Từ trường trái đất vì sao lại "đảo chiều"?

Chắc bạn đã từng chơi nam châm. Một mẩu nam châm nhỏ, dù bạn mang đi đâu, cũng luôn chỉ về phương Nam.

Vì sao kim nam châm lại chỉ về phương Nam? Thời xưa, đây từng là một câu đố không ai giải thích được. Đến năm 1600, một bác sĩ trong cung đình nước Anh tên Gilbert đã đưa ra lời giải thích khoa học: Trái Đất vốn là một từ trường khổng lồ. Cực nam từ trường, tức cực S, nằm ở phía bắc Trái Đất; còn cực bắc từ trường, tức cực N, nằm ở cực nam Trái Đất. Chính từ trường ấy hút nam châm vĩnh cửu và khiến nó hướng về phía nam.

Tuy nhiên, năm 1906, nhà khoa học Pháp Buron khi khảo sát nham thạch núi lửa ở vùng núi Simafu đã bất ngờ phát hiện: nham thạch tại đó có từ tính ngược với phương từ trường Trái Đất hiện nay. Sau đó, người ta còn phát hiện thêm nhiều nơi tương tự, khiến vấn đề được nghiên cứu ngày càng sâu. Trước nhiều sự thật như vậy, cuối cùng các nhà khoa học nhận ra từ trường Trái Đất không phải vĩnh viễn bất biến. Cực nam của nam châm hiện ở đầu bắc của bán cầu có thể chuyển xuống đầu nam, còn cực bắc của nam châm hiện ở đầu nam cũng có thể chuyển lên đầu bắc. Hiện tượng đó gọi là “cực từ đảo chiều”.

Qua nghiên cứu, các nhà khoa học còn phát hiện trong lịch sử Trái Đất đã nhiều lần xảy ra hiện tượng cực từ đảo chiều. Theo thống kê, chỉ trong 4,5 triệu năm gần đây đã có thể phân thành bốn thời kỳ cực tính khác nhau.

- Từ hiện tại đến 690 ngàn năm trước, hướng từ trường Trái Đất về cơ bản giống hiện nay, gọi là thời kỳ “Chính hướng Buron”.

- Từ 690 ngàn năm đến 2,53 triệu năm trước, hướng từ trường Trái Đất ngược với hiện nay, gọi là thời kỳ “Phản hướng Sunsan”.

- Từ 2,53 đến 3,32 triệu năm trước, hướng từ trường Trái Đất lại giống hiện nay, gọi là thời kỳ “Chính hướng Gaoxơ”.

- Từ 3,32 đến 4,50 triệu năm trước, từ trường Trái Đất ngược với hiện nay, gọi là thời kỳ “Phản hướng Gilbert”.

Nhưng trong mỗi thời kỳ từ tính, hướng từ trường Trái Đất cũng không hoàn toàn cố định. Có lúc xảy ra sự đảo cực tạm thời, người ta gọi đó là “hiện tượng từ tính”. Ví dụ trong thời kỳ “Chính hướng Buron” từng xảy ra các sự kiện phản hướng “Giải X” và “Giải V”. Trong thời kỳ “Phản hướng Susan” từng xảy ra các sự kiện chính hướng “Salmir” và “Jirsai”.

Tất nhiên, sự đảo cực của từ trường Trái Đất đã tồn tại suốt lịch sử địa chất của hành tinh này. Chỉ vì thời gian quá xa xưa nên con người không thể xác định thật chính xác các mốc biến đổi của nó.

Vậy vì sao cực từ trường Trái Đất lại biến đổi? Cho đến nay, con người vẫn chưa hiểu hết sự kỳ diệu của vấn đề này. Có người cho rằng hiện tượng ấy có thể do những va chạm mạnh của vẫn thạch vào Trái Đất gây ra, làm từ trường trong lòng Trái Đất đổi cực. Có người lại cho rằng nó liên quan đến sự chuyển động của Trái Đất trong hệ Ngân Hà của Mặt Trời. Vì bản thân hệ Ngân Hà cũng có từ trường, nên từ trường Trái Đất chịu ảnh hưởng của từ trường hệ Ngân Hà; khi hướng từ trường của hệ Ngân Hà thay đổi, từ trường Trái Đất cũng đổi theo. Lại có người cho rằng sự biến đổi từ trường Trái Đất là kết quả của quá trình diễn biến bên trong bản thân Trái Đất. Các giả thuyết này khác nhau khá xa.