Under jordens långa geologiska historia, magnetpolen har inte förblivit stabil.

Av skäl som fortfarande är lite förstådda, jordens magnetfält kan plötsligt - och utan förvarning - försvagas, börja växla runt, och till och med helt omvänd riktning.

Rekord visar att under de senaste 160 miljoner åren har magnetpolen har vänt sin polaritet åtminstone flera hundra gånger. Kallade en "geomagnetisk fältomvändning, "Detta har resulterat i att polerna byter position, med magnetisk norr som blir magnetisk söder, och vice versa. Magnetpolen har också genomgått så kallade "utflykter". Under ett utflyktsevent, jordens magnetfält försvagas och börjar glida men vänder sig inte. Fältet förstärks igen och polerna återvänder till slut till sin ursprungliga position.

UC Santa Cruz geologiprofessor Robert Coe kommer att presentera sin uppsats, "What We Know and Don't Know about Reversals" under det kommande American Geophysical Union (AGU) mötet i Washington, DC i december.

Coe är emeritusprofessor i geofysik, och har haft en lång och framstående karriär. Han har fått många utmärkelser och erkännande för sina många forskningsresultat. Han tog sin doktorsexamen. vid University of California, Berkeley, och gjorde forskararbete i Australien innan han återvände till de stater där han började på UC Santa Cruz -fakulteten 1968. Han har bidragit betydligt på ett antal områden, inklusive vulkanologi, geokemi, och tektonik. På 1970 -talet, han utvecklade en metod för att mer exakt mäta intensiteten hos magnetfältet i stenar - en metod som bär hans namn. Kanske hans viktigaste bidrag, dock, har varit i paleomagnetism, där han har varit en pionjär inom studiet av magnetfält reverseringar.

"Jordens magnetfält är rastlöst, sa Coe i en intervju nyligen.

Bevis för denna rastlöshet kom först fram i början av 1900 -talet när geologer insåg att vissa stenar uppvisade magnetism som var annorlunda i orientering än jordens dåvarande magnetfält. Medan den inte tog hänsyn då, geologer erkände så småningom betydelsen av denna observation och blev intresserade av att undersöka fenomenet. Ett antal inflytelserika artiklar som publicerades på 1960 -talet - däribland ett antal artiklar författade av Coe - belyser processen avsevärt genom att identifiera polaritetsövergångar i både lavaströmmar och sediment.

Processen genom vilken stenar magnetiseras sker när de bildas, Coe förklarade. Forskare vet mycket mer om hur vulkaniska bergarter magnetiseras än vad de gör om sedimentära bergarter. När magartiga stenar svalnar, till exempel, de blir magnetiserade i det fält som råder just nu. Denna process kan ta några dagar eller några år och ger en "ögonblicksbild" av jordens magnetfält, han lade till. Följaktligen, genom att studera många olika bergarter som bildats under olika geologiska perioder, forskare kan skapa ett register över jordens historia av magnetiska vandringar.

En av de bästa uppgifterna om jordens magnetiska vändningar kommer från Steens Mountain i sydöstra Oregon. Här, en rad överlappande basaltiska lavaströmmar från Miocen-åldern registrerar en komplex historia av flera tusen år av jordens geomagnetiska historia. Betydande, Steens Mountain -rekordet bevisar en fullständig magnetisk vändning som inträffade i en utomordentligt snabb takt (mellan 3 och 8 grader per dag) för cirka 15,5 miljoner år sedan.

Tyvärr, magnetiska vändningar kan vara mycket mer komplexa än till och med de bästa, mest detaljerade paleomagnetiska rekord till hands. Vulkanrekord begränsas av den "diskontinuerliga och episodiska naturen hos vulkanutbrott, "Sa Coe. För att bättre förstå jordens geomagnetiska historia, Coe betonade, vi måste ha utmärkta register, inte bara från vulkaniska sammanhang utan också från sedimentära data.

Mycket detaljerade djuphavskärnor som nyligen erhållits under borrningsoperationer i Nordatlanten kan ge lyntan. Dessa erhölls från en vertikal sektion av havsbotten och ger en kontinuerlig sekvens av magnetiserade skikt.

"Nordatlantiska rekord ger ett hopp, "Sa Coe.

I dag, mycket har lärt sig om vändningar i jordens magnetfält.

Det är nu känt, till exempel, att magnetiska vändningar sker mycket oftare än tidigare antagits, och att de ofta kan förekomma vid otroligt snabba klipp. Det är också känt att den sista fullständiga vändningen, som inträffade 770, För 000 år sedan, inträffade under en period av mindre än 100 år.

Mycket mer, dock, återstår att lära sig.

Viktigast, geologer fortsätter att diskutera orsaken till dessa vändningar.

"En magnetisk vändning har verkligen en stor slumpmässig eller kaotisk aspekt, "Sa Coe." Och det är aktivt över många tidsskalor. "

Även om ett antal teorier har framförts, den rådande förklaringen tyder på att vändningar i slutändan är knutna till jordens konvektiva rörelse.

"Jordens magnetfält kommer från en dynamo-liknande handling som härrör från metallvätskornas rörelse i den yttre kärnan, " han sa.

Forskare har också diskuterat om en vändning kan orsaka stora faror, särskilt till teknik. Vissa har hävdat att en vändning skulle orsaka misslyckande i de globala elektroniska och kommunikationssystemen. Frågan, dock, är kontroversiell och förblir obesvarad.