Optagelser af magnetfeltet fra 9, 000 år siden lærte os om magnetfeltet i dag

International forskning ved Tel Aviv University, Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Rom, og University of California San Diego afslørede resultater vedrørende det magnetiske felt, der herskede i Mellemøsten mellem ca. 000 og 8, 000 år siden. Forskere undersøgte keramik og brændte flintsten fra arkæologiske steder i Jordan, hvorpå magnetfeltet i denne periode blev registreret. Information om magnetfeltet i forhistorisk tid kan påvirke vores forståelse af magnetfeltet i dag, som har vist en svækkelsestendens, der har givet anledning til bekymring blandt klima- og miljøforskere.

Forskningen blev udført under ledelse af prof. Erez Ben-Yosef fra Jacob M. Alkows afdeling for arkæologi og antikke nærøstlige kulturer ved Tel Aviv Universitet og prof. Lisa Tauxe, leder af Paleomagnetic Laboratory ved Scripps Institution of Oceanography, i samarbejde med andre forskere fra University of California i San Diego, Rom og Jordan. Artiklen blev publiceret i tidsskriftet PNAS .

Prof. Ben-Yosef forklarer, "Albert Einstein karakteriserede planetens magnetfelt som et af de fem største mysterier i moderne fysik. Lige nu, vi kender en række grundlæggende fakta om det:Det magnetiske felt genereres af processer, der finder sted under en dybde på ca. 000 km under planetens overflade (for sammenligningens skyld, den dybeste menneskelige boring har nået en dybde på kun 20 km); den beskytter planeten mod det fortsatte bombardement af kosmisk stråling og tillader således livet, som vi kender det, at eksistere; den er flygtig, og dens styrke og retning ændrer sig konstant, og det er forbundet med forskellige fænomener i atmosfæren og planetens økologiske system, herunder – muligvis – at have en vis indvirkning på klimaet. Alligevel, magnetfeltets essens og oprindelse er stort set forblevet uafklaret. I vores forskning, vi søgte at åbne et kighul ind i denne store gåde."

Forskerne forklarer, at instrumenter til at måle styrken af ​​Jordens magnetfelt først blev opfundet for kun cirka 200 år siden. For at undersøge feltets historie i tidligere perioder, videnskaben er hjulpet af arkæologiske og geologiske materialer, der registrerede feltets egenskaber, når de blev opvarmet til høje temperaturer. Den magnetiske information forbliver "frossen" (for evigt eller indtil en anden opvarmningsbegivenhed) i bittesmå krystaller af ferromagnetiske mineraler, hvorfra det kan udvindes ved hjælp af en række eksperimenter i magnetlaboratoriet. Basalt fra vulkanudbrud eller keramik brændt i en ovn er hyppige materialer, der bruges til disse typer eksperimenter. Den store fordel ved at bruge arkæologiske materialer i modsætning til geologiske er tidsopløsningen:Mens i geologi, dating er i bedste fald på en skala af tusinder år, i arkæologi kan artefakterne og det magnetiske felt, som de har registreret, dateres med en opløsning på hundreder og nogle gange endda titusinder af år (og i specifikke tilfælde, såsom en kendt ødelæggelsesbegivenhed, endda give en nøjagtig dato). Den åbenlyse ulempe ved arkæologi er den unge alder af de relevante artefakter:Keramik, som hidtil har været brugt til dette formål, blev kun opfundet 8, 500 år siden.

Den nuværende undersøgelse er baseret på materialer fra fire arkæologiske steder i Wadi Feinan (Jordan), som er blevet dateret (ved hjælp af kulstof-14) til den neolitiske periode - cirka 10, 000 til 8, 000 år siden - hvoraf nogle går forud for opfindelsen af ​​keramik. Forskere undersøgte det magnetiske felt, der blev registreret i 129 genstande fundet i disse udgravninger, og denne gang, brændte flintværktøj blev tilføjet til de keramiske skærver. Prof. Ben-Yosef bemærker, "Det er første gang, at brændte flintsten fra forhistoriske steder bliver brugt til at rekonstruere magnetfeltet fra deres tidsperiode. For omkring et år siden, banebrydende forskning ved det hebraiske universitet blev offentliggjort, viser gennemførligheden af ​​at arbejde med sådanne materialer, og vi tog det et skridt fremad, udvinding af geomagnetisk information fra stramt dateret brændt flint. Arbejdet med dette materiale udvider forskningsmulighederne for titusinder af år tilbage, da mennesker brugte flintværktøj i meget lang tid før keramikkens opfindelse. Derudover efter at der er indsamlet tilstrækkelig information om ændringerne i det geomagnetiske felt over tid, vi vil være i stand til at bruge det til at datere arkæologiske levn."

Et yderligere og vigtigt fund af denne undersøgelse er styrken af ​​magnetfeltet i den tidsperiode, der blev undersøgt. De arkæologiske artefakter viste, at på et bestemt tidspunkt i den neolitiske periode, feltet blev meget svagt (blandt de svageste værdier, der nogensinde er registreret for de sidste 10, 000 år), men restitueret og styrket inden for relativt kort tid. Ifølge Prof. Tauxe, denne opdagelse er vigtig for os i dag:"I vor tid, siden målingerne begyndte for mindre end 200 år siden, vi har set et kontinuerligt fald i feltets styrke. Denne kendsgerning giver anledning til en bekymring for, at vi helt kan miste det magnetiske felt, der beskytter os mod kosmisk stråling og derfor, er afgørende for eksistensen af ​​liv på Jorden. Resultaterne af vores undersøgelse kan være betryggende:Dette er allerede sket tidligere. Cirka 7, 600 år siden, styrken af ​​magnetfeltet var endnu lavere end i dag, men inden for cirka 600 år, den fik styrke og steg igen til høje niveauer."

Forskningen blev udført med støtte fra US-Israel Binational Science Foundation, som tilskynder til akademiske samarbejder mellem universiteter i Israel og i USA. Forskerne bemærker, at i dette tilfælde, Samarbejdet var særligt vigtigt for undersøgelsens succes, fordi det er baseret på en tæt integration af metoder fra felterne arkæologi og geofysik, og de opnåede indsigter er særligt relevante for begge disse discipliner.