Magnetizam drži našu atmosferu na mjestu i štiti nas od štetnog kozmičkog zračenja i solarnih vjetrova. Ali nekoliko puta svakih milijun godina polaritet polja preokreće i magnetska mjesta Sjevernog i Južnog pola. Posljednji put se to dogodilo prije otprilike 780.000 godina. Procjenjivalo se da ovaj postupak traje tisućama godina, mijenjajući se brzinom od oko jednog stupnja godišnje.

Ali ova i druge dramatične promjene smjera magnetskog polja mogu se dogoditi desetak puta brže nego što se nekada mislilo - i gotovo 100 puta brže od nedavno uočenih promjena, izvijestili su istraživači u novoj studiji objavljenoj u časopisu Nature Communications.

Propadanje rastopljenog željeza u vanjskoj jezgri planete, više od 2700 kilometara ispod površine, pokreće Zemljino nevidljivo magnetsko polje. Magma stvara električne naboje koji određuju položaje magnetskih stupova i oblikuju nevidljive magnetske linije koje povezuju polove.

Interakcije između jezgre i magnetskog polja su složene. Njihovi tandemski tokovi stvaraju mrlje koje su na nekim mjestima snažno magnetske, a na drugima slabije; intenzitet magnetizma može varirati s vremenom i na različitim lokacijama u jezgri i na površini, rekao je glavni autor studije Christopher Davies, izvanredni profesor sveučilišta u Leedsu.

Ovaj protok je turbulentan, poput protoka u tavi s kipućom vodom. Kako tekuća jezgra 'ključa', to kretanje stvara uspone i padove magnetske sile u različitim dijelovima jezgre i oblikuje utjecaj na magnetosferu.

Neke su varijacije tih interakcija danas vidljive znanstvenicima, poput mrlja intenzivnog magnetizma na velikim geografskim širinama; značajki magnetskog polja koje se kreću prema istoku ili zapadu; ili dugotrajnim slabim točkama u polju između Afrike i Južne Amerike, poznatim kao Južnoatlantska anomalija.

Stoljećima su brodski dnevnici bilježili promjene u magnetskom polju; o istome sad svjedoče sateliti i opservatoriji. Nedavna opažanja pokazuju da se snaga magnetskog polja smanjila u posljednjih 160 godina. To sugerira da bi se magnetski polovi na Zemlji mogli okrenuti, prije ili kasnije.

Znanstvenici znaju da se polaritet mijenja, ali je prilično mutno što se sve događa tijekom tog preokreta. Da bi odgovorila na to pitanje, Davies i suradnica Catherine Constable, profesorica Scripps Instituta za oceanografiju u San Diegu, koristili je novi model magnetskog polja, izveden iz velikog broja podataka promatranja magnetskog polja u posljednjih 100.000 godina, piše Live Science.

Promjene magnetskog polja pojavljuju se u morskim sedimentima, ohlađenim tokovima lave, pa čak i strukturama i artefaktima koje je napravio čovjek. Međutim, time se može otkriti samo što se događa do ruba jezgre, ali ne i unutar nje. Zbog toga su znanstvenici rezultate kombinirali s računalnim simulacijama fizike stvaranja magnetskog polja koje proizlaze iz kretanja jezgre.

Davies i Constable otkrili su da magnetsko polje može mijenjati smjer za čak 10 stupnjeva godišnje u zonama u kojima polje slabi. Ta stopa je otprilike 10 puta brža od onih o kojima su govorili prethodni modeli i stotinjak puta brža od promjena uočenih modernim promatranjima.

Simulacije su pokazale da se smjer magnetskog polja mijenja s promjenom tokova istopljene jezgre. To se češće događalo blizu ekvatora.

Novi dokaz da se promjene najbrže događaju na najmanjim zemljopisnim širinama sugerira i na što bi znanstvenici ubuduće trebali posvetiti više pažnje, zaključuju autori.