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地磁気偏移は、地磁気逆転と同様に、地球の磁場の大きな変化です。逆転とは異なり、偏移は大規模な磁場の長期的な再配向ではなく、むしろ、磁場の強度の劇的な、典型的には（地質学的に）短命な変化を表し、極の向きが以前の位置から最大45°変化します。[1]
エクスカーション イベントは通常、数千年から数万年しか続かず、磁場の強度が通常の 0 ～ 20% に低下することがよくあります。完全な逆転とは異なり、エクスカーションは一般に地球全体で記録されません。これは、エクスカーションが堆積物の記録にうまく記録されないことが一因であることは確かですが、エクスカーションが地球全体の地磁気場全体に及ばない可能性も高いようです。[1]ただし、重要な例外があります。[a]
発生
地質学的に最近の期間を除いて、地磁気の逸脱がどのくらいの頻度で起こるかはよくわかっていません。磁場の方向の変化によって簡単に検出できる地磁気逆転とは異なり、比較的短命な逸脱は、過去の地磁気の長期にわたる粗い解像度の記録では簡単に見落とされてしまいます。現在の知識では、それらは逆転よりも約10倍多く、最後の逆転であるブリュンヌ・マツヤマ以降に最大12回の逸脱が記録されていると示唆されています。ブリュンヌ地磁気クロンの間のこれらの逸脱は比較的よく記述されています。[4]
松山、ガウス、ギルバートの各年代における地磁気の変動も報告されており、バイカル湖の深部掘削コアの分析と海洋コア（ODP）および中国の黄土記録との比較に基づいて、これらの年代における新たな変動の可能性が示唆されている。[5]
考えられる原因
地磁気の偏りの原因については、科学者の意見が分かれています。有力な仮説は、磁場を生成するダイナモ過程の固有の不安定性であるというものです。 [3]他には、磁場が液体の外核内でのみ反転したときに偏りが発生し、外核と内核の両方が影響を受けると完全な反転が発生すると示唆しています。[1]
無秩序ダイナモ仮説
最も一般的な仮説は、それらは地球の磁場を維持するダイナモプロセスの固有の側面であるというものです。コンピューターシミュレーションでは、地球の中心核の液体金属の混沌とした動きによって磁力線が絡まり、混乱することがあるということが観察されています。そのような場合、この自発的な混乱により、地球の表面で知覚される磁場が減少する可能性があります。[b]
このシナリオは、太陽磁場の絡み合いと自発的な混乱（22年または11年の太陽周期）の観測によって裏付けられています。しかし、太陽における同等のプロセスは、必ず太陽磁場の逆転につながります。太陽磁場の方向が全面的に変化することなく回復することは、これまで観測されていません。
外核内核対立仮説
デイビッド・ガビンズの研究によると、磁場が液体の外核内でのみ反転するとエクスカーションが発生し、内核も影響を受けると反転が発生すると示唆されている。[1]これは、反転の現在の期間内のイベントの観測とよく一致しており、完了するまでに3,000～7,000年かかるのに対し、エクスカーションは通常500～3,000年続く。ただし、この時間スケールはすべてのイベントに当てはまるわけではなく、数学モデルでは変化が自発的に生成される可能性があるため、磁場を別途生成する必要性については異論もある。
外部ドライバー仮説
プレートテクトニクスによる
リチャード・A・ミュラーなどの少数派の意見は、地磁気の偏りは自然発生的なプロセスではなく、地球の核の流れを直接乱す外部イベントによって引き起こされるというものである。そのようなプロセスには、沈み込み帯でのプレートテクトニクスの作用によってマントルに運ばれた大陸スラブの到達、核-マントル境界からの新しいマントルプルームの開始、および非常に大きな衝突イベントの結果生じるマントル-コアのせん断力と変位が含まれる可能性がある。この理論の支持者は、これらのイベントのいずれかがダイナモの大規模な混乱につながり、回復に必要な期間、地磁気を事実上オフにすると主張している。[要出典]
宇宙への重大な影響
リチャード・A・ミュラーとドナルド・E・モリスは、地磁気逆転の一部は、非常に大きな衝突イベントとそれに続く急激な気候変動によって引き起こされる可能性があると示唆しています。この理論では、衝突が小氷期を引き起こし、極に向かう水の再分配が地殻とマントルの回転速度を変えます。海面変動が十分に大きく（10メートル以上）、急速（数百年以内）であれば、液体コアの速度せん断が地球のダイナモを駆動する対流細胞を乱します。[6]
効果
特に移行期の磁場の弱体化により、より多くの放射線が地球の表面に到達し、ベリリウム10の生成と炭素14のレベルが増加する。[7]しかし、ホモ・エレクトスとおそらくホモ・ハイデルベルゲンシスはブリュンヌ・マツヤマ逆転を何の悪影響もなく生き延びており、また、偏移も短くなり、磁場に恒久的な変化をもたらさないことから、深刻なことは何も起こらない可能性が高い。
現代社会にとっての大きな危険は、地磁気嵐と似たようなものになる可能性が高い。地磁気嵐では、衛星や電源が損傷し、コンパスによるナビゲーションも影響を受ける可能性がある。磁場に基づいて移動すると考えられている一部の生物は混乱する可能性があるが、これらの種も過去の逸脱を生き延びてきた。逸脱期間は必ずしも地球規模ではないため、影響は特定の場所のみで発生し、他の場所は比較的影響を受けない可能性がある。影響を受ける時間は1世紀ほど短い場合もあれば、最長で100年ほどかかる場合もある。1 0000年。
