Ochronne pole magnetyczne Ziemi, wytwarzane przez wirujące ciekłe żelazo w zewnętrznym jądrze Ziemi, jest niewidoczne, ale ma kluczowe znaczenie dla życia na powierzchni Ziemi. Chroni planetę przed wiatrem słonecznym. Jednak intensywność pola magnetycznego spadła do 10% tego, co jest obecnie około 565 milionów lat temu. Tuż przed kambryjską eksplozją wielokomórkowego życia na Ziemi pole nieoczekiwanie odbiło się i odzyskało swoją siłę.
Co spowodowało odbicie pola magnetycznego?
Nowe badania naukowców z University of Rochester sugeruje, że to odmłodzenie nastąpiło szybko według standardów geologicznych – w ciągu kilku dziesiątków milionów lat – i zbiegło się z utworzeniem stałego jądra wewnętrznego Ziemi, co sugeruje, że rdzeń jest prawdopodobnie bezpośrednią przyczyną.
John Tarduno, William R. Kenan Jr., profesor geofizyki na Wydziale Nauk o Ziemi i Środowisku oraz dziekan ds. badań w dziedzinie sztuki, nauki i inżynierii w Rochester, powiedział: „Wewnętrzny rdzeń jest niezwykle ważny. Tuż przed tym, jak jądro wewnętrzne zaczęło rosnąć, pole magnetyczne znajdowało się w punkcie załamania, ale gdy tylko jądro wewnętrzne zaczęło rosnąć, pole zostało zregenerowane”.
Naukowcy zidentyfikowali kilka krytycznych dat w historii jądra wewnętrznego, dostarczając wskazówek na ten temat Historia Ziemi i przyszła ewolucja, jak stała się planetą nadającą się do zamieszkania oraz ewolucja innych planet w Układzie Słonecznym.
Naukowcy od dziesięcioleci próbują ustalić, jak pole magnetyczne Ziemi i jądro zmieniały się na przestrzeni dziejów naszej planety ze względu na związek między polem magnetycznym a jądrem. Ze względu na położenie i wyjątkowo wysokie temperatury materiałów w rdzeniu nie są one w stanie bezpośrednio wykryć pola magnetycznego. Na szczęście, gdy minerały ochładzają się ze stanu stopionego, małe cząsteczki magnetyczne w minerałach blokują siłę i kierunek pola magnetycznego.
Korzystając z lasera CO2 i laboratoryjnego magnetometru z nadprzewodzącym urządzeniem do interferencji kwantowej (SQUID), naukowcy ustalili wiek i wzrost jądra wewnętrznego. Minusowe igły magnetyczne w tych kryształach są doskonałymi rejestratorami magnetycznymi.
Naukowcy zbadali magnetyzm tych starożytnych kryształów, aby ustalić dwie nowe istotne daty w historii wewnętrznego jądra:
550 milionów lat temu: czas, w którym pole magnetyczne zaczęło się szybko odnawiać po niemal załamaniu 15 milionów lat wcześniej. Naukowcy uważają, że za szybką odnowę pola magnetycznego odpowiada utworzenie stałego rdzenia wewnętrznego, który ponownie wypełnił stopiony rdzeń zewnętrzny i wzmocnił pole magnetyczne.
450 milionów lat temu: czas, w którym zmieniła się struktura rosnącego jądra wewnętrznego, wyznaczając granicę między najbardziej wewnętrznym i najbardziej zewnętrznym jądrem. Ze względu na tektonikę płyt na powierzchni zmiany w jądrze wewnętrznym zachodzą w tym samym czasie, co zmiany w strukturze płaszcza nad nim.
John A. Tarduno, William R. Kenan, Jr., profesor; Profesor geofizyki, dziekan ds. badań, sztuki, nauk ścisłych i inżynierii, powiedział: „Ponieważ dokładniej określiliśmy wiek jądra wewnętrznego, mogliśmy zbadać fakt, że dzisiejsze jądro wewnętrzne składa się z dwóch części. Ruchy tektoniczne płyt na powierzchni Ziemi pośrednio wpłynęły na jądro wewnętrzne, a historia tych ruchów jest odciśnięta głęboko w Ziemi w latachstruktura rdzenia wewnętrznego".
Zrozumienie dynamiki i wzrostu wewnętrznego jądra może dostarczyć istotnych wskazówek na temat warunków, w jakich inne planety mogą tworzyć tarcze magnetyczne i utrzymywać warunki niezbędne do życia.
Tarduno powiedziany, „Badania podkreślają znaczenie tarczy magnetycznej i mechanizmu utrzymującego ją w ewolucji planet”.
„To badanie podkreśla potrzebę posiadania czegoś w rodzaju rosnącego jądra wewnętrznego, które utrzymuje pole magnetyczne przez cały czas życia planety – wiele miliardów lat”.
Referencje czasopisma:
- Zhou, T., Tarduno, JA, Nimmo, F. i in. Wczesnokambryjska odnowa geodynama i geneza wewnętrznej struktury rdzenia. Nat Commun 13 4161 (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-31677-7
