Κομμάτια λάβας από την καταστροφή της Πομπηίας, αρχαιοελληνικά αγγεία από την Πάρο, ερείπια μεσαιωνικών φούρνων και άλλα αρχαιολογικά ευρήματα, ακόμα και από την προϊστορική εποχή, οδηγούν τους επιστήμονες στην καταγραφή των μεταβολών του μαγνητικού πεδίου της Γης τα τελευταία 3.000 και πλέον χρόνια. Και οι μεταβολές αυτές αποκαλύπτουν, σε μεγάλο βαθμό, τις κλιματικές αλλαγές που σημειώθηκαν ανά τους αιώνες στη Γη, αλλά δίνουν και πλήθος άλλων πληροφοριών στις επιστήμες της Γεωλογίας, της Αρχαιολογίας και της Γεωδυναμικής.

Ο πλανήτης Γη συμπεριφέρεται ως φυσικός μαγνήτης. Περισσότερο από το 90% του μαγνητικού του πεδίου οφείλεται στον εξωτερικό υγρό πυρήνα. Η συστηματική μελέτη του πεδίου ξεκίνησε γύρω στο 1.600 μ.Χ. και μέχρι σήμερα έχουν γίνει πολλά βήματα προς την κατανόηση του. Βέβαια, οι μηχανισμοί δημιουργίας και συντήρησης του πεδίου δεν έχουν ακόμη πλήρως ξεκαθαριστεί. Η βαθύτερη κατανόηση του θα ανοίξει νέους ορίζοντες προς την κατανόηση των μαγνητικών πεδίων και άλλων πλανητών και ουράνιων σωμάτων.

Σήμερα το μαγνητικό πεδίο της Γης καταγράφεται συνεχώς από παρατηρητήρια σε όλο τον κόσμο. Οι μετρήσεις όμως αυτές δεν μπορούν να δώσουν μια πλήρη εικόνα για το πεδίο διότι μεταβάλλεται πάρα πολύ αργά με τον χρόνο. Για αυτό λοιπόν εξελίχθηκε η επιστήμη του Παλαιομαγνητισμού που μελετά, όπως δηλώνει και το όνομα, το παλαιό μαγνητικό πεδίο της Γης όπως αυτό καταγράφεταιαπό την στιγμή δημιουργίας του μέχρι το πρόσφατο παρελθόν. Η πληροφορία του πεδίου είναι αποθηκευμένη στα πετρώματα της Γης. Έναςκλάδος του Παλαιομαγνητισμού είναι ο Αρχαιομαγνητισμός που μελετά το  γεωμαγνητικό  πεδίο  των  ιστορικών  και προϊστορικών χρόνων, δηλαδή μέχρι το ~10.000 π.Χ. Η πληροφορία βρίσκεται στα αρχαία  κεραμικά  σκεύη,  αγγεία  και  κλιβάνους και  γενικά  όλες  τις  δομές  που περιέχουν ψημένη άργιλο. Οι γεωεπιστήμονες συλλέγουν δείγματα τέτοιων υλικών από τα οποία μετρούν την αρχαιοδιεύθυνση και την αρχαιοένταση του πεδίου.

