Палеомагнитные реконструкции позволили установить, что в истории Земли уже многократно происходили инверсии магнитного поля, т.е. полюса геомагнитного диполя менялись местами. За последние 5 млн. лет это происходило уже около 20 раз. Последняя такая инверсия случилась примерно 780 тыс. лет назад.
Какой либо закономерности в смене интервалов полярности не замечено. Длительные периоды времени, в которые полярность магнитного поля ориентирована преимущественно в какую-нибудь одну сторону, называют эпохами или хронами. Сейчас мы живем в эпоху прямой полярности Брюнеса (открыл явление инверсии). Предыдущая эпоха – обратной полярности – эпоха Матуямы. За ней следует эпоха прямой полярности Гаусса, за ней – эпоха обратной полярности Гильберта и т.д. Внутри одной эпохи часто случаются относительно непродолжительные переполюсовки, называемые эпизодами или субхронами. К примеру, в хроне Матуямы выделены три отчетливых эпизода: Харамильо, Олдувай и Реюньон. В эпоху Брюнеса эпизодов не обнаружено. Зато известно, что в эту эпоху геомагнитные полюса совершили как минимум 14 экскурсов с отходом от полюсов вращения более чем на 45о. Иными словами, 14 раз геомагнитная ось значительно отклонялась от оси вращения планеты. В остальное время, судя по палеомагнитным данным, совпадение было очень хорошим. Это наводит на мысль, что ситуация в последние столетия чем-то напоминает очередной экскурс, который в наши дни стремительно завершается. Только вот смещение эксцентричного диполя, да своевольный характер истинных полюсов портят картину!
Интересные данные были получены в 1993 г. Оказалось, что смена полярности может быть гораздо менее хаотичным процессом, чем считалось ранее. Остаточная напряженность изучаемых глубоководных кернов, являющаяся отпечатком геомагнитного поля эпохи их образования, позволила увидеть некоторую закономерность: сразу после переполюсовки магнитное поле Земли как бы перезаряжается до некоторого сравнительно высокого уровня, а затем на протяжении одного геомагнитного хрона постепенно убывает, хотя это убывание очень сильно маскируется колебаниями магнитного момента М на более коротких временах. Так продолжается до те пор, пока уменьшающийся магнитный момент снова не откроет возможности новой инверсии.
Кроме того, удалось обнаружить и «ложные» (или неудавшиеся) инверсии, во время которых все происходит по тому же сценарию: геомагнитное поле ослабевает до некоторого уровня, затем следует настоящая перезарядка, во время которой общий магнитный момент планеты возрастает в несколько раз; только вот переполюсовки не происходит. Пример неудавшейся инверсии хорошо виден около 920 тыс. лет назад. Получается, что вовремя инверсий поле не переворачивается, а как бы распадается; в течение нескольких тысячелетий происходит его перестройка, а затем достаточно быстро по геологическим меркам оно возрождается сразу с обратным направлением магнитного момента. Палеомагнитные данные также показывают, что к моменту инверсии происходит не полное исчезновение главного поля, а ослабление только его дипольной компоненты. Квадрупольная, октупольная и др. недипольные компоненты, скорее всего, сохраняются. Получается, что в момент инверсии магнитное поле, хотя и очень слабое, остается, только оно имеет очень сложную, недипольную природу со множеством вторичных полюсов. Такой сценарий, безусловно, смягчает последствия для биосферы планеты, но нельзя забывать, что помимо общей космической защиты, геомагнитное поле служит основой пространственной ориентации огромного числа живущих на Земле видов. Кто знает, что будет с ними в отсутствие дипольной компоненты поля? И как будет чувствовать себя человек в слабой хаотичной перестраивающейся магнитосфере?
Нынешнее убывание общего магнитного момента Земли происходит именно за счет дипольного вклада. А странное поведение истинных магнитных полюсов как раз является проявлением недипольной компоненты: если бы ее не было вовсе, они точно совпадали бы с геомагнитными полюсами.
И тем не менее, то, что инверсия магнитного поля в ближайшие 1000-2000 лет неизбежна – совсем не факт! Мы еще очень мало знаем о механизме поддержания магнитного поля Земли. Дело в том, что даже сегодняшний уровень поля (М = 7,8∙1015 Тл∙м3) все еще гораздо выше, чем он был на протяжении большей части последних 50 тыс. лет. Новые данные, полученные геофизиками к 1998 г. благодаря изучению новых образцов океанических базальтов, показали, что за последние 160 млн. лет магнитный момент по своему значению (4,2±2,3)∙1015 Тл∙м3 близок к «мезозойскому дипольному минимуму». В свете новых данных правильнее было бы говорить о «современном дипольном максимуме». Получается, что в мезозое поле было просто средним, а величина М в эпоху Брюнеса колеблется существенно выше среднего значения. Этот факт говорит в пользу того, что сила магнитного поля Земли еще намного превосходит необходимый для инверсии уровень.
Еще статья по теме:
http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/fizika/MAGNITNOE...
