Bij de Israelische plaats Timna liggen de restanten van een kopermijn waar de Egyptenaren al zo’n 1000 jaar voor de jaartelling koper wonnen door het kopererts dat daar in aders voorkomt te smelten. Bij dat proces blijven, net als bij de verwerking van ijzererts, grote hoeveelheden slakken achter. Die werden bij Timna op grote afvalbergen gestort. Deze afvalbergen blijken een archief van onverwachte veranderingen van het aardmagnetisch veld te bevatten.
Vastlegging
Bij het smelten van het kopererts, waarin ook veel ijzer voorkomt, loopt de temperatuur zo hoog op dat ook de aanwezige ijzerhoudende mineralen zich vrij kunnen gaan bewegen in de gesmolten massa. Wanneer die massa vervolgens snel afkoelt, richten de magnetische mineralen zich overeenkomstig het dan heersende aardmagnetisch veld. Dat is in feite hetzelfde proces dat optreedt wanneer lava met magnetische mineralen een vulkaan uitstroomt en snel stolt. Op dat proces berust in wezen onze totale kennis van het paleomagnetisme, met zijn gegevens over onder meer continentverschuiving en het veranderen van het aardmagnetisch veld.
Uit dergelijke ‘vulkanische’ gegevens was, mede op basis van theoretische modellen, al bekend dat de sterkte van het aardmagnetisch veld fluctueert en dat er zo’n 3000 jaar geleden een piek in de intensiteit van dit veld is opgetreden. De ‘vulkanische’ gegevens uit die tijd zijn echter relatief schaars, zodat er nog veel onduidelijk was. Die gegevens zijn nu in grote getale verkregen door het onderzoek van de slakken uit de oude storthopen bij de mijn van Timna.
Fluctuatie
Tot nu toe werd op basis van de bestaande gegevens aangenomen dat de intensiteit van het aardmagnetisch veld in de loop van een eeuw tot zo’n 16% kan fluctueren. De gegevens van Timna wijzen er echter op dat er veel grotere fluctuaties kunnen voorkomen. Dat blijkt uit de gemeten variaties, waarbij de veranderingen in tijd konden worden bepaald doordat de storthopen ook materiaal zoals graankorrels, menselijk haar en resten van druiven en dadels bevatten, die met koolstof-14 konden worden gedateerd. Omdat er ook soortgelijke gegevens beschikbaar zijn over de mijnen van Khirbat en Nahas in het noordoosten van Jordanië, kon zo een zeer gedetailleerd beeld van de veranderingen in het aardmagnetisch veld worden vastgesteld voor de periode van 3050 tot 2870 jaar geleden.
Het blijkt dat het aardmagnetisch veld in deze 180 jaar twee keer plotseling zeer veel sterker werd, eenmaal ongeveer 2990 jaar geleden en een tweede maal omstreeks 2900 jaar geleden. In beide gevallen nam de intensiteit minstens 40% toe (en daarna weer af) in een periode van niet meer dan ongeveer 30 jaar. Dit betekent dat de fluctuaties 5-10 maal zo snel gingen als tot nu voor mogelijk werd gehouden.
Bronnen:
- Shaar et al. Geomagnetic field intensity: How high can it get? How fast can it change? Constraints from Iron Age copper slag. Earth and Planetary Science Letters 301 (2011) 297-306.
Zie ook:
- Aardmagnetisch veld op z’n kop (Kennislinkartikel)
- Magnetische lijnen voor navigatie (Kennislinknieuws)
- Magneetveld uit gesmolten dynamo (Kennislinknieuws)
- Aardmagnetisch veld al vroeg ontstaan (Kennislinknieuws van NGV Geonieuws)
- Aardmagnetisch veld is mogelijk bezig om te keren (Kennislinknieuws van NGV Geonieuws)