Jordens beskyttende magnetiske felt, generert av virvlende flytende jern i jordens ytre kjerne, er usynlig, men er livsviktig for livet på jordens overflate. Den beskytter planeten mot solvinden. Imidlertid falt magnetfeltets intensitet til 10% av hva den er nå for rundt 565 millioner år siden. Rett før den kambriske eksplosjonen av flercellet liv på jorden, kom feltet uventet tilbake og gjenvant sin styrke.
Hva fikk magnetfeltet til å sprette tilbake?
Ny forskning fra forskere ved University of Rochester antyder at denne foryngelsen skjedde raskt etter geologiske standarder - innen noen få titalls millioner år - og falt sammen med jordens solide indre kjerneformasjon, noe som antyder at kjernen sannsynligvis er en direkte årsak.
John Tarduno, William R. Kenan, Jr., professor i geofysikk ved Institutt for jord- og miljøvitenskap og dekan for forskning for kunst, vitenskap og ingeniørvitenskap ved Rochester, sa: «Den indre kjernen er enormt viktig. Rett før den indre kjernen begynte å vokse, var magnetfeltet ved kollapspunktet, men så snart den indre kjernen begynte å vokse, ble feltet regenerert."
Forskere identifiserte flere kritiske datoer i den indre kjernes historie, og ga ledetråder om Jordens historie og fremtidig evolusjon, hvordan den ble en beboelig planet, og utviklingen av andre planeter i solsystemet.
Forskere har forsøkt å finne ut hvordan jordens magnetfelt og kjerne har endret seg gjennom planetens historie i flere tiår på grunn av forholdet mellom magnetfeltet og kjernen. På grunn av posisjonen og ekstremt høye temperaturer til materialene i kjernen, klarer de ikke å oppdage magnetfeltet direkte. Heldigvis, når mineraler avkjøles fra sin smeltede tilstand, låser små magnetiske partikler i mineralene styrken og retningen til magnetfeltet.
Ved å bruke en CO2-laser og laboratoriets superledende kvanteinterferensenhet (SQUID) magnetometer, bestemte forskerne alder og vekst av den indre kjernen. De små magnetiske nålene i disse krystallene er perfekte magnetiske opptakere.
Forskere studerte magnetismen i disse eldgamle krystallene for å bestemme to nye viktige datoer i historien til den indre kjernen:
550 millioner år siden: tidspunktet da magnetfelt begynte å fornyes raskt etter en nesten kollaps 15 millioner år før det. Dannelsen av en solid indre kjerne, som fylte igjen den smeltede ytre kjernen og forsterket magnetfeltet, er det forskerne mener er ansvarlig for magnetfeltets raske fornyelse.
For 450 millioner år siden: tiden den voksende indre kjernens struktur endret seg, og markerte grensen mellom den innerste og ytterste indre kjernen. På grunn av platetektonikk på overflaten skjer disse endringene i den indre kjernen samtidig med endringer i mantelens struktur over den.
John A. Tarduno, William R. Kenan, Jr., professor; Professor i geofysikk, dekan for forskning, kunst, vitenskap og ingeniørfag, sa: "Fordi vi begrenset den indre kjernes alder mer nøyaktig, kunne vi utforske det faktum at dagens indre kjerne er sammensatt av to deler. Platetektoniske bevegelser på jordens overflate påvirket indirekte den indre kjernen, og historien til disse bevegelsene er innprentet dypt inne i jorden i inner kjernens struktur».
Å forstå dynamikken og veksten til den indre kjernen kan gi viktige ledetråder til forholdene der andre planeter kan danne magnetiske skjold og opprettholde forholdene som er nødvendige for å huse liv.
Tarduno sa, "I planetarisk evolusjon understreker forskningen viktigheten av et magnetisk skjold og en mekanisme for å opprettholde det."
"Denne forskningen fremhever behovet for å ha noe som en voksende indre kjerne som opprettholder et magnetfelt over hele levetiden - mange milliarder år - av en planet."
Tidsreferanse:
- Zhou, T., Tarduno, J.A., Nimmo, F., et al. Tidlig kambrisk fornyelse av geodynamoen og opprinnelsen til den indre kjernestrukturen. Nat Commun 13, 4161 (2022). GJØR JEG: 10.1038/s41467-022-31677-7
