المجال المغناطيسي الواقي للأرض، الناتج عن دوامات الحديد السائل في اللب الخارجي للأرض، غير مرئي ولكنه حيوي للحياة على سطح الأرض. يحمي الكوكب من الرياح الشمسية. ومع ذلك، انخفضت شدة المجال المغناطيسي إلى 10% مما هي عليه الآن قبل حوالي 565 مليون سنة. قبل الانفجار الكامبري للحياة متعددة الخلايا على الأرض، انتعش المجال بشكل غير متوقع واستعاد قوته.
ما الذي تسبب في ارتداد المجال المغناطيسي؟
بحث جديد أجراه العلماء في جامعة روتشستر يشير إلى أن هذا التجديد حدث بسرعة وفقًا للمعايير الجيولوجية -في غضون بضع عشرات الملايين من السنين- وتزامن مع تكوين اللب الداخلي الصلب للأرض، مما يشير إلى أن اللب من المحتمل أن يكون سببًا مباشرًا.
قال جون تاردونو، وويليام آر. كينان الابن، أستاذ الجيوفيزياء في قسم علوم الأرض والبيئة وعميد أبحاث الآداب والعلوم والهندسة في جامعة روتشستر: "إن الجوهر الداخلي مهم للغاية. قبل أن يبدأ النواة الداخلية في النمو، كان المجال المغناطيسي على وشك الانهيار، ولكن بمجرد أن بدأ النواة الداخلية في النمو، تم تجديد المجال المغناطيسي.
حدد العلماء العديد من التواريخ الحاسمة في تاريخ النواة الداخلية، وقدموا أدلة حولها تاريخ الأرض والتطور المستقبلي، وكيف أصبح كوكبًا صالحًا للسكن، وتطور الكواكب الأخرى في النظام الشمسي.
يحاول العلماء التأكد من كيفية تغير المجال المغناطيسي للأرض ونواتها على مدار تاريخ كوكبنا لعقود من الزمن بسبب العلاقة بين المجال المغناطيسي والنواة. نظرًا لموقع المواد الموجودة في القلب ودرجات حرارتها المرتفعة للغاية، فهي غير قادرة على اكتشاف المجال المغناطيسي مباشرةً. لحسن الحظ، عندما تبرد المعادن من حالتها المنصهرة، فإن الجزيئات المغناطيسية الصغيرة الموجودة في المعادن تحبس قوة المجال المغناطيسي واتجاهه.
باستخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون ومقياس المغناطيسية لجهاز التداخل الكمي فائق التوصيل (SQUID) في المختبر، حدد العلماء عمر ونمو النواة الداخلية. الإبر المغناطيسية الدقيقة الموجودة داخل هذه البلورات هي مسجلات مغناطيسية مثالية.
قام العلماء بدراسة المغناطيسية في هذه البلورات القديمة لتحديد تاريخين أساسيين جديدين في تاريخ النواة الداخلية:
قبل 550 مليون سنة: الوقت الذي ظهر فيه بدأ المجال المغناطيسي يتجدد بسرعة بعد الانهيار القريب قبل 15 مليون سنة من ذلك. إن تكوين نواة داخلية صلبة، والتي أعادت ملء النواة الخارجية المنصهرة وعززت المجال المغناطيسي، هو ما يعتقد العلماء أنه المسؤول عن التجديد السريع للمجال المغناطيسي.
منذ 450 مليون سنة: الوقت الذي تغير فيه هيكل اللب الداخلي المتنامي، مما يمثل الحدود بين اللب الداخلي الأعمق والأبعد الخارجي. بسبب تكتونية الصفائح على السطح، تحدث هذه التغييرات في اللب الداخلي في نفس الوقت الذي تحدث فيه التغييرات في بنية رف الموقد فوقه.
جون أ. تاردونو، ويليام ر. كينان الابن، أستاذ؛ وقال أستاذ الجيوفيزياء، عميد البحث والآداب والعلوم والهندسة، «نظرًا لأننا قمنا بتقييد عمر النواة الداخلية بشكل أكثر دقة، فقد تمكنا من استكشاف حقيقة أن النواة الداخلية الحالية تتكون من جزأين. أثرت الحركات التكتونية للصفائح على سطح الأرض بشكل غير مباشر على اللب الداخلي، وتاريخ هذه الحركات مطبوع عميقًا داخل الأرض في العصور الوسطى.هيكل ننر الأساسية".
إن فهم ديناميكيات ونمو النواة الداخلية يمكن أن يقدم أدلة أساسية للظروف التي قد تشكل فيها الكواكب الأخرى دروعًا مغناطيسية وتحافظ على الظروف اللازمة لإيواء الحياة.
تاردونو محمد, "في تطور الكواكب، يؤكد البحث على أهمية الدرع المغناطيسي وآلية دعمه."
"يسلط هذا البحث الضوء على الحاجة إلى وجود ما يشبه النواة الداخلية المتنامية التي تحافظ على المجال المغناطيسي طوال عمر الكوكب بأكمله - عدة مليارات من السنين".
المرجع مجلة:
- تشو، T.، تاردونو، JA، نيمو، F.، وآخرون. التجديد الكمبري المبكر للجيودينامو وأصل البنية الأساسية الداخلية. نات كومون 13 ، 4161 (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-31677-7