Σήμερα, ο ιδιαίτερος επιστημονικός κλάδος του Αρχαιομαγνητισμού, βασίζεται στην καταγραφή του μέσα από αρχαιολογικά υλικά, καθώς οι πληροφορίες για αναταράξεις του μαγνητικού πεδίου προέρχονται από διάφορες αποθέσεις, γιατί ο μαγνητικός προσανατολισμός τους είναι αρκετά εύκολο να διαπιστωθεί. Συγκεκριμένα, οι κρύσταλλοι από ορυκτά που περιέχουν σίδηρο όταν θερμαίνονται (στους 400 και 500 βαθμούς Κελσίου) και στη συνέχεια ψύχονται, διατηρούν τις «πληροφορίες» για το μαγνητικό πεδίο εκείνης της εποχής (παραμένουσα μαγνήτιση). «Η χρήση της φωτιάς στην ανθρώπινη δραστηριότητα και η αφθονία αντικειμένων από ψημένο πηλό διαχρονικά επέτρεψαν μια νέα μέθοδο χρονολόγησης την αρχαιομαγνητική, μειωμένου κόστους, σημαντικής αποτελεσματικότητας ακόμα και όταν δεν μπορεί να δώσει χρονολόγηση υψηλής ακρίβειας» τόνισε η ομότιμη Καθηγήτρια του Τμήματος Γεωλογίας του ΑΠΘ Δέσποινα Κοντοπούλου, στη διάρκεια διάλεξής της, με θέμα: «Το Μαγνητικό Πεδίο της Γης: Μια καταγραφή της μεταβολής του από την προϊστορία μέχρι σήμερα μέσα από αρχαιολογικά ευρήματα», προσθέτοντας ότι «η σύνδεση των χαρακτηριστικών του Γεωμαγνητικού Πεδίου, όπως αυτό καταγράφεται στους ψημένους πηλούς , με τις κλιματικές αλλαγές, ανοίγει νέα προοπτικές στο φλέγον αυτό θέμα , αν και υπάρχει ακόμα μεγάλο περιθώριο βελτιώσεων» Η αναστροφή των πόλων διαρκεί αρκετές χιλιάδες χρόνια

Στο ερώτημα που τέθηκε, σχετικά με το ενδεχόμενο αναστροφής των πόλων της Γης και πιθανές επιπτώσεις, η κ. Κοντοπούλου εμφανίστηκε καθησυχαστική, υπογραμμίζοντας ότι το μαγνητικό πεδίο τα τελευταία 150 «αδυνατίζει», μειώνεται η έντασή του. «Όμως θεωρώ ότι δεν πηγαίνομε σε μια αναστροφή. Και να γίνει αυτό θα διαρκέσει αρκετές χιλιάδες χρόνια. Στη διάρκεια της ζωής μας, ακόμα και των εγγονών μας δεν πρόκειται να συμβεί και δεν πρέπει να μας απασχολεί»., είπε. Όπως ανέφερε, πρόσφατες αρχαιομαγνητικές μελέτες για τα τελευταία 3.000 χρόνια, βασισμένες σε μεγάλα σύνολα δεδομένων από χώρες της Δ. Ευρώπης και τη Συρία (Μεσοποταμία), αποκάλυψαν την ύπαρξη απότομων «εκτινάξεων» του ΓΜΠ, με μέγιστες τιμές έντασης και οξείες μεταβολές της διεύθυνσης (Gallet et al., 2003). Επισήμανε χαρακτηριστικά ότι σύμφωνα με όσο έγινα γνωστά από επιστημονικές μελέτες δεδομένων, συνολικά εμφανίζονται καθαρά 4 τέτοιες "ανωμαλίες" από κλιματικές αλλαγές. Δύο το στο 800 π.Χ. και το 200 μ. Χ. και δύο στο 800 μ.Χ. και 1.400 μ. Χ. «Οι κλιματικές αλλαγές εκτός από την εξάρτησή τους από την τροχιά της γης γύρο από τον ήλιο εμφανίζονται και σε μικρότερη κλίμακα δεκάδων ή εκατοντάδων χρόνων. Π.χ. 1550 μ.Χ., 1850 μ.Χ. (μικρή παγετώδης περίοδος) και 900 - 1300 μ.Χ. (θερμή περίοδος του Μεσαίωνα). Αυτές συνδέονται με μεταβολές της ηλιακής δραστηριότητας (αριθμός ηλιακών κηλίδων και aurorae).

Θεωρείται ότι το κλίμα ήταν ψυχρότερο σε περιόδους μικρότερης ύπαρξης κηλίδων και aurorae και το αντίστροφο. Παρά το ότι ο συσχετισμός είναι ακόμη υπό έρευνα, υπήρξε επιτυχής σε αρκετές περιπτώσεις», σημείωσε η ομότιμη καθηγήτρια.

