Misterija iz gvozdenog doba: Drevni otpad otkriva neobičnu anomaliju Zemljinog magnetnog polja

Izraelski arheolog Erez Ben-Josef 2008. pronašao je naizgled beznačajan komad „otpada“ iz gvozdenog doba i time slučajno otkrio do tada najjaču zabeleženu anomaliju u Zemljinom magnetnom polju.

Ben-Josef sa Univerziteta u Tel Avivu tada je radio na jugu Jordana zajedno sa Ronom Šarom, geologom sa Hebrejskog univerziteta u Jerusalimu. Šar je prikupljao arheološke uzorke širom Levanta kako bi rekonstruisao istoriju magnetnog polja u ovom regionu.

Otkriveni komad troske ili šljake – otpadnog materijala nastalog u procesu topljenja metala – sadržao je „zapis“ o snažnom porastu jačine Zemljinog magnetnog polja pre oko 3.000 godina.

U početku su mnogi geofizičari bili skeptični. Takav skok intenziteta nije bio zabeležen ni u jednom postojećem modelu magnetnog polja. 

„Niko nije znao kako da objasni ovako ekstremnu pojavu“, rekao je Ben-Josef za Live Science.

Zahvaljujući dugogodišnjem radu i dodatnim dokazima, naučna zajednica je na kraju prihvatila postojanje ove pojave i nazvala je Levantskom anomalijom iz gvozdenog doba (Levantine Iron Age Anomaly – LIAA). Između 1100. i 550. godine p.n.e. magnetno polje u oblasti današnjeg Bliskog istoka doživljavalo je snažne i neobjašnjive oscilacije.

Ben-Josef i Šar koristili su relativno novu tehniku poznatu kao arheomagnetizam koja omogućava naučnicima da iz arheoloških uzoraka poput troske, keramike ili građevinskog kamena „čitaju“ orijentaciju magnetnih čestica i tako rekonstruišu kako je izgledalo Zemljino magnetno polje u prošlosti.

Za razliku od tradicionalnih metoda koje proučavaju stene nastale hlađenjem lave, a time i samo retke trenutke u geološkoj istoriji, arheomagnetizam daje uvid u relativno skoriju prošlost i na mnogo većem broju lokacija. Na osnovu takvih podataka naučnici pokušavaju da shvate dinamiku geodinama – procesa u tečnom jezgru Zemlje koji stvara njeno zaštitno magnetno polje.

Pošto ne možemo direktno posmatrati unutrašnje slojeve Zemlje, promene u magnetnom polju ostaju jedini pokazatelj onoga što se u jezgru dešava, kaže Šar.

Ovi podaci postaju sve važniji jer istraživanja sugerišu da Zemljino magnetno polje slabi. A kako nas ono štiti od štetnog zračenja iz svemira, njegovo slabljenje može imati ozbiljne posledice, poput poremećaja u radu satelitskih veza, ali smanjene odbrane Zemlje od zračenja iz svemira, a time i povećanog rizika od raka.

Kako artefakti „pamte“ magnetno polje?

Arheomagnetizam se oslanja na činjenicu da su naši preci tokom izrade keramike, opeke, metalnih predmeta i loženja ognjišta materijale zagrevali do visokih temperatura. Prilikom hlađenja, magnetno osetljive čestice u tim materijalima se usmeravaju u pravcu Zemljinog tadašnjeg magnetnog polja – i u tom položaju „zamrzavaju“. Kada se ti materijali datiraju pomoću radiokarbonske ili drugih metoda, naučnici dobijaju vremenski precizan uvid u regionalno magnetno polje – u radijusu od oko 500 km.

Magnetno polje nije stabilno – njegov severni pol se pomera. Tako je 2001. bio bliži severu Kanade, a već 2007. pomerio se za više od 300 km ka geografskom Severnom polu. Ove promene uzrokuju veliki „magnetni lobusi“ ispod Kanade i Sibira, koji deluju kao levci kroz koje magnetno polje ulazi u Zemlju.

Ali pored tih uobičajenih tokova, postoji i oko 20 posto linija koje se ponašaju nepredvidivo, formirajući vrtloge poznate kao magnetne anomalije. Ove anomalije su još uvek misterija, ali arheološki nalazi mogu pomoći da ih objasnimo.

Arheomagnetizam u usponu

Iako se razvija još od pedesetih, arheomagnetizam je tek poslednjih godina doživeo pravi procvat, zahvaljujući naprednijim magnetometrima i statističkim analizama. Ipak, tehnika je i dalje skupa – jedan visoko precizan magnetometar može koštati između 700.000 i 800.000 dolara, kaže Maksvel Braun sa Univerziteta Minesote.

Zbog toga 90 posto podataka u globalnoj bazi „Geomagia50“ potiče iz Evrope. Afrika, recimo, nema nijedan dostupan magnetometar, što ostavlja veliki deo sveta bez relevantnih podataka.

Osim troškova, uzorkovanje zahteva i vreme i znanje. Jedan jedini uzorak može zahtevati i dva meseca laboratorijskog rada. 

„Ne radi se o tome da samo stavimo uzorak u aparat i dobijemo rezultat“, kaže Šaar.

Zašto su ove anomalije važne?

Otkrivanje Levantske anomalije preispitalo je dosadašnje razumevanje o tome koliko snažno magnetno polje može biti. Iako se možda čini kao apstraktna tema, ove promene mogu imati direktne posledice za nas danas.

Na primer, poznata je Južnoatlantska anomalija (SAA) – područje oslabljene magnetne zaštite koje se proteže od Južne Amerike do Afrike. Zbog nje sateliti i Međunarodna svemirska stanica imaju problema sa memorijom i elektronikom.

Za razliku od nje, Levantska anomalija pokazuje izuzetno snažan, lokalizovan porast magnetnog polja, što naučnici ne umeju da objasne. Neki smatraju da je uzrok u takozvanoj „fluks zakrpi“ u spoljašnjem jezgru Zemlje, dok drugi misle da su se formirale i raspale više takvih zakrpa ispod Levanta.

Najnoviji model koji je napravio Pablo Rivera sa Univerziteta u Madridu sugeriše da su i Levantska i Južnoatlantska anomalija možda povezane sa super-perjanicom ispod Afrike, odnosno ogromnom masom vrelog materijala iz dubokog omotača Zemlje koja može remetiti kretanje u jezgru.

Ali, kako kaže geofizičarka Monika Korte: „Još ne postoji nijedna simulacija koja uspešno objašnjava sve što vidimo.”

Uprkos izazovima, interesovanje za arheomagnetizam raste. SAD ulažu u proširenje baza podataka i razvoj lokalnih sistema datiranja. Prvi podaci iz Kambodže objavljeni su 2021, a regionalni model za Afriku tek 2022. godine.

Iako je pred nama još mnogo nepoznanica, jasno je da svaki novi uzorak iz prošlosti može pomoći da razumemo budućnost – posebno u svetu u kojem zavisimo od tehnologije u orbiti, a sve više satelita mora da funkcioniše u složenim uslovima koje diktira Zemljino promenljivo magnetno srce.