Ompolingen dateren uit de vroege aardgeschiedenis

Het aardmagnetisch veld is niet stabiel. De sterkte verandert, de positie van de magnetische polen verandert, en er treden ompolingen op waarbij de magnetische noord- en zuidpool van plaats wisselen. Onderzoekers uit de Verenigde Staten en Duitsland beschrijven in Science (16 augustus) een gesteente van 3214 miljoen jaar oud, waarin ze ompolingen van het aardmagnetisch veld reconstrueren.

Ze troffen het stollingsgesteente met een doorsnede van circa 30 km aan in Zuid-Afrika, op de grens met Swaziland. Het gesteente ontstond doordat uit het binnenste der aarde magma omhoogkwam en, nog steeds in de diepte, stolde. Dat stollen ging sneller aan de randen (op het contact met de vaste gesteenten waarin het magma was binnengedrongen) dan binnenin. Dat bleek bij analyse van de 323 georiënteerde monsters die waren verzameld. Hoewel die een spreiding aangeven in de richting van het aardmagnetisch veld (door lokale gebeurtenissen en latere effecten), bleek - nadat deze 'ruis' was weggefilterd - dat er twee belangrijke richtingenoverbleven.

Onderzoek van het vroegere aardmagnetisch veld heeft veel bijgedragen aan de theorie van de schollentektoniek, die aangeeft dat continenten ten opzichte van elkaar bewegen, dat ze in stukken opbreken, en dat ze tegen elkaar opbotsen. Er is dan ook uit wetenschappelijke overwegingen veel onderzoekgedaan naar de ontwikkeling van het aardmagnetisch veld gedurende de geologische geschiedenis, maar naarmate men verder in die geschiedenis teruggaat, worden de resultaten steeds minder. Dat is enerzijds een gevolg van het feit dat er - door processen als erosie en subductie - steeds minder oude gesteenten overblijven, anderzijds komt dat doordat de gesteenten meer magnetische beïnvloedingen ondergaan naarmate ze ouder worden (door bijvoorbeeld blikseminslag kan lokaal het in gesteenten tijdens hun vorming vastgelegde magnetisme van richting veranderen).

Een daarvan kan worden toegeschreven aan een latere gebeurtenis: de latere intrusie van magma via een aantal zwaktezones in het inmiddels gestolde gesteente; de andere richting kan niet anders worden verklaard dan doordat magnetische mineralen zich tijdens het stollen van het magma richtten volgens de veldlijnen van het toen heersende aardmagnetisch veld.

Bij die laatste categorie blijken echter de monsters van de rand van het gesteentelichaam precies andersom gericht te zijn dan die uit het binnenste. De onderzoekers concluderen daaruit dat ompoling van het aardmagnetisch veld plaatsvond toen de buitenste massa al gestold was, en toen dat binnenin het binnengedrongen magmalichaam nog niet het geval was. Dit impliceert dat ompolingen dus al in de vroege aardgeschiedenis hebben plaatsgevonden en dat er dus ook waarschijnlijk toen al een dipolair magnetisch veld bestond.

    • A.J. van Loon