磁极反转需要多长时间才能完成?

Question

地磁极反转是地球上的“常规”现象吗．尽管间隔模式有时是不规则的(有时变化间隔之间有数百万年的差异)，但在过去的2000万年里，地球已经进入了大约每20 - 30万年一次磁极反转的模式(来源:美国国家航空航天局)．基于这种模式和最近发生磁极转换的事实~78万年前，地球“早就该”进行磁极转换了．

我的问题:磁极切换发生的速度有多快?

• 它是即时的吗?这需要几年时间吗?几千年?

• 电杆的当前运动是长时间开关的一部分，还是只是“正常”的电杆运动?再次,从美国国家航空航天局：

  自19世纪初探险家首次精确定位以来，磁北极一直在向北爬行——超过600英里(1100公里)。事实上，它现在移动得更快了，科学家估计，北极每年向北移动约40英里，而20世纪初每年约10英里。

• 从之前的一些研究来看，它似乎也不总是能做出“干净”的切换，全球都出现了多极——这种多极的疯狂切换会增加切换时间吗?还是这也是正常的?

Answer 1

整个过程似乎需要3000 - 4000年，根据Valet和Fournier 2016年5月的评论文章“破译地磁反转的记录这篇文章发表在《AGU》杂志上地球物理学综述．

沉积和火山记录支持了反转的复杂动力结构。如果分辨率足够，反转过程似乎包含一个前兆和一个反弹之前和之后的转变。然而，这三个阶段很少在单一记录中观察到。这可能是由场几何和记录限制造成的。每个阶段的持续时间不超过3-4 kyr。因此，前兆和反弹可以被视为整个过程的一部分，是长期变化、波动和逆转之间连续行为的表现。另一种可能是偶极坍缩不够大，或者非偶极/偶极比率变化。

作者认为，更好的过程分辨率和所涉及的时间将要求古地磁采样分辨率至少提高10倍。其中一个挑战是找到合适的熔岩流或沉积层，这些熔岩流或沉积层是在有关的过渡过程中形成的。

至于当前的波动是否表明地球即将发生逆转:我们不能说，因为最近的古地磁记录包括了类似的变化(有时是区域性的而不是全球性的)，这些变化没有导致逆转，瓦莱特和福尼耶写道。

目前的演化处于过去2 Ma普遍存在的场变率的正常范围内。

Answer 2

根据我们的数值计算，完全翻转发电机需要大约1000年，也就是说，目前的模型甚至不接近地球核心的实际参数，因为它需要大量的时间来计算，远远超出了当前计算机的能力。我们在2014年发表了一篇论文，讨论了浮力在极性反转中的作用，

http://ceas.iisc.ernet.in/~bsreeni/gji14.pdf

支撑稳定偶极子的关键参数是螺旋度。强大的浮力抵消了外核的螺旋度，从而剥夺了稳定的偶极磁场。如果你想更多地了解我所谈论的术语，这里有一个链接到一篇优秀的评论/介绍性论文

http://ceas.iisc.ernet.in/~bsreeni/currsci10.pdf