Виявлено взаємозв'язок між рівнем кисню в атмосфері та магнітним полем Землі

07.08.2025, 12:22 meta.ua

Причини подібного процесу залишаються загадковими: жоден відомий механізм неспроможний забезпечувати такий взаємозв'язок. Міжнародна група вчених вирішила порівняти інтенсивність магнітного поля Землі у минулому за таким параметром, як віртуальний геомагнітний осьовий момент – VGADM (його визначають за намагніченістю деяких типів гірських порід) та кількість кисню в атмосфері в ті самі історичні епохи. Результати дослідження, яке охопило період фанерозою (останні 540 мільйонів років), опубліковано в журналі Science Advances.

Виявилося, що між магнітним полем та рівнем O2 в атмосфері існує кореляція, оцінена у 0,72 (при тому, що коефіцієнт кореляції за визначенням не може перевищувати 1,0). Це далеко не «залізне» значення, але для систем з багатьма параметрами, до яких, безперечно, належить атмосфера та її склад, показник виявився несподівано високим.

Коли автори наукової роботи вирішили виключити всі тимчасові хаотичні коливання у рівні кисню (провести згладжування рядів даних), щоб вони не вносили додатковий інформаційний «шум», то кореляція практично не змінилася. Тобто йдеться не про виявлену випадковість, а про якусь закономірність. Це породжує проблему: навіть геофізики не можуть зрозуміти, чим вона обумовлена, хоча деякі уявлення на цей рахунок все ж таки є.

Теоретично магнітне поле може скорочувати втрату іонів кисню у відкритий космічний простір. От тільки їхня втрата, за всіма розрахунками, від 200 до 2000 разів слабша за приплив кисню в атмосферу в останні півмільярда років. Тому вчені припустили, що є справжні причини іншої природи. Наприклад, початок затвердіння твердого внутрішнього ядра Землі теоретично може як тимчасово посилити магнітне полі, так і спричинити якісь геохімічні процеси, здатні збільшити приплив кисневмісних газів на поверхню планети.

Здається зрозумілим, що при посиленні конвекції у зовнішньому рідкому земному ядрі так зване геомагнітне динамо має також посилюватись - це основний механізм генерації магнітного поля на нашій планеті. Але й самі автори дослідження зазначили, що цей процес не повинен йти досить швидко, щоб пояснити різкий сплеск сили магнітного поля (і рівня кисню) приблизно 220 - 330 мільйонів років тому. У ті далекі часи на Землі був надзвичайно високий рівень кисню в повітрі, перевищуючи 30 – 33%, що і близько не спостерігається в сучасну епоху.

У спробі пояснити цей період була висунута ідея, що формування та розпад суперконтинентів (зокрема, Пангеї) якось стимулюють і приплив кисневмісних компонентів з надр землі до поверхні, а також тимчасове посилення магнітного поля. Гіпотетичний механізм впливу суперконтинентів на все це, який запропонували у статті, полягає у зміні середнього теплового потоку, який надходить із глибин планети до поверхні. Віддача тепла через континентальні ділянки земної кори дещо гірша, ніж через океанічні. Формування великої та єдиної суперконтинентальної «кришки» могло ускладнити тепловідведення не лише на поверхні планети, а й на межі зовнішнього ядра та мантії Землі.

Інший можливий процес полягає у наступному. Окислення гірських порід на континентах йде набагато інтенсивніше, ніж у океанічній корі. Існують також інші канали впливу континентів на окислювально-відновні хімічні реакції на поверхні планети. Тому дослідники обережно припускають, що швидкість розходження океанічних плит земної кори якимось чином впливає на доставку хімічних сполук, які містять кисень, з глибин планети на її поверхню. Але конкретних механізмів такого типу не наводиться.

Як бачимо, природа підкидає нам нові і нові загадки, які іноді з великим зусиллям можна хоч якось розтлумачити. Тому наука не стоїть на місці і чим більше всіляких даних опиниться в нашому розпорядженні, тим краще ми розумітимемо складні та багатогранні взаємозв'язки між різними процесами на нашій планеті.

Читати повністю…