Инверсии магнитного поля связаны с движением литосферных плит

Сотрудники Парижского института физики Земли и Национального центра научных исследований Франции выяснили, что и инверсии геомагнитного поля и могут иметь между собой связь. Современная теория объясняет появление геомагнитного поля планеты конвекцией в металлическом жидком внешнем ядре. Несмотря на то, что изменения направления магнитного поля не должны быть регулярными, геофизики обнаружили, что колебания частоты этих событий, тем не менее, удивляют своей амплитудой. В последние десять миллионов лет магнитные полюса менялись местами свыше 40 раз, в то время как в меловом периоде, около 120 миллионов лет назад, одно направление магнитного поля оставалось неизменным около 40 миллионов лет.

Авторы исследования считают, что на частоту инверсии сильно влияет процесс передачи тепловой энергии от ядра к мантии (в том случае, если такой тепловой поток неравномерный, вероятность перестановки магнитных полюсов возрастает). Самым важным фактором французские ученые считают асимметрию по широте: когда в Южном полушарии тепловая энергия попадает в мантию намного медленнее или быстрее, чем в Северном, поле в эти моменты особенно нестабильно.

Здесь французским геофизикам и пригодилась теория тектоники литосферных плит, которая характеризует движение и реорганизацию литосферных блоков крупных размеров. В так называемых зонах субдукции, областях взаимодействия соседних тектонических плит, океаническая кора местами уходит в мантию. В результате метаморфизма коры происходит процесс образования пород наподобие эклогита, которые заметно отличаются по физическим свойствам и своему составу от вещества, составляющего нижнюю мантию. Если подобные породы скапливаются в большом количестве на поверхности раздела мантии и ядра, их неравномерное распределение нарушает конвекцию и дестабилизирует магнитное поле.

Так как зоны субдукции, как правило, образуются на границах континентов, местоположение последних можно использовать в качестве индикатора того, как равномерно происходит передача тепла к мантии. Выполнив оценку широтного распределения континентов, геофизики из Франции построили график, характеризующий изменения «коэффициента асимметрии», увеличивающегося при концентрации континентальной коры в северном или южном полушарии.

Связь между колебаниями на построенном графике заметить несложно. В пользу этой модели говорит и то, что за пиком «коэффициента асимметрии», который имел место около 200 миллионов лет назад, с задержкой около 30 миллионов лет следует пик частоты смены полюсов.

Убедить всех авторам, однако, не удалось, поскольку временной интервал, который, по идее, должен отделять процессы, происходящие на поверхности, от вызванных ими изменений на границе мантии и ядра, не выдерживается равномерно на рассмотренном этапе эволюции Земли. Вероятно, качество математической модели снижается потому, что размещение континентов не дает возможности точно оценить распределение современных зон субдукции.