Η διάλεξη πραγματοποιήθηκε στη διάρκεια διαδικτυακής εκδήλωσης που συνδιοργανώθηκε από τo Αριστοτέλειο Μουσείο Φυσικής Ιστορίας Θεσσαλονίκης (ΑΜΦΙΘ), το Μουσείο Φυσικής Ιστορίας Απολιθωμένου Δάσους Λέσβου και το Διιδρυματικό Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα Σπουδών. Όπως αναφέρθηκε, απευθείας μετρήσεις του γήινου μαγνητικού πεδίου ξεκίνησαν προοδευτικά περί το 1.600 μ,Χ, από το Παρίσι, το Λονδίνο και αργότερα στη Ρώμη. Αυτό έθεσε τη βάση για τα σύγχρονα Γεωμαγνητικά Παρατηρητήρια (Geomagnetic Obsarvatories) όπου τα στοιχεία του ΓΜΠ καταγράφονται συνεχώς. Η σημαντική μεταβολή τους στη διάρκεια του χρόνου έγινε γρήγορα αντιληπτή και άρχισε να μελετάται συστηματικά.

Η στοιχειοθέτηση της ύπαρξης μαγνήτισης στα φυσικά αυτά πετρώματα δημιούργησε ένα νέο κλάδο της Γεωφυσικής, τον «Παλαιομαγνητισμό». Η ανάπτυξή του εκτινάχτηκε μετά τη δεκαετία του 1960 και συνεχίζεται μέχρι σήμερα συμβάλλοντας αποφασιστικά στην επίλυση περίπλοκων γεωδυναμικών ζητημάτων. Χαρακτηριστικό είναι ότι στα τέλη του 1.800, ο Ιταλός G. Folaheraiter μέτρησε πειραματικά τη μαγνήτιση σε τούβλα ρωμαϊκής περιόδου και απέδειξε ότι αυτή είχε διατηρηθεί σταθερή στη διάρκεια 2.000 ετών (!). Το 1942 με τη μέθοδο δειγματοληψίας σε αρχαιολογικά ευρήματα από ψημένο άργιλο (Emile et Odile Thellier) άρχισε να εφαρμόζεται η πρωτότυπη μέθοδος για τον υπολογισμό της έντασης του ΓΜΠ χρησιμοποιώντας τούβλα του 1465 μ.Χ. Η μέθοδος αυτή, αυτόφια ή τροποποιημένη, εφαρμόζεται μέχρι σήμερα.

ΕΧΕΙ ΞΕΚΙΝΗΣΕΙ Η ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΗΣ ΤΩΝ ΠΟΛΩΝ ΤΗΣ ΓΗΣ

Ξέρουμε ότι ο πυρήνας γίνεται όλο και πιο ασταθής. Ο Βόρειος μαγνητικός πόλος κυριολεκτικά “τρέχει” στο βόρειο ημισφαίριο στα 55 χλμ ανά έτος στα βορειοδυτικά. Υπάρχει μια ένδειξη ότι κάτι ασυνήθιστο συμβαίνει μέσα στον πυρήνα. Ξέρουμε ότι το δίπολο αποδυναμώνεται δραματικά. Αν δείτε εικόνες από δορυφόρους, μπορείτε να δείτε ότι μέρος του μαγνητικού πεδίου έχει ήδη αντιστραφεί στο νότιο ημισφαίριο. Αυτό είναι κάτι που αποκαλείται “Ανωμαλία Νότιου Ατλαντικού”.

Ξέρουμε ότι αυτό το “reversed flux patch”,  κινείται προς τη Δύση και ότι έχει διπλασιαστεί σε μέγεθος μέσα στα τελευταία 60 χρόνια, οπότε τώρα καλύπτει περίπου 20% της επιφάνειας του πλανήτη. Μας λέει αυτό ότι έρχεται μια αντιστροφή σύντομα; Οι επιστήμονες απλά δεν έχουν αρκετές πληροφορίες για να προβούν σε αυτό το συμπέρασμα. Αυτό που λένε είναι πως είναι αδιαμφισβήτητο ότι οι πόλοι θα αντιστραφούν ξανά σε κάποια φάση. Αλλά δεν ξέρουν εάν αυτό είναι η αρχή, επειδή δεν έχουν αρκετές πληροφορίες. Ένας επιστήμονας ο Ντάνιελ Μπέικερ, του Πανεπιστημίου του Κολοράντο, που είναι ειδικός στην ηλιακή ακτινοβολία και το πώς επηρεάζει τον πλανήτη μας, λέει ότι δεν έχει αμφιβολία πως τμήματα του πλανήτη μας θα γίνουν μη κατοικήσιμα. Αλλά δεν μπορούμε να προβλέψουμε ποια θα είναι αυτά. Αυτό που εννοεί είναι ότι επιπλέον υπεριώδης ακτινοβολία η οποία είναι επιβλαβής στον ανθρώπινο ιστό και μπορεί να προκαλέσει μεταλλάξεις θα πλήξει τον πλανήτη, επειδή δεν θα έχουμε τη μαγνητική ασπίδα να μας προστατεύει

