numerose teorie, la spiegazione prevalente suggerisce che le inversioni siano in definitiva legate al moto convettivo della Terra.

"Il campo magnetico terrestre deriva da un'azione simile a una dinamo derivante dal movimento dei fluidi metallici nel nucleo esterno, " Egli ha detto.

Gli scienziati hanno anche discusso se un'inversione può causare gravi pericoli, soprattutto alla tecnologia. Alcuni hanno sostenuto che un'inversione causerebbe il fallimento dei sistemi elettronici e di comunicazione mondiali. La domanda, però, è controverso e rimane senza risposta.