हमारे ग्रह के ठोस आंतरिक कोर के चारों ओर घूमते हुए, सतह से 1, 800 मील नीचे, गर्म तरल लोहा एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है जो वायुमंडल से परे फैला है। यह क्षेत्र हमें कॉस्मिक किरणों से सुरक्षा के लिए कम्पास दिशाओं से सब कुछ प्रदान करता है, इसलिए यह कोई आश्चर्य की बात नहीं है कि वैज्ञानिकों को इस साल की शुरुआत में घबराहट हुई जब उन्होंने देखा कि उत्तरी चुंबकीय ध्रुव तेजी से साइबेरिया की ओर बह रहा था। जबकि भूभौतिकीविदों ने पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के एक अद्यतन मॉडल को अपने पांच साल के शेड्यूल से पहले जारी करने के लिए हाथापाई की, माइग्रेटिंग पोल ने एक जरूरी सवाल पूछा: क्या पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र फ्लिप करने की तैयारी कर रहा है?
हमारी दुनिया की चुंबकीय स्थिति लगातार बदल रही है, चुंबकीय उत्तर और दक्षिणी ध्रुवों के साथ हर सदी या कुछ हद तक भटक रही है। कभी-कभी चुंबकीय क्षेत्र एक पूर्ण ध्रुवीयता का उलटा अनुभव करता है, जिसके कारण चुंबकीय उत्तर और दक्षिणी ध्रुव स्थानों को स्विच करते हैं, हालांकि कोई भी यह नहीं जानता है कि इस बदलाव का कारण क्या है। (वास्तव में, ग्रह का उत्तरी ध्रुव अभी एक चुंबकीय दक्षिणी ध्रुव है, लेकिन इसे अभी भी हमारे भौगोलिक मापों के अनुरूप "चुंबकीय उत्तर" कहा जाता है।
साइंस एडवांस में आज प्रकाशित एक अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने ब्रूनेश-मटायुमा रिवर्सल के नाम पर पिछले ध्रुवीयता उत्क्रमण की एक नई अनुमानित समयरेखा की रिपोर्ट की, जो लगभग 780, 000 साल पहले हुई थी। लावा के नमूनों, समुद्र तलछट और बर्फ के कोर के संयोजन का उपयोग करते हुए, वे इस उत्क्रमण की प्रगति को ट्रैक करने और यह प्रदर्शित करने में सक्षम थे कि इसका पैटर्न पिछले मॉडल द्वारा सुझाए गए की तुलना में लंबा और अधिक जटिल था। हमारे ग्रह का चुंबकीय वातावरण कैसे विकसित होता है और अगले प्रमुख गड़बड़ी के लिए भविष्यवाणियों का मार्गदर्शन कैसे किया जाए, यह निष्कर्ष बेहतर तरीके से समझा सकता है।
"पोलरिटी रिवर्सल" कुछ भूभौतिकीय घटनाओं में से एक है जो वास्तव में वैश्विक है, "ब्रैड सिंगर, विस्कॉन्सिन विश्वविद्यालय के भू-विज्ञान के प्रोफेसर-मेडिसन और अध्ययन के प्रमुख लेखक कहते हैं। “यह एक प्रक्रिया है जो पृथ्वी के सबसे गहरे हिस्सों में शुरू हो जाती है, लेकिन यह ग्रह की पूरी सतह पर चट्टानों में खुद को प्रकट करती है और वातावरण को बहुत महत्वपूर्ण तरीके से प्रभावित करती है। ... अगर हम रिवर्सल के समय के लिए कालक्रम स्थापित कर सकते हैं, तो हमारे पास मार्कर हैं जो हम पूरे ग्रह पर चट्टानों का उपयोग कर सकते हैं और संपूर्ण पृथ्वी के सामान्य समय बिंदुओं को जान सकते हैं। "
पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की पीढ़ी अपने बहुत केंद्र में शुरू होती है। रेडियोधर्मी क्षय द्वारा उत्पादित ठोस आंतरिक कोर से गर्मी आसपास के तरल लोहे को गर्म करती है, जिससे यह एक स्टोवटॉप पर पानी के बर्तन की तरह फैल जाता है। लोहे की द्रव गति, या संवहन, एक विद्युत प्रवाह बनाता है, जो एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है। जैसा कि पृथ्वी घूमती है, चुंबकीय क्षेत्र लगभग रोटेशन की धुरी के साथ संरेखित करता है, जिससे चुंबकीय उत्तर और दक्षिणी ध्रुव बनते हैं।
पिछले 2.6 मिलियन वर्षों में, पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र 10 बार फ़्लिप किया और भ्रमण नामक घटनाओं के दौरान लगभग 20 से अधिक बार फ़्लिप किया। कुछ शोधकर्ताओं का मानना है कि पृथ्वी के घूमने और कोर में तापमान के बीच संतुलन में गड़बड़ी के कारण ध्रुवीय उत्क्रमण होता है, जो तरल लोहे की द्रव गति को बदल देता है, लेकिन सटीक प्रक्रिया एक रहस्य बनी हुई है।
पृथ्वी द्वारा उत्पन्न अदृश्य चुंबकीय क्षेत्र लाइनों का योजनाबद्ध चित्रण, एक द्विध्रुवीय चुंबक क्षेत्र के रूप में दर्शाया गया है। वास्तविकता में, हमारी चुंबकीय ढाल सूर्य के सामने की ओर पृथ्वी के करीब निचोड़ा हुआ है और सौर हवा के कारण रात की तरफ बेहद लम्बी है। (पीटर रीड / नासा) गायक और सहकर्मियों ने अंतिम ध्रुवीयता के लिए और अधिक सटीक कालानुक्रमिक अनुमान प्राप्त किए, जो ठोस लावा की डेटिंग के लिए नई तकनीकों का उपयोग करते हैं। बेसाल्टिक लावा, जो 1, 100 डिग्री सेल्सियस (2, 012 डिग्री फ़ारेनहाइट) के आसपास फैलता है, में मैग्नेटाइट, एक लोहे का ऑक्साइड होता है, जिसका बाहरी इलेक्ट्रॉन पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के साथ खुद को उन्मुख करते हैं। जब लावा 550 डिग्री सेल्सियस (1022 डिग्री फ़ारेनहाइट) तक ठंडा हो जाता है, तो "चुंबकीयकरण दिशा लॉक हो जाती है, शाब्दिक रूप से प्रवाह में बेक किया जाता है, " गायक कहते हैं। नतीजतन, चुंबकीय क्षेत्र के इतिहास को ठोस लावा में मुहर लगाई जाती है, जिसे सिंगर और उनकी टीम क्षय हुए लावा के नमूनों के आर्गन समस्थानिकों को मापने के लिए एक विशेष प्रक्रिया का उपयोग करके पढ़ सकती थी।
दुर्भाग्य से भूवैज्ञानिकों के लिए (लेकिन सौभाग्य से हम में से बाकी के लिए), ज्वालामुखी हर समय नहीं फटते हैं, जिससे लावा चुंबकीय क्षेत्र के विकास के एक धब्बेदार रिकॉर्ड-कीपर बन जाता है। लापता तारीखों को एक साथ सीवे करने के लिए, अनुसंधान टीम ने दुनिया भर के सात अलग-अलग लावा स्रोतों से नए मापों को समुद्र तलछट और अंटार्कटिक बर्फ कोर में चुंबकित तत्वों के पिछले रिकॉर्ड के साथ जोड़ा। लावा के विपरीत, समुद्र चुंबकीयकरण का एक निरंतर रिकॉर्ड प्रदान करता है, क्योंकि चुंबकीय सामग्री के अनाज लगातार समुद्री तट पर बसते हैं और ग्रह के क्षेत्र के साथ संरेखित करते हैं। "लेकिन ये रिकॉर्ड सुगम हो जाते हैं और संघनन से विकृत हो जाते हैं, और वहाँ बहुत से आलोचक हैं जो समुद्र के तल पर रहते हैं ... इसलिए रिकॉर्ड थोड़ा नष्ट हो जाता है, " गायक कहते हैं।
