Исследование проводилось под руководством проф. Эрез Бен-Йосеф из Jacob M. Альков Кафедра археологии и древних культур Ближнего Востока Тель-Авивского университета и проф. Лиза Токс, руководитель палеомагнитной лаборатории Института океанографии Скриппса, в сотрудничестве с другими исследователями из Калифорнийского университета в Сан-Диего, Риме и Иордании. Статья опубликована в журнале PNAS.
Проф. Бен-Йосеф объясняет: «Альберт Эйнштейн охарактеризовал магнитное поле планеты как одну из пяти величайших загадок современной физики.
На данный момент нам известен ряд основных фактов об этом: магнитное поле создается процессами, происходящими на глубине примерно 3000 км под поверхностью планеты (для сравнения, самое глубокое бурение человека достигло глубина всего 20 км); он защищает планету от продолжающейся бомбардировки космическим излучением и, таким образом, позволяет существовать такой жизни, какой мы ее знаем; он изменчив, его сила и направление постоянно меняются, и он связан с различными явлениями в атмосфере и экологической системе планеты, в том числе – возможно – с определенным влиянием на климат. Тем не менее, сущность и происхождение магнитного поля остаются в значительной степени нерешенными. В своем исследовании мы стремились открыть глазок в этой великой загадке."
Исследователи объясняют, что приборы для измерения силы магнитного поля Земли были изобретены всего около 200 лет назад. Чтобы изучить историю месторождения в более ранние периоды, науке помогают археологические и геологические материалы, которые зафиксировали свойства поля, когда они были нагреты до высоких температур. Магнитная информация остается «замороженной» (навсегда или до следующего нагрева) в крошечных кристаллах ферромагнитных минералов, из которых ее можно извлечь с помощью серии экспериментов в лаборатории магнетизма. Базальт из вулканических извержений или керамика, обожженная в печи, – частые материалы, используемые для подобных экспериментов.
Большим преимуществом использования археологических материалов по сравнению с геологическими является временное разрешение: в то время как в геологии датирование в лучшем случае измеряется в масштабе тысяч лет, в археологии артефакты и магнитное поле, которые они зарегистрировали, могут быть датированы с разрешением в сотни лет. а иногда даже десятки лет (а в особых случаях, например, при известном разрушении, даже указывается точная дата). Очевидным недостатком археологии является молодой возраст соответствующих артефактов: керамика, которая использовалась для этой цели до сих пор, была изобретена только 8 500 лет назад.
Настоящее исследование основано на материалах четырех археологических раскопок в Вади-Фейнане (Иордания), которые были датированы (с использованием углерода-14) периодом неолита – примерно от 10 000 до 8 000 лет назад – некоторые из которых предшествовали изобретению керамики. Исследователи изучили магнитное поле, которое было зафиксировано в 129 предметах, найденных в этих раскопках, и на этот раз к керамическим черепкам были добавлены обожженные кремневые инструменты.
Проф. Бен-Йосеф: «Это первый раз, когда обожженные кремни с доисторических мест используются для восстановления магнитного поля с их временного периода. Около года назад было опубликовано новаторское исследование в Еврейском университете, показывающее возможность работы с такими материалами, и мы сделали один шаг вперед, извлекая геомагнитную информацию из тщательно датированных обгоревших кремневых материалов. Работа с этим материалом расширяет возможности исследований на десятки тысяч лет назад, поскольку люди использовали кремневые инструменты в течение очень длительного периода времени до изобретения керамики.
Кроме того, после того, как будет собрано достаточно информации об изменениях в геомагнитном поле с течением времени, мы сможем использовать ее для датировки археологических памятников."
Дополнительным и важным выводом этого исследования является сила магнитного поля в течение исследуемого периода времени. Археологические артефакты продемонстрировали, что на определенном этапе в период неолита поле стало очень слабым (среди самых слабых значений, когда-либо зарегистрированных за последние 10000 лет), но восстановилось и укрепилось за относительно короткий промежуток времени. По словам проф.
Tauxe, этот вывод важен для нас сегодня: «В наше время, с тех пор как измерения начались менее 200 лет назад, мы наблюдаем непрерывное уменьшение напряженности поля. Этот факт вызывает опасения, что мы можем полностью потерять магнитное поле, которое защищает нас от космического излучения и, следовательно, имеет важное значение для существования жизни на Земле. Результаты нашего исследования могут быть обнадеживающими: это уже происходило в прошлом.
Примерно 7600 лет назад сила магнитного поля была даже ниже, чем сегодня, но примерно через 600 лет она набрала силу и снова поднялась до высокого уровня."
Исследование проводилось при поддержке Американо-израильского фонда бинациональной науки, который поощряет академическое сотрудничество между университетами Израиля и США.
Исследователи отмечают, что в этом случае сотрудничество было особенно важным для успеха исследования, потому что оно основано на тесной интеграции методов из областей археологии и геофизики, и полученные выводы особенно важны для обоих из них. дисциплины.