Pamäť zemskej kôry

Štúdium magnetického poľa v geologickej minulosti sa nazýva paleomagnetizmus a vychádza z faktu, že horniny získavajú magnetizmus v čase vzniku, prípadne pri opätovnom roztavení a stuhnutí. Zahrievané horniny strácajú magnetizmus (podobne ako zahrievaný tyčový magnet), tuhnúce ho nadobúdajú pôsobením zemského poľa. Táto prirodzená remanentná (zvyšková) magnetizácia je orientovaná rovnobežne so zemským poľom. Horniny si ju zachovávajú a poskytujú tak cenné informácie pri štúdiu geologickej minulosti. Technika paleomagnetického výskumu spočíva v tom, že sa odoberie vzorka horniny orientovaná na dnešný severný pól a zmeria sa jej prirodzený remanentný magnetizmus.

Získajú sa tak paleomagnetické súradnice vzorky, pomocou ktorých sa určí pôvodná poloha, v akej sa hornina nachádzala v čase, keď bola zmagnetizovaná. Magnetické súradnice vyjadrené v magnetických šírkach sú podobné zemepisným šírkam (pól je však magnetický, nie rotačný). Získané poznatky ukazujú, že magnetické póly neboli vždy tam, kde sú dnes, že v geologickej minulosti putovali a menili polohu.

Geomagnetické epochy

Zatiaľ posledné úplné prepólovanie magnetického poľa Zeme na súčasnú „normálnu“ polaritu nastalo asi pred 780-tisíc rokmi. Predtým mali magnetické póly takmer 1,7 milióna rokov oproti dnešnému stavu opačnú polohu. Takéto dlhotrvajúce obdobia s jednotnou polaritou sa označujú ako epochy a sú pomenované podľa slávnych bádateľov zaoberajúcich sa zemským magnetizmom. Súčasná epocha dostala pomenovanie podľa francúzskeho fyzika Bernarda Brunhesa, ktorý v roku 1906 narazil vo Francúzskom stredohorí na lávové prúdy s opačnou polaritou. Aj v rámci týchto epoch sa magnetické pole z času na čas na niekoľko tisícročí obráti. Takéto relatívne krátkodobé javy, ako napríklad zmena pred 910- až 980-tisíc rokmi, sa pomenúvajú podľa miesta, kde boli objavené.

Brunhesov objav vyvolal veľkú pozornosť, ale veda ho prakticky využila až o vyše pol storočia neskôr, v šesťdesiatych rokoch. Medzitým boli objavené ďalšie príklady prepólovania, pri ktorých vedci zistili čas ich vzniku, a tak zostavili časovú stupnicu polarity, ktorú možno využiť pri určovaní veku hornín. S väčšou istotou sa teraz dajú k jednotlivým obdobiam dejín Zeme priradiť najmä tie horniny, ktoré neobsahujú žiadne skameneliny.

Najlepšie výsledky dosiahli vedci využitím tejto metódy pri výskume čadičových hornín oceánskeho dna pozdĺž oceánskych horských chrbtov. Vrstvy hornín s normálnou a opačnou polaritou tam tvoria nápadný, zrkadlovo usporiadaný vzor, pripomínajúci pruhovanie zebry, ktorý je jednoznačným dôkazom rozširovania dna oceánu v dôsledku protismerného kĺzavého pohybu platní.

Prepólovanie

Stupnica polarity ukazuje, že smer magnetického poľa Zeme zostával rovnaký väčšinou niekoľko stotisíc až niekoľko miliónov rokov, potom však nastalo prepólovanie, ktorého rýchlosť bolo – pri porovnaní s rýchlosťou mnohých iných geologických procesov – obrovská. Aj v rámci jednej epochy dochádza ku krátkodobým výchylkám magnetického poľa na niekoľko tisícročí, pričom úplné prepólovanie nemusí nastať.

Úplné prepólovanie však môže nastať aj v rekordnom čase. Podrobný výskum čadičových vzoriek starých približne šestnásť miliónov rokov ukázal, že vtedy sa pól posunul o niekoľko stupňov za deň.

Prepólovanie teda trvalo len niekoľko týždňov až mesiacov.

Magnetické póly podobne ako sťahovavé vtáky pri svojich putovaniach zjavne uprednostňujú určité trasy: napríklad severo-južný smer cez Ameriku. Pred putovaním a počas neho sa magnetické pole vždy oslabí, ba občas nastane úplný chaos, akoby súčasne existovalo viacero severných alebo južných pólov. Tento chaos môže trvať niekoľko tisícročí, kým sa magnetické pole Zeme opäť stabilizuje.

Aj v súčasnosti sa sila magnetického poľa postupne zmenšuje...