Κατά την περίοδο Εντιακάρα, περίπου μεταξύ 630 και 540 εκατομμυρίων ετών πριν, η Γη παρέμεινε μια επίμονη και αινιγματική ανωμαλία στα γεωλογικά αρχεία — ένα μαγνητικό μυστήριο που για δεκαετίες αντιστάθηκε στις προσπάθειες των επιστημόνων να βρουν μια συνεκτική εξήγηση.
Ενώ σε προηγούμενες και μεταγενέστερες εποχές, οι τεκτονικές πλάκες κινούνταν με σταθερό ρυθμό, τα κλίματα κατανέμονταν σε προβλέψιμες ζώνες και το μαγνητικό πεδίο του πλανήτη ταλαντωνόταν μετρίως γύρω από τον βόρειο και τον νότιο πόλο — με περιστασιακές αναστροφές — η φυσική της περιόδου Εντιακάρα δεν φαίνεται να βγάζει νόημα.
Πολλές δεκαετίες έρευνας έχουν αποκαλύψει έντονες διακυμάνσεις στις μαγνητικές υπογραφές που διατηρούνται σε πετρώματα από εκείνη την εποχή — μια μεταβλητότητα που δεν παρατηρείται σε παλαιότερα ή νεότερα πετρώματα.
Η φαινομενικά χαοτική συμπεριφορά αποτέλεσε ένα σημαντικό εμπόδιο για τους ερευνητές, ιδιαίτερα για εκείνους που χρησιμοποιούν τον παλαιομαγνητισμό — τον αρχαίο μαγνητισμό που είναι «κλειδωμένος» στα πετρώματα — για να δημιουργήσουν ακριβείς χάρτες της μετατόπισης των ηπείρων κατά τη διάρκεια εκείνης της κρίσιμης περιόδου στην ιστορία της ζωής.
Οι θεωρίες που διατυπώθηκαν για να εξηγήσουν αυτές τις διακυμάνσεις ήταν ποικίλες και, κατά καιρούς, αντικρουόμενες. Μία γραμμή σκέψης υπέθετε ότι μπορεί να οφείλεται σε ασυνήθιστα γρήγορη κίνηση των τεκτονικών πλακών. Μια άλλη υπόθεση πρότεινε ότι η αιτία θα μπορούσε να είναι μια ταχεία μετατόπιση ολόκληρης της Γης κάτω από τον άξονα περιστροφής της, μια διαδικασία γνωστή ως «πραγματική πολική περιπλάνηση».
Και οι δύο ιδέες, ωστόσο, αντιμετώπιζαν τους δικούς τους χρονικούς και φυσικούς περιορισμούς. Αλλά τι θα γινόταν αν αυτές οι μαγνητικές διακυμάνσεις δεν ήταν καθόλου τυχαίες; Τι θα γινόταν αν, κάτω από την εμφάνιση του χάους, υπήρχε μια παγκόσμια γεωμετρία με υποκείμενη τάξη; Αυτό είναι ακριβώς το συμπέρασμα μιας νέας μελέτης που δημοσιεύτηκε στο Science Advances από μια διεθνή ομάδα ερευνητών με την εποπτεία του Πανεπιστημίου Yale.
“Ένα νέο μοντέλο για το μαγνητικό πεδίο της Γης”
«Προτείνουμε ένα νέο μοντέλο για το μαγνητικό πεδίο της Γης που βρίσκει δομή στη μεταβλητότητά του, αντί να την απορρίπτει απλώς ως τυχαία χαοτική», εξήγησε ο David Evans, καθηγητής Επιστημών Γης και Πλανητών στη Σχολή Τεχνών και Επιστημών του Yale και συν-συγγραφέας της νέας μελέτης. «Έχουμε αναπτύξει μια νέα στατιστική μέθοδο για την ανάλυση των παλαιομαγνητικών δεδομένων της Εντιακάρα, η οποία πιστεύουμε ότι θα αποτελέσει το κλειδί για την παραγωγή αξιόπιστων χαρτών των ηπείρων και των ωκεανών εκείνης της περιόδου».
Η έρευνα εστιάστηκε σε μια περιοχή εξαιρετικής γεωλογικής αξίας: Τον Άντι-Άτλαντα, μια οροσειρά στο Μαρόκο, όπου οι συν-συγγραφείς από το Πανεπιστήμιο Cadi Ayyad εντόπισαν μια σειρά από εξαιρετικά καλά διατηρημένα και εκτεθειμένα ηφαιστειακά στρώματα της Εντιακάρα.
