W sercu jednej z najwspanialszych cywilizacji w historii, Mezopotamii, około 3000 lat temu wyprodukowano cegły, które teraz dają naukowcom nowe narzędzie do zrozumienia historii naszej planety. Te starożytne cegły zawierają ziarna tlenku żelaza, które ujawniają spektakularne zmiany w polu magnetycznym, otaczającym i chroniącym Ziemię.

Zespół badawczy pod kierownictwem archeologa Matthew Howlanda z Wichita State University w USA poczynił znaczące postępy w dziedzinie archeomagnetyzmu, badając te cegły. Metoda ta pozwala na lepsze zrozumienie, w jaki sposób pole magnetyczne naszej planety zmieniało się i ewoluowało w czasie, co może pomóc w formułowaniu lepszych prognoz dotyczących jego obecnego i przyszłego zachowania.

Często opieramy się na metodach datowania, takich jak daty radiowęglowe, aby ustalić chronologię starożytnej Mezopotamii. Jednak niektóre z najpowszechniejszych pozostałości kulturowych, takie jak cegły i ceramika, na ogół nie da się łatwo datować, ponieważ nie zawierają materiału organicznego.

Pole magnetyczne Ziemi nie jest statyczne, ale zmienia się w czasie. Jest generowane przez geodynamikę w jądrze planety; tam wirujący, konwekcyjny i przewodzący prąd płyn przekształca energię kinetyczną w pola elektryczne i magnetyczne, które rozprzestrzeniają się w otaczającej nas przestrzeni. Zmiany pola magnetycznego mogą być wynikiem wpływów zewnętrznych, takich jak wiatr słoneczny, lub zmian wewnątrz planety, na której wiruje pole geodynamiczne.

Niezależnie od przyczyny, zmiany te można zarejestrować w materiałach na powierzchni. Na przykład w stopionej magmie ziarna magnetyczne ustawiają się w jednej linii z ziemskim polem magnetycznym i wydają się zamarzać w tej pozycji, podczas gdy magma ochładza się i krzepnie, tworząc skałę wulkaniczną. Naukowcy mogą wykorzystać te skały do badania pola magnetycznego, zwanego paleomagnetyzmem.

Zespół badaczy badał mezopotamskie cegły, aby poczynić postępy w badaniach nad archeomagnetyzmem – badaniem ziemskiego pola magnetycznego zachowanego w przedmiotach wykonanych przez człowieka. Technika jest dość prosta. Na każdej z 32 znalezionych w badaniu cegieł glinianych z Mezopotamii widniało imię króla panującego w czasie wykonywania cegły. Dotychczas zgromadzony materiał pozwolił badaczom zawęzić najbardziej prawdopodobny zakres lat panowania poszczególnych królów.

Następnie ostrożnie odłupali niewielki kawałek z każdej cegły i za pomocą magnetometru zmierzyli rozmieszczenie mikroskopijnych ziaren tlenku żelaza osadzonych w nich. Technika ta pozwoliła im z grubsza zrekonstruować zachowanie planetarnego pola magnetycznego na przestrzeni około 2000 lat, od trzeciego do pierwszego tysiąclecia p.n.e.

Następnie porównali swoje wyniki z innymi rekonstrukcjami pola magnetycznego uzyskanymi z badań archeomagnetycznych. Podsumowując, ten duży zbiór danych z całego świata wskazuje na coś znanego jako anomalia geomagnetyczna epoki żelaza Lewantu (LIAA), tajemniczy wzrost natężenia pola magnetycznego, który, jak się uważa, miał miejsce na terenach dzisiejszego Iraku między 1050 a 550 rokiem p.n.e.

Przeprowadzona przez badaczy rekonstrukcja również potwierdziła istnienie tej anomalii, stając się jednym z nielicznych jej zapisów dokonanych w samym Iraku. Co więcej, analiza ujawniła krótkie i ostre wahania za panowania Nabuchodonozora II pomiędzy 604 a 562 rokiem p.n.e., co pokazuje, że ziemskie pole magnetyczne może ulegać znaczącym zmianom w krótkich okresach czasu.

Praca ta ma dodatkowe osiągnięcie: dopasowanie cegieł do pola magnetycznego działa w odwrotnym kierunku, dając naukowcom narzędzie do potwierdzania dat panowania niektórych królów Mezopotamii.

Pole geomagnetyczne to jedno z najbardziej tajemniczych zjawisk w naukach o Ziemi. Dobrze datowane pozostałości archeologiczne bogatych kultur Mezopotamii, zwłaszcza cegły noszące imiona konkretnych królów, zapewniają bezprecedensową możliwość badania zmian w natężeniu pola z dużą rozdzielczością czasową, śledząc zmiany, które zaszły w ciągu kilku dekad lub krócej.

Badanie to, opublikowane w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences, rzuca nowe światło na rozumienie historii Ziemi, ukazując jak starożytne materiały mogą dostarczać informacji o zmianach w polu magnetycznym planety. Odkrycia te nie tylko wzbogacają naszą wiedzę na temat przeszłości geologicznej Ziemi, ale także pomagają w formułowaniu przyszłych prognoz dotyczących jej pola magnetycznego.

W kontekście zmian klimatycznych i rosnących zagrożeń dla Ziemi, wiedza na temat pola magnetycznego i jego wpływu na planetę staje się coraz bardziej cenna. Archeomagnetyzm, wykorzystując starożytne artefakty, otwiera nowe możliwości w badaniach naukowych, jednocześnie łącząc przeszłość z przyszłością.