Η Εδιακρανική περίοδος της Γης, η οποία διήρκεσε από περίπου 630 έως 540 εκατομμύρια χρόνια πριν, αποτελεί εδώ και καιρό ένα από τα πιο μπερδεμένα διαστήματα για τους επιστήμονες που μελετούν το μαγνητικό παρελθόν του πλανήτη. Στις περισσότερες άλλες εποχές, η Γη συμπεριφερόταν με προβλέψιμο τρόπο.
Το αρχαίο «μαγνητικό χάος» της Γης μπορεί στην πραγματικότητα να αποκαλύπτει ένα κρυφό μοτίβο που αναδιαμορφώνει την άποψή μας για το παρελθόν του πλανήτη. Φωτογραφία: Pexels
Το μαγνητικό πεδίο της Γης «τρελάθηκε» πριν από 600 εκατομμύρια χρόνια και οι επιστήμονες έμαθαν επιτέλους το γιατί
Οι τεκτονικές πλάκες κινούνταν με σταθερούς ρυθμούς, τα κλιματικά πρότυπα ήταν σχετικά σταθερά και το μαγνητικό πεδίο μετατοπιζόταν ομαλά γύρω από τον βόρειο και τον νότιο πόλο (με περιστασιακές μόνο αντιστροφές της κατεύθυνσής του).
Η Εδιακρανική περίοδος αποτελεί εξαίρεση. Τα πετρώματα αυτής της εποχής διατηρούν μαγνητικά σήματα που παρουσιάζουν δραματικές διακυμάνσεις, πολύ εντονότερες από εκείνες που εντοπίζονται σε παλαιότερα ή νεότερα πετρώματα.
Αυτή η ασυνήθιστη μεταβλητότητα έχει δυσκολέψει τους ερευνητές στη χρήση του αρχαίου μαγνητισμού των πετρωμάτων («παλαιομαγνητισμός») για την αναπαράσταση της διάταξης των ηπείρων και των ωκεανών.
Οι επιστήμονες έχουν προτείνει αρκετές εξηγήσεις γι’ αυτά τα παράξενα μαγνητικά μοτίβα. Μια ιδέα είναι ότι οι τεκτονικές πλάκες κινούνταν ασυνήθιστα γρήγορα κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου. Μια άλλη πιθανότητα είναι ότι ολόκληρος ο πλανήτης μετατοπίστηκε σε σχέση με τον άξονα περιστροφής του, μια διαδικασία γνωστή ως «πραγματική πολική περιπλάνηση» (true polar wander).
Ωστόσο, ένα νέο ερώτημα έχει προκύψει. Τι κι αν οι μαγνητικές αλλαγές δεν ήταν καθόλου τυχαίες; Τι κι αν ακολουθούσαν ένα παγκόσμιο μοτίβο που απλώς δεν είχε αναγνωριστεί μέχρι τώρα; Αυτή η πιθανότητα βρίσκεται στο επίκεντρο μιας νέας μελέτης που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science Advances από μια διεθνή ομάδα με επικεφαλής ερευνητές του Πανεπιστημίου Yale.
«Προτείνουμε ένα νέο μοντέλο για το μαγνητικό πεδίο της Γης, το οποίο εντοπίζει μια δομή στη μεταβλητότητά του, αντί να την απορρίπτει απλώς ως τυχαία χαοτική», δήλωσε ο David Evans, καθηγητής Γεωλογίας και Πλανητικών Επιστημών στη Σχολή Τεχνών και Επιστημών του Πανεπιστημίου Yale και ένας από τους συγγραφείς της νέας μελέτης.
«Αναπτύξαμε μια νέα μέθοδο στατιστικής ανάλυσης των παλαιομαγνητικών δεδομένων της Εδιακρανικής περιόδου, η οποία πιστεύουμε ότι θα αποτελέσει το κλειδί για τη δημιουργία αξιόπιστων χαρτών των ηπείρων και των ωκεανών από εκείνη την εποχή».
Για να διερευνήσουν την υπόθεση, οι ερευνητές επικεντρώθηκαν στην περιοχή του Αντι-Άτλαντα στο Μαρόκο. Αυτή η οροσειρά περιέχει καλά διατηρημένα στρώματα ηφαιστειακών πετρωμάτων από την Εδιακρανική περίοδο, τα οποία εντοπίστηκαν από συνεργάτες του Πανεπιστημίου Cadi Ayyad.
Η ομάδα συνέλεξε δείγματα πετρωμάτων με προσεκτικό προσανατολισμό και τα ανέλυσε στρώμα προς στρώμα.
Στη συνέχεια, τα δείγματα αυτά μελετήθηκαν στο Yale με τη χρήση οργάνων υψηλής ευαισθησίας, ικανών να ανιχνεύσουν ανεπαίσθητα μαγνητικά σήματα.
«Οι προηγούμενες μελέτες σε πετρώματα αυτής της χρονικής περιόδου χρησιμοποιούσαν συχνά παραδοσιακά αναλυτικά εργαλεία, τα οποία υπέθεταν ότι το μαγνητικό πεδίο της Γης συμπεριφερόταν στο παρελθόν παρόμοια με ό,τι συμβαίνει τώρα», δήλωσε ο πρώτος συγγραφέας της μελέτης, James Pierce, διδακτορικός φοιτητής στη Σχολή Μεταπτυχιακών Σπουδών Τεχνών και Επιστημών του Yale.
«Υιοθετήσαμε μια νέα προσέγγιση. Καταφέραμε να προσδιορίσουμε με ακρίβεια πόσο γρήγορα άλλαζαν οι μαγνητικοί πόλοι της Γης, λαμβάνοντας δείγματα για παλαιομαγνητισμό σε υψηλή στρωματογραφική ανάλυση (στρώμα προς στρώμα) και προσδιορίζοντας την ακριβή ηλικία αυτών των πετρωμάτων», δήλωσε ο Pierce.
Πρόσθετες συνεισφορές από ερευνητές του Κολεγίου Dartmouth και ιδρυμάτων στην Ελβετία και τη Γερμανία βοήθησαν στον καθορισμό ακριβών χρονοδιαγραμμάτων για τα στρώματα των πετρωμάτων. Τα αποτελέσματά τους έδειξαν ότι οι δραματικές μαγνητικές μετατοπίσεις συνέβησαν μέσα σε χιλιάδες χρόνια και όχι σε εκατομμύρια.
Αυτό το εύρημα αποκλείει προγενέστερες εξηγήσεις, όπως την ταχεία κίνηση των τεκτονικών πλακών και την «πραγματική πολική περιπλάνηση», οι οποίες θα απαιτούσαν πολύ μεγαλύτερα χρονικά διαστήματα.
Πέρα από τη μέτρηση της ταχύτητας με την οποία άλλαζε το μαγνητικό πεδίο, οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι αυτές οι αλλαγές ακολουθούσαν ένα δομημένο μοτίβο, ακόμη και αν αυτό φαινόταν ασυνήθιστο. Χρησιμοποιώντας αυτή τη γνώση, η ομάδα ανέπτυξε μια νέα στατιστική μέθοδο για να παρακολουθήσει πώς μετακινούνταν οι μαγνητικοί πόλοι της Γης.
Αντί να ταλαντώνονται απλώς γύρω από τον άξονα περιστροφής, οι πόλοι ενδέχεται να μετατοπίζονταν με τρόπο που τους οδηγούσε σε ολόκληρο τον πλανήτη. Αυτό το νέο πλαίσιο προσφέρει έναν δρόμο για την αναπαράσταση της γεωγραφίας του Εδιακρανικού κόσμου με μεγαλύτερη ακρίβεια.
«Ολόκληρη η καριέρα μου έχει αφιερωθεί στη χαρτογράφηση των κινήσεων των ηπείρων, των ωκεανών και των τεκτονικών πλακών πάνω στην επιφάνεια της Γης, καθ’ όλη τη διάρκεια της ιστορίας της», δήλωσε ο Evans, ο οποίος είναι επίσης διευθυντής του Παλαιομαγνητικού Εργαστηρίου του Yale.
«Η Εδιακρανική περίοδος, συγκεκριμένα, αποτελούσε ένα σημαντικό εμπόδιο σε αυτόν τον μακροπρόθεσμο στόχο, επειδή τα παγκόσμια παλαιομαγνητικά δεδομένα απλώς δεν έβγαζαν πολύ νόημα», είπε.
«Αν οι προτεινόμενες νέες στατιστικές μέθοδοί μας αποδειχθούν ισχυρές, μπορούμε να γεφυρώσουμε το χάσμα μεταξύ παλαιότερων και νεότερων χρονικών περιόδων, ώστε να δημιουργήσουμε μια συνεπή οπτικοποίηση της τεκτονικής των πλακών που θα εκτείνεται σε δισεκατομμύρια χρόνια, από τα αρχαιότερα αρχεία πετρωμάτων μέχρι σήμερα».