Η ομάδα πραγματοποίησε μια σχολαστική στρωματογραφική μελέτη, στρώμα προς στρώμα, του μαγνητισμού σε αυτά τα πετρώματα. Τα δείγματα, προσεκτικά προσανατολισμένα στο πεδίο, μεταφέρθηκαν στο Yale για ανάλυση με εξαιρετικά ευαίσθητο εργαστηριακό εξοπλισμό. Προηγούμενες μελέτες πετρωμάτων από αυτή την περίοδο συχνά χρησιμοποιούσαν παραδοσιακά αναλυτικά εργαλεία που υπέθεταν ότι το μαγνητικό πεδίο της Γης συμπεριφερόταν στο παρελθόν όπως και σήμερα, σημείωσε ο James Pierce, διδακτορικός φοιτητής στο Μεταπτυχιακό Τμήμα Τεχνών και Επιστημών του Yale και βασικός συγγραφέας της μελέτης.
Οι συνεργάτες από το Dartmouth College, μαζί με ερευνητικά ιδρύματα στην Ελβετία και τη Γερμανία, παρείχαν επιπλέον κρίσιμες πληροφορίες σχετικά με τα στρώματα των πετρωμάτων και χρονολόγηση υψηλής ακρίβειας.
«Εμείς ακολουθήσαμε μια διαφορετική προσέγγιση. Καταφέραμε να προσδιορίσουμε με ακρίβεια πόσο γρήγορα μετατοπίζονταν οι μαγνητικοί πόλοι της Γης λαμβάνοντας δείγματα παλαιομαγνητισμού με υψηλή στρωματογραφική ανάλυση και προσδιορίζοντας ακριβείς ηλικίες για αυτά τα πετρώματα».
Αυτά τα δεδομένα έδειξαν ότι οι δραματικές μαγνητικές αλλαγές που καταγράφηκαν συνέβαιναν σε διαστήματα χιλιάδων ετών, όχι εκατομμυρίων. Αυτό το χρονικό εύρημα αποδείχθηκε θεμελιώδες, καθώς απέκλεισε οριστικά θεωρίες που επικαλούνταν εξαιρετικά γρήγορη κίνηση τεκτονικών πλακών ή «πραγματική πολική περιπλάνηση». Και οι δύο γεωλογικές διεργασίες μεγάλης κλίμακας απαιτούν πολύ μεγαλύτερα χρονικά διαστήματα — της τάξης των εκατομμυρίων ετών — για να αναπτυχθούν και να αφήσουν ανιχνεύσιμο ίχνος.
Το μοντέλο του ταλαντευόμενου πόλου
Εκτός από την τεκμηρίωση της ταχύτητας της μαγνητικής μεταβλητότητας, η ανάλυση αποκάλυψε ότι διέθετε μια οργανωμένη, αν και ασυνήθιστη, δομή. Αντιμέτωποι με αυτά τα στοιχεία ενός υποκείμενου μοτίβου, οι ερευνητές επινόησαν μια καινοτόμο στατιστική προσέγγιση που υποστηρίζει ότι οι μαγνητικοί πόλοι του πλανήτη δεν ταλαντεύονταν απλώς ελαφρά, αλλά αιωρούνταν έντονα, φτάνοντας στο σημείο να διασχίζουν ολόκληρη την υδρόγειο.
Αυτό το μοντέλο του «ταλαντευόμενου πόλου» παρέχει ένα επαναστατικό μαθηματικό πλαίσιο για την επανερμηνεία των παλαιομαγνητικών δεδομένων από αυτή την περίοδο και, τελικά, την ανακατασκευή της διαμόρφωσης της Γης κατά την περίοδο Εντιακάρα σε μελλοντικές μελέτες.
«Έχω αφιερώσει όλη μου την καριέρα στη χαρτογράφηση των κινήσεων των ηπείρων, των ωκεανών και των τεκτονικών πλακών 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 Εντιακάρα περίοδος, ειδικότερα, αποτελούσε ένα σημαντικό εμπόδιο σε αυτόν τον μακροπρόθεσμο στόχο, επειδή τα παγκόσμια παλαιομαγνητικά δεδομένα δεν έβγαζαν πολύ νόημα. Εάν οι στατιστικές μέθοδοι που προτείνουμε αποδειχθούν αξιόπιστες, θα μπορέσουμε να γεφυρώσουμε το χάσμα μεταξύ των παλαιότερων και των νεότερων περιόδων, ώστε να παραχθεί μια συνεπής απεικόνιση της τεκτονικής των πλακών που θα καλύπτει δισεκατομμύρια χρόνια—από τα πρώτα αρχεία πετρωμάτων έως τη σημερινή εποχή».
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου