Resultaten av en ny studie från University of Liverpool ger ytterligare bevis på en cirka 200 miljoner år lång cykel i styrkan hos jordens magnetfält.

Forskare utförde termisk och mikrovågsteknik (en teknik som är unik för University of Liverpool) paleomagnetisk analys på stenprover från forntida lavaflöden i östra Skottland för att mäta styrkan hos det geomagnetiska fältet under viktiga tidsperioder som nästan inte existerade, tillförlitliga uppgifter. Studien analyserade också tillförlitligheten av alla mätningar från prover från 200 till 500 miljoner år sedan, samlat in under de senaste ~80 åren.

De fann att för mellan 332 och 416 miljoner år sedan, styrkan på det geomagnetiska fältet som bevaras i dessa bergarter var mindre än en fjärdedel av vad det är idag, och liknande en tidigare identifierad period med låg magnetisk fältstyrka som började för cirka 120 miljoner år sedan. Forskarna har myntat denna period "Mellan-Palaeozoic Dipole Low (MPDL)."

Publicerad i Proceedings of the National Academy of Sciences , studien stödjer teorin att styrkan på jordens magnetfält är cyklisk, och försvagas vart 200:e miljon år, en idé som föreslogs av en tidigare studie ledd av Liverpool 2012. En av begränsningarna vid den tiden var bristen på tillförlitliga fältstyrkedata tillgängliga före 300 miljoner år sedan, så denna nya studie fyller en viktig tidslucka.

Jordens magnetfält skyddar planeten från enorma explosioner av dödlig solstrålning. Den är inte helt stabil i styrka och riktning, både över tid och rum, och har förmågan att helt vända eller vända sig själv med betydande konsekvenser.

Att dechiffrera variationer i tidigare geomagnetiska fältstyrkor är viktigt eftersom det indikerar förändringar i djupa jordprocesser under hundratals miljoner år och kan ge ledtrådar om hur det kan fluktuera, vända eller vända i framtiden.

Ett svagt fält har också konsekvenser för livet på vår planet. En nyligen genomförd studie har föreslagit att massutdöendet av devon-karbon är kopplat till förhöjda UV-B-nivåer, ungefär samma som de svagaste fältmätningarna från MPDL.

Liverpool paleomagnetist och huvudförfattare till tidningen, Dr Louise Hawkins, sa:"Denna omfattande magnetiska analys av Strathmore- och Kinghorn-lavaflödena var nyckeln för att fylla den period som ledde fram till Kiman Superchron, en period där de geomagnetiska polerna är stabila och inte vänder på cirka 50 miljoner år.

"Denna datauppsättning kompletterar andra studier vi har arbetat med under de senaste åren, tillsammans med våra kollegor i Moskva och Alberta, som passar mellan åldrarna på dessa två platser.

"Våra fynd, när de betraktas tillsammans med befintliga datauppsättningar, stöder förekomsten av en cirka 200 miljoner år lång cykel i styrkan av jordens magnetfält relaterad till djupa jordprocesser. Eftersom nästan alla våra bevis för processer i jordens inre ständigt förstörs av plattektonik, bevarandet av denna signal för djupt inne i jorden är oerhört värdefullt som en av de få begränsningar vi har.

"Våra fynd ger också ytterligare stöd för att ett svagt magnetfält är associerat med polomvändningar, medan fältet i allmänhet är starkt under en Superchron, vilket är viktigt eftersom det har visat sig nästan omöjligt att förbättra reverseringsrekordet före ~300 miljoner år sedan."

Pappret, "Intensiteten hos jordens magnetfält:bevis för en låg mellanpaleozoisk dipol, " publiceras i Proceedings of the National Academy of Sciences .