気候との関係
地磁気の変動は大陸氷河期（氷河期）の期間に起こった急速な短期的な気候寒冷化と関連しているという証拠がある。[8]
地磁気逆転周波数、酸素同位体記録、プレート沈み込み速度の最近の分析は、核マントル境界での熱流束、気候、プレートテクトニクス活動の変化の指標であり、これらすべての変化は、新生代における数百万年のタイムスケールで同様のリズムを示しており、ほとんどの期間にわたって約1300万年の共通の基本周期で発生していることを示している。[9]
参照
注記
- ^ 最初に研究されたエクスカーションの1つは、およそ1800年頃に起きたラシャンプのイベントでした。40, 000 年前。多くのエクスカーションは地球の一部の磁場にのみ影響を及ぼすと考えられていますが、ラシャンプ・イベントでは、磁極が完全に反転した数百年が実際に発生しました。その後の発見により、反転した磁場は「通常の」強度のわずか5%であったことがわかりました。[2]ラシャンプ・イベントは地球の周りの場所でも見られている ため、真に地球規模のエクスカーションの数少ない例の1つであると考えられています。[3]
- ^ 「無秩序なダイナモ」シナリオでは、地球の内部磁場の強度はコア自体では大きく変化せず、むしろそのエネルギーは通常の双極子構成からより高次の多極子構成へと伝達される。多極子外部の磁場は、発生源（この場合は地球のコア）からの距離とともに急速に減衰する。コア深部の磁場強度に大きな変化がなくても、地球表面で表れる磁場の強度は大幅に弱まる。
参考文献
- ^ abcd Gubbins, David (1999). 「地磁気の偏位と反転の区別」Geophysical Journal International . 137 (1): F1–F4. Bibcode :1999GeoJI.137....1C. doi : 10.1046/j.1365-246X.1999.00810.x .
- ^ 「氷河期の極性反転は地球規模の出来事だった：地磁気の極めて短い反転、気候変動、そして超巨大火山」Sciencedaily.com . Science Daily . 2012-10-16 . 2013-07-28閲覧。
- ^ ab Roperch, P.; Bonhommet, N.; Levi, S. (1988). 「Laschamp 変動時の地球磁場の古磁場強度とその地磁気的意味」.地球惑星科学レター. 88 (1–2): 209–219. Bibcode :1988E&PSL..88..209R. doi :10.1016/0012-821X(88)90058-1.
- ^ Roberts, AP (2008). 「地磁気の変動：既知と未知」.地球物理学研究レター. 35 (17). Bibcode :2008GeoRL..3517307R. doi : 10.1029/2008GL034719 .
- ^ Kravchinsky , VA (2017). 「バイカル湖堆積物の磁気層序学：大陸環境における840万年間の連続堆積作用のユニークな記録」。地球および惑星の変化。152 ：209–226。Bibcode ： 2017GPC ...152..209K。doi ：10.1016/ j.gloplacha.2017.04.002。
- ^ Muller, Richard A. ; Morris, Donald E. (1986年11月). 「地球への衝突による地磁気の反転」. 地球物理学研究レター. 13 (1): 1177–1180. Bibcode :1986GeoRL..13.1177M. doi :10.1029/gl013i011p01177.
- ^ ヘルムホルツドイツ研究センター協会（2012年10月16日）。「地磁気の極めて短時間の逆転、気候変動、そして超巨大火山」。2014年11月2日閲覧。
- ^ Rampino, Michael R. (1979). 「地球の氷の体積の変化、地磁気の偏位、および地球の軌道の離心率の間の考えられる関係」.地質学. 7 (12): 584–587. Bibcode :1979Geo.....7..584R. doi :10.1130/0091-7613(1979)7<584:PRBCIG>2.0.CO;2.
- ^ Chen, J.; Kravchinsky, VA; Liu, X. (2015). 「地球の1300万年の新生代脈動」。地球惑星科学レター。431 : 256–263。Bibcode : 2015E&PSL.431..256C。doi : 10.1016/ j.epsl.2015.09.033。
外部リンク
- Valet, Jean-Pierre; Valladas, Hélène (2010)。「ラシャン・モノ湖の地磁気現象とネアンデルタール人の絶滅：因果関係か偶然か？」第四紀科学レビュー。29 (27–28): 3887–3893。Bibcode : 2010QSRv ...29.3887V。doi :10.1016/j.quascirev.2010.09.010 。
- Laj, C.; Channell, JET (2007-09-27)。「5.10 地磁気エクスカーション」(PDF)。Schubert, Gerald (編)。地球物理学論文集。第 5 巻、地磁気 (第 1 版)。Elsevier Science。pp. 373–416。ISBN 978-0-444-51928-32021年2月18日閲覧– elsevier.com経由。