Ο ΚΛΑΔΟΣ ΤΟΥ ΑΡΧΑΙΟΜΑΓΝΗΤΙΣΜΟΥ - Η ΚΙΝΗΣΗ ΤΩΝ ΛΙΘΟΣΦΑΙΡΙΚΩΝ ΠΛΑΚΩΝ

Ο κλάδος αυτός ασχολείται με το πεδίο των αρχαίων χρόνων μόνο  (μέχρι  το  ~10.000  π.Χ) οπότε  περιορίζεται στην  μελέτη  αρχαιολογικών αντικειμένων. Σκοπόςτου Αρχαιο-και Παλαιο-Μανγητισμού είναι η περιγραφή του μαγνητικού πεδίου του παρελθόντος, που θα οδηγήσει στην βαθύτερη κατανόηση των μηχανισμών δημιουργίας και διατήρησής του. Η  ένταση  κα η κατεύθυνση  του  μαγνητικού  πεδίου  καταγράφονται  στα πετρώματα του μάγματος που σχηματίζονται όταν αυτό ψύχεται, μετά την εκτόξευση από το εσωτερικό της Γης (ηφαίστεια). Συστηματικές μελέτες τέτοιων πετρωμάτων ξεκίνησαν στα  μέσα  του  20ου αιώνα,  και  μέχρι  σήμερα  έχουν  δώσει  πολλές πληροφορίες  για το  παρελθόν  του  γεωμαγνητικού  πεδίου  και  όχι  μόνο.  Η σημαντικότερη ίσως ανακάλυψη που έφεραν μέχρι τώρα, έγινε το 1963 από την  μελέτη μαγνητικών ανωμαλιών σε πυθμένες ωκεανών. Αποδείχτηκε η θεωρία της κίνησης των Λιθοσφαιρικών Πλακών του Alfred Wegener (1915) και η υπόθεση ότι στο παρελθόν όλες οι ήπειροι ήταν ενωμένες σε μια υπερήπειρο, την Παγγαία.

Η αρχαιομαγνητική μέθοδος,  όπως  προαναφέρθηκε,βασίζεται  στην  μελέτη  ευρημάτων των αρχαιολογικών ανασκαφών. Τα υλικά που προτιμώνται είναι όλες οι μορφές ψημένης αργίλου (κεραμικά, θραύσματα αγγείων, τούβλα). Η ανάπτυξη της αρχαιομαγνητικής μεθόδου ξεκίνησε την δεκαετία του 1930, από το ζεύγος Thellier στην Γαλλία και άρχισε να θεωρείται αξιόπιστη μέθοδοςκαι να εφαρμόζεταιτην δεκαετία του ’60 (Thellier  and  Thellier  1959). Από τα μέσα του ’90 μέχρι και σήμερα, έχουν πραγματοποιηθεί εκτεταμένες αρχαιομαγνητικές μελέτες σε όλη την Ευρώπη, σε χώρες της Ασίας όπως Ιαπωνία, Κίνα και της Αμερικής, Η.Π.Α., Μεξικό.

