میدان مغناطیسی محافظ زمین که از چرخاندن آهن مایع در هسته بیرونی زمین ایجاد می شود، نامرئی است اما برای حیات در سطح زمین حیاتی است. این سیاره را از باد خورشیدی محافظت می کند. با این حال، شدت میدان مغناطیسی به 10 درصد از آنچه اکنون در حدود 565 میلیون سال پیش است کاهش یافته است. درست قبل از انفجار کامبرین از حیات چند سلولی روی زمین، میدان به طور غیرمنتظره ای بازگشت و قدرت خود را بازیافت.
چه چیزی باعث شد که میدان مغناطیسی به عقب بازگردد؟
تحقیقات جدید دانشمندان در دانشگاه روچستر نشان می‌دهد که این جوان‌سازی به سرعت بر اساس استانداردهای زمین‌شناسی - ظرف چند ده میلیون سال - و همزمان با شکل‌گیری هسته درونی جامد زمین اتفاق افتاده است، و نشان می‌دهد که هسته احتمالاً یک علت مستقیم است.
جان تاردونو، ویلیام آر. کنان، جونیور، پروفسور ژئوفیزیک در دپارتمان علوم زمین و محیط زیست و رئیس تحقیقات هنر، علوم و مهندسی در روچستر، گفت: «هسته درونی بسیار مهم است. درست قبل از شروع رشد هسته داخلی، میدان مغناطیسی در نقطه فروپاشی قرار داشت، اما به محض اینکه هسته داخلی شروع به رشد کرد، میدان دوباره تولید شد.
دانشمندان چندین تاریخ مهم را در تاریخ هسته داخلی شناسایی کردند و سرنخ هایی در مورد آن ارائه کردند تاریخ زمین و تکامل آینده، چگونگی تبدیل شدن آن به یک سیاره قابل سکونت و تکامل سایر سیارات در منظومه شمسی.
دانشمندان در تلاش بوده اند تا مشخص کنند که چگونه میدان مغناطیسی و هسته زمین در طول تاریخ سیاره ما برای چندین دهه به دلیل رابطه بین میدان مغناطیسی و هسته تغییر کرده است. به دلیل موقعیت و دمای بسیار بالای مواد در هسته، آنها قادر به تشخیص مستقیم میدان مغناطیسی نیستند. خوشبختانه، زمانی که کانی ها از حالت مذاب خود سرد می شوند، ذرات مغناطیسی کوچک موجود در مواد معدنی، قدرت و جهت میدان مغناطیسی را قفل می کنند.
دانشمندان با استفاده از لیزر CO2 و مغناطیس سنج دستگاه تداخل کوانتومی ابررسانا (SQUID) آزمایشگاهی سن و رشد هسته داخلی. سوزن های مغناطیسی کوچک درون این کریستال ها ضبط کننده های مغناطیسی کاملی هستند.
دانشمندان مغناطیس این بلورهای باستانی را برای تعیین دو تاریخ ضروری جدید در تاریخ هسته داخلی مطالعه کردند:
550 میلیون سال پیش: زمانی که در آن میدان مغناطیسی به سرعت شروع به تجدید کرد پس از یک فروپاشی نزدیک 15 میلیون سال قبل از آن. شکل گیری یک هسته داخلی جامد که هسته بیرونی مذاب را دوباره پر کرده و میدان مغناطیسی را تقویت می کند، چیزی است که دانشمندان معتقدند مسئول تجدید سریع میدان مغناطیسی است.
450 میلیون سال پیش: زمانی که ساختار هسته داخلی در حال رشد تغییر کرد و مرز بین داخلی ترین و بیرونی ترین هسته داخلی را مشخص کرد. به دلیل تکتونیک صفحه ای در سطح، این تغییرات در هسته داخلی همزمان با تغییرات در ساختار منتل بالای آن رخ می دهد.
جان آ. تاردونو، ویلیام آر. کنان، جونیور، پروفسور; استاد ژئوفیزیک، رئیس تحقیقات، هنر، علوم و مهندسی گفت: از آنجایی که ما سن هسته داخلی را با دقت بیشتری محدود کردیم، می‌توانیم این واقعیت را کشف کنیم که هسته داخلی امروزی از دو بخش تشکیل شده است. حرکات تکتونیکی صفحات روی سطح زمین به طور غیرمستقیم بر هسته داخلی تأثیر می گذارد و تاریخچه این حرکات در عمق زمین در i حک شده است.ساختار هسته nner"
درک پویایی و رشد هسته درونی می‌تواند سرنخ‌های اساسی برای شرایطی ارائه دهد که در آن سیارات دیگر ممکن است سپرهای مغناطیسی تشکیل دهند و شرایط لازم برای نگهداری حیات را حفظ کنند.
تاردونو گفت:, در تکامل سیاره ای، این تحقیق بر اهمیت یک سپر مغناطیسی و مکانیزمی برای حفظ آن تاکید می کند.
این تحقیق نیاز به داشتن چیزی شبیه به یک هسته داخلی در حال رشد را نشان می‌دهد که یک میدان مغناطیسی را در تمام طول عمر - میلیاردها سال - یک سیاره حفظ کند.
مرجع مجله:
- Zhou، T.، Tarduno، JA، Nimmo، F.، و همکاران. تجدید کامبرین اولیه ژئودینامو و منشا ساختار هسته داخلی. Nat Commun 13، 4161 (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-31677-7
