Tracing the origins and recurrence of the South Atlantic Anomaly: A 2000-year absolute paleointensity record from central South America
Abstract
A robust characterization of geomagnetic field strength in the Southern Hemisphere over the past millennia is critical for understanding the (multi)centennial evolution of the South Atlantic Anomaly (SAA), one of the most prominent geomagnetic features at Earth’s surface. Yet, robust absolute paleointensity records remain scarce in this region, introducing significant uncertainty into geomagnetic field reconstructions. Here, we present 41 absolute archeointensity determinations obtained using the Thellier–Thellier method from central South America spanning the last two millennia. Combined with a selection of high-quality records from the same region, these new data yield virtual axial dipole moment values broadly consistent with the other few available Southern Hemisphere datasets but generally lower than those from Europe, indicating a persistent north–south asymmetry in geomagnetic field strength. A new global geomagnetic field model incorporating these new data suggests that the observed asymmetry reflects a persistently northward-shifted eccentric dipole. In addition, the model tentatively suggests a westward migration of a nondipolar low-intensity anomaly between 1 and 850 CE, from the Indian Ocean to northern South America, following a trajectory broadly similar to that of the modern SAA, which appears in the Indian Ocean after 1100 CE and progresses across Africa before reaching South America. These findings support the hypothesis of a recurrent large-scale geomagnetic pattern and highlight multiscale geodynamic control on geomagnetic field morphology, in which mantle and core processes interact to shape secular variation patterns on centennial to millennial timescales.
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Journal Info
Proceedings of the National Academy of Sciences
National Academy of Sciences
Authors (19)
Miriam Gómez-Paccard
Instituto de Geociencias (Consejo Superior de Investigaciones Científicas-Universidad Complutense de Madrid), Spanish National Research Council
F. Javier Pavón-Carrasco
Instituto de Geociencias (Consejo Superior de Investigaciones Científicas-Universidad Complutense de Madrid), Spanish National Research Council
Annick Chauvin
University of Rennes, French National Centre for Scientific Research, Géosciences-Rennes-UMR 6118
Alicia Palencia-Ortas
Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica, Automática y Física Aplicada, Escuela Técnica Superior, Ingeniería y diseño industrial, Universidad Politécnica de Madrid
Mercedes Rivero-Montero
Departamento de Didáctica de las Matemáticas y de las Ciencias de la Educación, Universidad de Salamanca
Marina Puente-Borque
Instituto de Geociencias (Consejo Superior de Investigaciones Científicas-Universidad Complutense de Madrid), Spanish National Research Council
Saioa A. Campuzano
Instituto de Geociencias (Consejo Superior de Investigaciones Científicas-Universidad Complutense de Madrid), Spanish National Research Council
Aída Adsuar
Instituto de Geociencias (Consejo Superior de Investigaciones Científicas-Universidad Complutense de Madrid), Spanish National Research Council
Raquel Bonilla-Alba
Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia–Roma
Judit del Río
Departamento de Historia, Universidad de Burgos, Geografía y Comunicación
Regina Velázquez-Martín
Instituto de Geociencias (Consejo Superior de Investigaciones Científicas-Universidad Complutense de Madrid), Spanish National Research Council
María Luisa Osete
Instituto de Geociencias (Consejo Superior de Investigaciones Científicas-Universidad Complutense de Madrid), Spanish National Research Council
María Gabriela Ortíz
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas, Unidad Ejecutora en Ciencias Sociales Regionales y Humanidades, Universidad Nacional de Jujuy, Facultad de Humanidades y Ciencias Sociales
María Amalia Zaburlín
Instituto de Datación y Arqueometría, Centro de Desarrollo Tecnológico “Gral Manuel Savio”
María Marta Sampietro-Vattuone
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas, Universidad Nacional de Tucumán, Laboratorio de Geoarqueología
Diego Martín Basso
Centro Regional de Estudios Arqueológicos, Facultad de Humanidades y Ciencias Sociales, Universidad Nacional de Jujuy
José Luis Peña-Monné
Departamento de Geografía y Ordenación del Territorio, Universidad de Zaragoza
Clarisa Otero
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas, Universidad de Buenos Aires, Facultad de Filosofía y Letras
Agustina Scaro
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas, Unidad Ejecutora en Ciencias Sociales Regionales y Humanidades, Universidad Nacional de Jujuy, Facultad de Humanidades y Ciencias Sociales