Jordens beskyttende magnetiske felt, genereret af hvirvlende flydende jern i Jordens ydre kerne, er usynligt, men er afgørende for livet på Jordens overflade. Det beskytter planeten mod solvinden. Imidlertid faldt magnetfeltets intensitet til 10 % af, hvad den er nu for omkring 565 millioner år siden. Lige før den kambriske eksplosion af flercellet liv på Jorden, vendte feltet uventet tilbage og genvandt sin styrke.
Hvad fik magnetfeltet til at vende tilbage?
Ny forskning udført af forskere ved University of Rochester antyder, at denne foryngelse skete hurtigt efter geologiske standarder - inden for nogle få titusinder af år - og faldt sammen med Jordens solide indre kernedannelse, hvilket tyder på, at kernen sandsynligvis er en direkte årsag.
John Tarduno, William R. Kenan, Jr., professor i geofysik i Department of Earth and Environmental Sciences og dekan for forskning for Arts, Sciences & Engineering i Rochester, sagde: ”Den indre kerne er enormt vigtig. Lige før den indre kerne begyndte at vokse, var magnetfeltet ved at kollapse, men så snart den indre kerne begyndte at vokse, blev feltet regenereret."
Forskere identificerede adskillige kritiske datoer i den indre kernes historie og gav fingerpeg om Jordens historie og fremtidig evolution, hvordan den blev en beboelig planet, og udviklingen af andre planeter i solsystemet.
Forskere har forsøgt at fastslå, hvordan Jordens magnetfelt og kerne har ændret sig i løbet af vores planets historie i årtier på grund af forholdet mellem magnetfeltet og kernen. På grund af materialernes placering og ekstremt høje temperaturer i kernen er de ikke i stand til at detektere magnetfeltet direkte. Heldigvis, når mineraler afkøles fra deres smeltede tilstand, låser små magnetiske partikler i mineralerne magnetfeltets styrke og retning.
Ved hjælp af en CO2-laser og laboratoriets superledende kvanteinterferensenhed (SQUID) magnetometer, bestemte forskerne alder og vækst af den indre kerne. De små magnetiske nåle i disse krystaller er perfekte magnetiske optagere.
Forskere studerede magnetismen i disse gamle krystaller for at bestemme to nye væsentlige datoer i historien om den indre kerne:
550 millioner år siden: det tidspunkt, hvor magnetfelt begyndte at fornyes hurtigt efter et næsten sammenbrud 15 millioner år før det. Dannelsen af en solid indre kerne, som genfyldte den smeltede ydre kerne og forstærkede magnetfeltet, er, hvad forskerne mener er ansvarlig for magnetfeltets hurtige fornyelse.
450 millioner år siden: det tidspunkt, hvor den voksende indre kernes struktur ændrede sig og markerede grænsen mellem den inderste og yderste indre kerne. På grund af pladetektonik på overfladen sker disse ændringer i den indre kerne samtidig med ændringer i mantelens struktur over den.
John A. Tarduno, William R. Kenan, Jr., professor; Professor i geofysik, dekan for forskning, kunst, videnskab og teknik, sagde: "Fordi vi begrænsede den indre kernes alder mere præcist, kunne vi udforske det faktum, at den nuværende indre kerne er sammensat af to dele. Pladetektoniske bevægelser på Jordens overflade påvirkede indirekte den indre kerne, og historien om disse bevægelser er indprentet dybt inde i Jorden i inner kernes struktur".
Forståelse af dynamikken og væksten af den indre kerne kan give væsentlige ledetråde til de forhold, hvorunder andre planeter kan danne magnetiske skjolde og opretholde de nødvendige betingelser for at huse liv.
Tarduno sagde, "I planetarisk evolution understreger forskningen vigtigheden af et magnetisk skjold og en mekanisme til at opretholde det."
"Denne forskning fremhæver behovet for at have noget som en voksende indre kerne, der opretholder et magnetfelt over hele livet - mange milliarder år - af en planet."
Journal Reference:
- Zhou, T., Tarduno, JA, Nimmo, F., et al. Tidlig kambrisk fornyelse af geodynamoen og oprindelsen af den indre kernestruktur. Nat Commun 13, 4161 (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-31677-7
