فکر می‌شود که وارونگی‌های میدان مغناطیسی، تا آنجا که به مقیاس‌های وقتی زمین‌شناسی مربوط می‌شود، نسبتاً منظم اتفاق می‌افتند. در ۱۷۰ میلیون سال قبل نزدیک به ۵۴۰ وارونگی رخ داده است و به نظر می‌رسد که میلیاردها سال است که در حال وقوع می باشند.

این در حالی است که یک چیز در ۴۰ میلیون سال پیش متفاوت بوده است. یک گذار در این حوالی، ۱۸ هزار سال و فرد دیگر حداقل ۷۰ هزار سال طول کشیده است. یک تیم بین‌المللی از محققان دریافتند که این بازه زیاد طویل‌تر از بازه وقتی معمول ۱۰ هزار ساله یا زیاد تر است که دانشمندان فکر می‌کنند یک قاعده و هنجار است.

یوجی یاماموتو(Yuhji Yamamoto)، نویسنده مهم این مطالعه و دیرینه‌مغناطیس‌شناس از دانشگاه کوچی(Kochi) در ژاپن می‌نویسد: این یافته از یک فرآیند وارونگی بسیار طویل پرده برداشت، فهمیدن متعارف را به چالش کشید و ما را واقعاً شگفت‌زده کرد.

او گفت: تغییرپذیری در زمان زمان وارونگی که توسط این مطالعه آشکار شد، منعکس‌کننده خواص دینامیکی ذاتی ژئودیناموی زمین است و شواهد تجربی اراعه می‌دهد که وارونگی‌های ژئومغناطیسی می‌توانند به طور قابل توجهی طویل‌تر از زمان زمان فکر شده ۱۰ هزار ساله باشند.

این تیم یک هسته رسوبی استخراج شده از مکانی در سواحل نیوفاندلند در اقیانوس اطلس شمالی را تجزیه و تحلیل کردند. سیگنال‌های مغناطیسی درون این هسته‌ها که به کریستال‌های ریز قفل شده‌اند، جهت میدان مغناطیسی زمین را در دوره‌های وقتی طویل نشان خواهند داد.

در این مورد، محققان از نزدیک به یک لایه خاص به طول ۸ متر از بالا به پایین نگاه کردند که بخشی از دوران ائوسن را مشخص می کند. تحول قطبیت راحتی وجود داشت، اما در قسمت غیرمنتظره بزرگی از هسته رسوبی واقع می بود.

دو تحول میدان مغناطیسی کشف شد، یکی به زمان نزدیک به ۱۸ هزار سال و فرد دیگر ۷۰ هزار سال. مدل‌سازی کامپیوتری نشان داد که رویدادهایی همانند این می‌توانند در برخی موارد به طور بالقوه تا ۱۳۰ هزار سال ادامه داشته باشند؛ هرچند که این مورد هیچ زمان در اسبق زمین‌شناسی مشاهده نشده است.

این تحول میدان مغناطیسی ناشی از جابجایی در هسته بیرونی آهن و نیکل مایع زمین است که نزدیک به ۲۲۰۰ کیلومتر ضخامت دارد. در حالی که این هسته بیرونی همیشه در حال تحول است، بعضی اوقات اوقات به اندازه‌ای ناپایدار می‌شود که قطب‌های مغناطیسی موقعیت خود را تحول خواهند داد.

گفتنی است که سیاره زمین واژگون نمی‌شود، اما شمال مغناطیسی به جنوب مغناطیسی تبدیل می‌شود و برعکس.

این تغییرهای تازه شناسایی شده نه تنها زمان بسیاری طول کشیدند، بلکه نامنظم‌تر و متغیرتر از آن چیزی بودند که محققان انتظار داشتند. چندین «برگشت» وجود داشت که در آن میدان مغناطیسی در رابطه جهت حرکت خود یقین نبوده است که با یافته‌های تازه ترین تحول جهت سیاره ما تحت گفتن وارونگی برونس-ماتویاما(Brunhes-Matuyama reversal) مطابقت داشت.

محققان در مقاله انتشار شده خود می‌نویسند: وقوع برگشت‌های چندگانه بی‌سابقه نیست. این حرکت برای وارونگی برونس-ماتویاما نیز گزارش شده است. ما فکر می‌کنیم که این کار امکان پذیر رایج‌تر باشد و وارونگی‌های قطبی ذاتاً رویدادهایی پیچیده و تا حدودی آشفته می باشند.

وارونگی برونس-ماتویاما که نزدیک به ۷۷۵ هزار سال پیش اتفاق افتاد، این یافته‌های تازه را قبول می‌کند. مطالعه‌ای از سال ۲۰۱۹ نشان داد که تکمیل این تحول جهت، ۲۲ هزار سال طول کشیده است. به این علت وارونگی‌های طویل امکان پذیر یک قاعده باشند، نه یک استثناء.

هنگامی مورد بعدی رخ دهد، باید آماده باشیم. یکی از پیامدهای وارونگی میدان مغناطیسی این است که سیاره ما در برابر تابش و فعالیت‌های ژئومغناطیسی که از فضا به زمین می‌تابند، محافظت زیاد کمتری دریافت می‌کند.

اگر قرار باشد این قرار گرفتن در معرض تابش، ده‌ها هزار سال زیاد تر از آنچه قبلاً فکر می‌شد، طول بکشد، باید در رابطه آن زیاد تر بدانیم. این اتفاق پتانسیل تشکیل اختلال در همه چیز، از گونه‌های جانوری گرفته تا سیستم‌های آب و هوایی را دارد. اگرچه برای شناخت دقیق اثرات آن به تحقیقات بیشتری نیاز است.

پیتر لیپرت (Peter Lippert)، دیرینه‌مغناطیس‌شناس از دانشگاه یوتا(Utah) می‌گوید: اساساً این به این معنی است که ما به طور خاص عرض‌های جغرافیایی بالاتر، بلکه کل سیاره را در معرض نرخ‌ها و زمان زمان‌های زیاد تر تابش کیهانی قرار می‌دهیم. به این علت منطقی است که انتظار داشته باشیم نرخ‌های بالاتری از جهش ژنتیکی وجود داشته باشد. این چنین امکان پذیر فرسایش جوی رخ دهد.

این پژوهش در مجله Communications Earth & Environment انتشار شده است.