Στόχος είναι η κατασκευή των καμπυλών αιώνιας μεταβολής (SVC) σε παγκόσμια κλίμακα. Για να γίνει αυτό βέβαια, χρειάζονται ακόμη πολλά χρόνια συλλογής και μελέτης δειγμάτων από διάφορες περιοχές του πλανήτη. Έτσι,το γεωμαγνητικό πεδίο θα χαρτογραφηθεί και χρονολογηθεί για το μεγαλύτερο μέρος της επιφάνειας του πλανήτη με πολύ καλή ακρίβεια. Οι περιοχές και χρονικές περίοδοι για τις οποίες δεν θα υπάρχουν πληροφορίες θα  είναι  λίγες και θα  μπορεί να γίνουν ασφαλείς υποθέσεις για αυτές, βάσει των υπολοίπων δεδομένων. Σήμερα η χρονολόγηση των δειγμάτων  γίνεταιαπό  τους  αρχαιολόγους είτε  με  φυσικές  μεθόδους  όπως θερμοφωταύγεια, οπτική φωταύγεια, άνθρακα 14 κτλ. Στο μέλλον όμως, έχοντας κατασκευάσει με μεγάλη ακρίβεια τις καμπύλες αιώνιας μεταβολής,θα μπορούμε να προσδιορίζουμετην  ηλικία  του δείγματος  από  τις  αρχαιομαγνητικές  μετρήσεις. Δηλαδή το αντίστροφο από ό,τι σήμερα. 

Η καταγραφή της αρχαίας έντασης και κατεύθυνσης του γεωμαγνητικού πεδίου, γίνεται από υλικά που μαγνητίστηκαν κάποια στιγμή στο παρελθόν από το πεδίο, και από τότε μέχρι σήμερα παρέμειναν στην ίδια κατάσταση. Έχουν όπως λέμε Φυσική Παραμένουσα Μαγνήτιση. Βέβαια,τα υλικά αυτά, για να μπορούννα δώσουν καλά αποτελέσματα πρέπει να πληρούν ορισμένες προϋποθέσεις. Πρώτο βασικό είναι να μην  έχουν υποστεί σημαντική φυσική  και  χημική αλλοίωση.  Αυτό  ελέγχεται κατ αρχήν εμπειρικά, κατά την δειγματοληψία στον αρχαιολογικό χώρο. Ελέγχεται όμως και αργότερα,πειραματικά στο αρχαιομαγνητικό εργαστήριο, περνώντας μια σειρά από μετρήσεις.Κατά δεύτερον, προτιμώνται δείγματα που βρέθηκαν “insitu”, δηλαδή που δεν μετακινήθηκαν από το σημείο που μαγνητίστηκαν για τελευταία φορά.  Είναι  απαραίτητο ώστε  να  προσδιοριστεί η  κατεύθυνση  του αρχαίου γεωμαγνητικού πεδίου. Όσον αφορά την αρχαιοένταση, μας αρκεί να γνωρίζουμε την περιοχή  που  βρισκόταν  το  δείγμα  όταν  απέκτησε  την  φυσική  παραμένουσα μαγνήτισή του. Τέλος, τρίτο και εξίσου σημαντικό κριτήριο για την καταλληλότητα των δειγμάτων, είναι η δυνατότητα καλής χρονολόγησης τους. Δηλαδή να μπορεί περιοριστεί ικανοποιητικά το εύρος της χρονικής περιόδου κατά την οποία πιστεύεται ότι μαγνητίστηκαν για τελευταία φορά. Συλλέγονται υλικά  κυρίως από  αρχαίους  κλιβάνους, υπολείμματα  καμένων σπιτιών,  οικογενειακών  εστιών,  καθώς  και από καμένα  εδάφη,  ροές  λάβας  και ηφαιστειακές αποθέσεις. Συμπληρωματικά συλλέγονται και από λιμναία ιζήματα. Βέβαια προτιμώνται τα υλικά από τις δομές αρχαίων κλιβάνων, δηλαδή των φούρνων που χρησιμοποιούντανγια το ψήσιμο των αγγείων, τη θέρμανση του νερού, του φαγητού κτλ. Προτιμώνται γιατί σώζονται συνήθως σε πολύ καλή κατάσταση, δεν έχουν μετακινηθεί και είναι συχνά χρονολογημένα. Στην Ελλάδα υπάρχει πληθώρα τέτοιων δομών σε αντίθεση με άλλες χώρες. Σαφώς η αρχαιομαγνητική μέθοδος δεν εφαρμόζονται εύκολα σε περιοχές φτωχές σε αρχαιολογικά ευρήματα.

Πηγές : News247, Γιώργος Βέλκος "Μαγνητικός Χαρακτηρισμός Αρχαιομαγνητικών δειγμάτων", Θεωρία των Λιθοσφαιρικών Πλακών––T. Wilson 1965 . Morgan 1967. X. Le  Pichon 1967