अंटार्कटिक बर्फ पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के इतिहास को हल करने का एक तीसरा तरीका प्रदान करता है, क्योंकि इसमें बेरिलियम आइसोटोप के नमूने होते हैं जो तब बनते हैं जब ब्रह्मांडीय विकिरण ऊपरी वायुमंडल के साथ दृढ़ता से बातचीत करता है- ठीक यही तब होता है जब किसी भ्रमण या उत्क्रमण के दौरान चुंबकीय क्षेत्र कमजोर हो जाता है।
इन तीनों स्रोतों के संयोजन से, शोधकर्ताओं ने एक साथ पूरी तरह से कहानी गढ़ी कि कैसे चुंबकीय क्षेत्र अपने अंतिम उलट के दौरान विकसित हुआ। जबकि पिछले अध्ययनों ने सुझाव दिया था कि सभी उलटफेर तीन चरणों से गुजरते हैं, 9, 000 वर्षों से अधिक समय में नहीं, सिंगर की टीम ने एक अधिक जटिल उलट प्रक्रिया की खोज की, जिसे पूरा करने में 22, 000 साल से अधिक समय लगा।
"हम पहले से कहीं अधिक 22, 000 साल की अवधि के दौरान शक्ति और दिशात्मक व्यवहार की एपिलेशन और वानिंग की बहुत अधिक बारीकियों को देख सकते हैं, " गायक कहते हैं। "और यह [तीन-चरण] पैटर्न से मेल नहीं खाता है ... इसलिए मुझे लगता है कि उन्हें ड्रॉइंग बोर्ड में वापस जाना होगा।"
निष्कर्ष यह सवाल करते हैं कि क्या भविष्य के क्षेत्र में उलटफेर समान पेचीदगियों और अवधि का प्रदर्शन करेंगे। "यह एक महत्वपूर्ण पेपर है क्योंकि यह नए ज्वालामुखीय डेटा का दस्तावेज़ देता है, और पिछले ध्रुवीयता उलटने से पहले भू-चुंबकीय क्षेत्र की अस्थिरता से संबंधित ज्वालामुखी और तलछट के रिकॉर्ड को एक साथ लाता है, " फ्लोरिडा विश्वविद्यालय से एक भौतिकीविद जेम्स चैनेल कहते हैं, जो शामिल नहीं थे। नए शोध में, एक ईमेल में। “क्या यह पूर्व-उलट अस्थिरता सभी ध्रुवीयता के उत्क्रमण की विशेषता है? अभी तक, पुराने उत्क्रमणों से इसका कोई प्रमाण नहीं मिला है। "
2015 में अध्ययन के कौथोर रॉब कोए और ट्रेवर डुटर्ट ने लावा प्रवाह स्थल से एक लावा प्रवाह स्थल से कोरिंग ओरिएंटिंग कोर को हलकेला नेशनल पार्क, हवाई, 2015 में ब्रैड सिंगर (ब्रैड सिंगर) में उलट-पलट कर रिकॉर्ड किया। माप के तीन सेटों के साथ भी, कुछ सवाल यह है कि क्या पैच-एक साथ इतिहास के बारे में पर्याप्त जानकारी प्रदान करता है कि एक पलटने में कितना समय लगता है और इस तरह के फ़्लिप होने पर फ़ील्ड किस स्थिति में होती है। "जब तक कोई पूरा रिकॉर्ड लेखकों द्वारा चित्रित घटनाओं के जटिल उत्तराधिकार के लिए सबूत नहीं दिखाता है, मुझे यकीन नहीं है कि उम्र पर अनिश्चितता हमें दो से अधिक चरणों को समझने की अनुमति देती है, " जीन-पियरे वालेट कहते हैं, पेरिस इंस्टीट्यूट ऑफ़ अर्थ फ़िज़िक्स के भूभौतिकीविद् जो एक शोध में, एक ईमेल में शामिल नहीं थे। वैलेट भी उलट की अवधि पर सवाल उठाता है, यह तर्क देते हुए कि डेटा में अनिश्चितता का सुझाव है कि पूरी प्रक्रिया 13, 000 साल से लेकर 40, 000 साल तक हो सकती है - अभी भी पिछले अनुमानों की तुलना में लंबा है।
