Lõi kim loại của trái đất đóng vai trò như một nam châm khổng lồ phát ra một từ trường với 2 cực bắc và nam. Hai cực từ này thường rất khớp với cực địa lý trên thực tế, vốn đánh dấu trục mà trái đất quay quanh. “Trường địa từ có tính năng động cao”, theo Norbert Nowaczyk, chuyên gia về từ cổ thuộc Trung tâm nghiên cứu Đức về khoa học địa cầu GFZ. Cường độ hoạt động của nó dao động ở mức có thể cao hơn đến 50% hoặc thấp hơn hiện tại từ 90 - 95%. Bên cạnh đó, cứ vài trăm ngàn năm, từ trường trái đất lại đảo cực, có nghĩa là kim la bàn chỉ về hướng nam chứ không phải bắc. Sở dĩ từ trường chuyển cực là do thay đổi ở lớp lõi ngoài chất lỏng. Trong một số thời điểm, lớp lõi ngoài này hoạt động như nhiều nam châm cùng chạy thay vì chỉ một nam châm duy nhất. Trên nguyên tắc, các nam châm này triệt tiêu lẫn nhau, khiến lá chắn từ suy yếu hoặc tệ hơn là chuyển cực.

Trường địa từ là lá chắn bảo vệ trái đất khỏi bức xạ từ mặt trời và vũ trụ

Những lần đảo cực đã được phản ánh trên các khoáng chất nhạy từ trong dung nham đã nguội, cho phép giới chuyên gia xác định được vị trí của cực từ trong từng thời điểm cụ thể của lịch sử trái đất. Theo báo cáo trên chuyên san Earth and Planetary Science Letters, các lần đảo cực toàn phần của từ trường trái đất cần phải trải qua hơn thiên niên kỷ mới hoàn tất, dựa trên dữ liệu ghi trên đá. Tuy nhiên, các nhà khoa học mới phát hiện cách đây 41.000 năm, có nghĩa là ngay sau khi người hiện đại bước chân vào châu Âu, cực từ đã đảo qua rồi đảo lại trong chưa đầy 1.000 năm. Họ phân tích dữ liệu trên trầm tích lấy từ đáy biển Hắc Hải, và so sánh chúng với dữ liệu thu thập được từ bắc Đại Tây Dương, đông nam Thái Bình Dương và xung quanh Hawaii. Các chuyên gia bất ngờ khi phát hiện trường địa từ mất khoảng 200 năm để đảo, trong thời gian đó lá chắn tự nhiên của hành tinh xanh chỉ duy trì được 1/20 sức mạnh như ngày nay. Tạp chí OurAmazingPlanet dẫn lời ông Nowaczyk cho biết trước đây giới khoa học cho rằng cực từ mất từ 2.000 đến 5.000 năm mới hoàn tất một vòng.

Trong lần đảo cực chớp nhoáng trên, từ trường duy trì trong 440 năm, lúc đó nó chỉ mạnh bằng 1/4 hiện nay. Và sau đó, nó chuyển lại như bình thường trong vòng 270 năm. Toàn bộ tình trạng đảo cực được gọi là sự kiện Laschamp, theo tên khu vực ở Pháp mà các nhà khoa học tìm được chứng cứ đầu tiên vào thập niên 1960. Những phát hiện này đã tiết lộ khả năng đảo cực nhanh chóng của từ trường trái đất. Do nó diễn ra quá ngắn ngủi, các chuyên gia cho rằng có thể đây là một trường hợp đảo cực thất bại, có nghĩa là trường địa từ cố gắng chuyển cực nhưng không được. Những lần như vậy, còn gọi là tình trạng lệch khỏi trục, có thể đã diễn ra ít nhất cả chục lần trong 780.000 năm, kể từ khi sự kiện đảo cực toàn phần hoàn tất, theo giải thích của chuyên gia Nowaczyk.

Trường địa từ trái đất giúp bảo vệ hành tinh chúng ta trước những đợt dội bom liên tục của các hạt điện tích hoặc bức xạ xuất phát từ mặt trời và vũ trụ. Trong lần đảo cực Laschamp, trái đất đặc biệt dễ tổn thương hơn bình thường, sau khi các nhà khoa học phát hiện hàm lượng bức xạ beryllium cao trong mẫu băng ở Greenland. Sự phơi nhiễm trước bức xạ độc hại từ vũ trụ sẽ là mối đe dọa thực sự cho thế giới hiện đại của chúng ta. Do vậy việc tìm hiểu những lần đảo cực của từ trường trái đất sẽ giúp giới khoa học tìm hiểu tường tận hơn các mối nguy từ vũ trụ. Chuyên gia Nowaczyk cho hay các vệ tinh viễn thông và GPS có thể bị phá hoại khi hứng trực tiếp những tia vũ trụ xuyên qua trường địa từ mỏng hơn bình thường. Vì thế việc nghiên cứu rõ hoạt động của lá chắn này đặc biệt quan trọng, nhất là làm sao xác định được thời điểm nó sẽ chuyển cực, cũng như độ dài của quá trình này, và khi đó sức mạnh của trường địa từ có suy chuyển hay không.