Maan suojaava magneettikenttä, jonka muodostaa pyörteilevä nestemäinen rauta Maan ulkoytimessä, on näkymätön, mutta se on elintärkeä elämälle Maan pinnalla. Se suojaa planeettaa aurinkotuulelta. Magneettikentän intensiteetti kuitenkin putosi 10 prosenttiin nykyisestä noin 565 miljoonaa vuotta sitten. Juuri ennen kambrikauden monisoluisen elämän räjähdystä maan päällä kenttä elpyi yllättäen ja sai jälleen voimansa.
Mikä sai magneettikentän palautumaan?
Tutkijoiden tuore tutkimus University of Rochester viittaa siihen, että tämä uudistuminen tapahtui nopeasti geologisilla standardeilla - muutamassa kymmenessä miljoonassa vuodessa - ja samaan aikaan maan kiinteän sisäisen ytimen muodostumisen kanssa, mikä viittaa siihen, että ydin on todennäköisesti suora syy.
John Tarduno, William R. Kenan, Jr., geofysiikan professori maa- ja ympäristötieteiden osastolla ja Rochesterin taiteiden, tieteiden ja tekniikan tutkimuksen dekaani, sanoi: ”Sisäinen ydin on erittäin tärkeä. Juuri ennen kuin sisäydin alkoi kasvaa, magneettikenttä oli romahduspisteessä, mutta heti kun sisäydin alkoi kasvaa, kenttä uusiutui."
Tiedemiehet tunnistivat useita kriittisiä päivämääriä sisäisen ytimen historiassa tarjoten vihjeitä siitä Maan historia ja tuleva evoluutio, kuinka siitä tuli asuttava planeetta, ja aurinkokunnan muiden planeettojen kehitys.
Tiedemiehet ovat yrittäneet selvittää, kuinka Maan magneettikenttä ja ydin ovat muuttuneet planeettamme historian aikana vuosikymmeniä magneettikentän ja ytimen välisen suhteen vuoksi. Johtuen materiaalien sijainnista ja erittäin korkeista lämpötiloista ytimessä, ne eivät pysty havaitsemaan magneettikenttää suoraan. Onneksi mineraalien jäähtyessä sulasta tilastaan mineraalien pienet magneettiset hiukkaset lukkiutuvat magneettikentän voimakkuuteen ja suuntaan.
Tutkijat määrittelivät CO2-laserin ja laboratorion suprajohtavan kvanttihäiriölaitteen (SQUID) magnetometrin avulla sisäisen ytimen ikä ja kasvu. Näiden kiteiden sisällä olevat pienet magneettineulat ovat täydellisiä magneettinauhureita.
Tiedemiehet tutkivat näiden muinaisten kiteiden magnetismia määrittääkseen kaksi uutta olennaista päivämäärää sisäisen ytimen historiassa:
550 miljoonaa vuotta sitten: aika, jolloin magneettikenttä alkoi uusiutua nopeasti lähes romahduksen jälkeen 15 miljoonaa vuotta ennen sitä. Kiinteän sisäytimen muodostuminen, joka täytti uudelleen sulan ulkoytimen ja vahvisti magneettikenttää, on se, mitä tiedemiehet uskovat olevan vastuussa magneettikentän nopeasta uusiutumisesta.
450 miljoonaa vuotta sitten: aika, jolloin kasvavan sisäytimen rakenne muuttui ja merkitsi rajaa sisimmän ja uloimman sisäisen ytimen välillä. Pinnalla olevan levytektoniikan vuoksi nämä sisäisen ytimen muutokset tapahtuvat samaan aikaan kuin vaipan yläpuolella tapahtuvat muutokset.
John A. Tarduno, William R. Kenan, Jr., professori; Geofysiikan professori, tutkimuksen, taiteiden, tieteiden ja tekniikan dekaani, sanoi: ”Koska rajoitimme sisäytimen ikää tarkemmin, voisimme tutkia sitä tosiasiaa, että nykyinen sisäydin koostuu kahdesta osasta. Levytektoniset liikkeet Maan pinnalla vaikuttivat epäsuorasti sisäiseen ytimeen, ja näiden liikkeiden historia on painettu syvälle Maahannner ytimen rakenne"
Sisäytimen dynamiikan ja kasvun ymmärtäminen voisi tarjota olennaisia vihjeitä olosuhteista, joissa muut planeetat voivat muodostaa magneettisuojaa ja ylläpitää elämän säilyttämiseen tarvittavia olosuhteita.
Tarduno sanoi, "Planeettakehityksessä tutkimus korostaa magneettisuojan ja sitä ylläpitävän mekanismin merkitystä."
"Tämä tutkimus korostaa tarvetta saada jotain kasvavan sisäisen ytimen kaltaista, joka ylläpitää magneettikenttää planeetan koko elinkaaren ajan – monia miljardeja vuosia."
Lehden viite:
- Zhou, T., Tarduno, JA, Nimmo, F., et ai. Geodynamon varhainen kambriaikainen uudistus ja sisäydinrakenteen alkuperä. Nat Commun 13, 4161 (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-31677-7