उन प्रक्रियाओं के बारे में अधिक सीखना जो ध्रुवीयता को उलट देती हैं, भविष्य की सभ्यताओं के लिए महत्वपूर्ण हो सकती हैं, क्योंकि स्थानांतरण चुंबकीय क्षेत्र का ग्रह पर दूरगामी प्रभाव हो सकता है।
"जब [चुंबकीय] क्षेत्र कमजोर होता है, जो उलट-पलट के दौरान होता है, तो मुख्य द्विध्रुवीय क्षेत्र अपनी सामान्य शक्ति के दस प्रतिशत के क्रम पर किसी चीज से टकरा जाता है, " सिंगर कहते हैं। यह पतन पृथ्वी पर जीवन के लिए परेशानी पैदा कर सकता है, क्योंकि चुंबकीय क्षेत्र ओजोन अणुओं को स्थिर करता है, ग्रह को पराबैंगनी विकिरण से बचा रहा है। गायक बताते हैं कि हाल ही में काम से पता चलता है कि आधुनिक मनुष्यों ने एक सुरक्षात्मक यात्रा के दौरान निएंडरथल के विकिरण से पीड़ित होने के बाद सुरक्षात्मक जीन को अनुकूलित किया था जो चुंबकीय क्षेत्र को खराब कर दिया था।
"यह काफी समय से चर्चा की गई है कि क्या चुंबकीय उत्क्रमण का पृथ्वी की सतह पर बायोटा पर प्रभाव पड़ता है, " वे कहते हैं। "अधिकांश शुरुआती दावे थोड़े पूर्वसुरूप हैं, क्योंकि कालक्रम यह जानने के लिए पर्याप्त नहीं था कि निएंडरथल के जीवाश्मों की खोज, उदाहरण के लिए, एक भ्रमण के साथ सहसंबद्ध थी। लेकिन अब हम उन समय को बेहतर तरीके से जानते हैं। ”
पिछले 200 वर्षों या उससे अधिक समय से, पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र प्रत्येक शताब्दी में पांच प्रतिशत की दर से क्षय कर रहा है। यदि यह कमजोर हो जाता है और उत्तरी चुंबकीय ध्रुव का हालिया प्रवास एक लूमिंग फील्ड रिवर्सल का संकेत है, तो यह उन प्रौद्योगिकियों के लिए गंभीर प्रभाव हो सकता है जो उपग्रहों पर भरोसा करते हैं, जो ब्रह्मांडीय विकिरण से क्षतिग्रस्त हो सकते हैं। हालांकि, सिंगर ने चेतावनी दी है कि अगले युगल सहस्राब्दी के लिए एक उलट होने की संभावना नहीं है।
"जो हम अब देख रहे हैं कि उत्तरी ध्रुव तेजी से आगे बढ़ रहा है, यह वास्तव में काफी सामान्य है, " गायक कहते हैं। उन्होंने कहा, “जितने भी लोग हमारे साथ काम कर रहे हैं, उससे कहीं ज्यादा खराब रिकॉर्ड के आधार पर पेपर प्रकाशित किए गए हैं जो एक मानव जीवन से कम समय में उलट हो सकते हैं, और यह सिर्फ रिकॉर्ड के विशाल बहुमत द्वारा समर्थित नहीं है। ... वास्तविक उलट, अंतिम उलट, कई हजार साल लगते हैं। "
अगले पलटने से विकिरण से अपनी प्रौद्योगिकियों को बेहतर ढंग से ढालने के लिए मानवता को कुछ समय खरीदना चाहिए। तब तक, यदि आपका कंपास एक या दो डिग्री तक बदलता है, तो चिंतित न हों।
