Сотрудники Национального центра научных исследований и Парижского института физики Земли (оба — Франция) выяснили, что инверсии геомагнитного поля и движение литосферных плит могут быть связаны между собой.

Современная теория, напомним, объясняет появление геомагнитного поля конвекцией в жидком металлическом внешнем ядре . Хотя изменения направления поля и не должны быть регулярными, обнаруженные геофизиками колебания частоты этих событий всё равно удивляют своей амплитудой. В последние 10 миллионов лет магнитные полюса, скажем, менялись местами более 40 раз, тогда как в меловом периоде, приблизительно 120 млн лет назад, одно направление поля продержалось около 40 млн лет.

По мнению авторов, на частоту инверсии влияет процесс передачи тепла от ядра к мантии (если тепловой поток неравномерен, вероятность перестановки полюсов увеличивается). Самым важным фактором французы считают широтную асимметрию: когда в Южном полушарии тепло выводится в мантию намного быстрее или медленнее, чем в Северном, поле становится особенно нестабильным.

Стабильное (слева) и нестабильное геомагнитные поля, создаваемые в условиях равномерного и неравномерного теплового потока (иллюстрация авторов работы).

Здесь геофизикам и пригодилась теория тектоники плит , характеризующая движение и реорганизацию крупных литосферных блоков. В описываемых ею зонах субдукции , областях взаимодействия соседних плит, океаническая кора уходит в мантию. В результате метаморфизма коры образуются породы вроде эклогита , заметно отличающиеся по составу и физическим свойствам от вещества нижней мантии. Если такие породы скапливаются на поверхности раздела ядра и мантии, их неравномерное распределение может нарушить передачу тепла и дестабилизировать магнитное поле.

Поскольку зоны субдукции обычно образуются на границах континентов, расположение последних можно использовать как индикатор того, насколько равномерно идёт передача тепла к мантии. Оценив широтное распределение континентов, геофизики построили график изменения «коэффициента асимметрии», который увеличивается при концентрации континентальной коры в одном из полушарий.

Изменения «коэффициента асимметрии» (отмечен синим) и параметра, характеризующего частоту инверсии магнитного поля (иллюстрация из журнала Geophysical Research Letters).

Связь между отмеченными на графике колебаниями заметить несложно. В пользу предложенной модели говорит то, что за пиком «коэффициента асимметрии», наблюдавшимся около 200 млн лет назад, с корректной задержкой в ~30 млн лет следует пик частоты инверсии.