Zemeljsko zaščitno magnetno polje, ki ga ustvarja vrtinčenje tekočega železa v Zemljinem zunanjem jedru, je nevidno, a ključnega pomena za življenje na Zemljinem površju. Ščiti planet pred sončnim vetrom. Vendar pa je intenziteta magnetnega polja pred približno 10 milijoni let padla na 565 % trenutne vrednosti. Tik pred kambrijsko eksplozijo večceličnega življenja na Zemlji se je polje nepričakovano povrnilo in ponovno pridobilo svojo moč.
Kaj je povzročilo, da se je magnetno polje odbilo nazaj?
Nova raziskava znanstvenikov na University of Rochester nakazuje, da se je to pomlajevanje po geoloških standardih zgodilo hitro – v nekaj desetih milijonih let – in je sovpadalo z oblikovanjem trdnega notranjega jedra Zemlje, kar kaže, da je jedro verjetno neposredni vzrok.
John Tarduno, William R. Kenan, mlajši, profesor geofizike na Oddelku za vede o Zemlji in okolju in dekan raziskav za umetnost, znanost in inženirstvo v Rochestru, je dejal, »Notranje jedro je izjemno pomembno. Tik preden je notranje jedro začelo rasti, je bilo magnetno polje na točki kolapsa, a takoj ko je notranje jedro začelo rasti, se je polje regeneriralo.«
Znanstveniki so identificirali več kritičnih datumov v zgodovini notranjega jedra in ponudili namige o Zemljina zgodovina in prihodnji razvoj, kako je postal naseljiv planet in razvoj drugih planetov v sončnem sistemu.
Znanstveniki že desetletja poskušajo ugotoviti, kako sta se zemeljsko magnetno polje in jedro spreminjala skozi zgodovino našega planeta zaradi razmerja med magnetnim poljem in jedrom. Zaradi položaja in izjemno visokih temperatur materialov v jedru ne morejo neposredno zaznati magnetnega polja. Na srečo, ko se minerali ohladijo iz staljenega stanja, se majhni magnetni delci v mineralih zaklenejo v jakosti in smeri magnetnega polja.
Z uporabo CO2 laserja in laboratorijskega magnetometra za superprevodno kvantno interferenčno napravo (SQUID) so znanstveniki določili starost in rast notranjega jedra. Majhne magnetne igle v teh kristalih so popolni magnetni snemalniki.
Znanstveniki so preučevali magnetizem v teh starih kristalih, da bi določili dva nova pomembna datuma v zgodovini notranjega jedra:
Pred 550 milijoni let: čas, ko je magnetno polje se je začelo hitro obnavljati po skorajšnjem propadu 15 milijonov let pred tem. Znanstveniki verjamejo, da je za hitro obnavljanje magnetnega polja odgovorno oblikovanje trdnega notranjega jedra, ki je ponovno napolnilo staljeno zunanje jedro in okrepilo magnetno polje.
Pred 450 milijoni let: čas, ko se je struktura rastočega notranjega jedra spremenila, kar označuje mejo med najbolj notranjim in najbolj zunanjim notranjim jedrom. Zaradi tektonike plošč na površju se te spremembe v notranjem jedru zgodijo istočasno s spremembami v strukturi plašča nad njim.
John A. Tarduno, William R. Kenan, ml., profesor; Profesor geofizike, dekan za raziskave, umetnost, znanost in inženiring, je dejal, »Ker smo natančneje omejili starost notranjega jedra, smo lahko raziskali dejstvo, da je današnje notranje jedro sestavljeno iz dveh delov. Tektonski premiki plošč na površju Zemlje so posredno vplivali na notranje jedro in zgodovina teh premikov je vtisnjena globoko v Zemljo v istruktura notranjega jedra«.
Razumevanje dinamike in rasti notranjega jedra bi lahko ponudilo bistvene namige o pogojih, v katerih bi lahko drugi planeti oblikovali magnetne ščite in vzdrževali pogoje, potrebne za življenje.
Tarduno je dejal, "V planetarni evoluciji raziskava poudarja pomen magnetnega ščita in mehanizma za njegovo vzdrževanje."
"Ta raziskava poudarja potrebo po nečem podobnem rastočemu notranjemu jedru, ki vzdržuje magnetno polje skozi celotno življenjsko dobo - več milijard let - planeta."
Referenca dnevnika:
- Zhou, T., Tarduno, JA, Nimmo, F., et al. Zgodnja kambrijska obnova geodinama in izvor strukture notranjega jedra. Nat Commun 13, 4161 (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-31677-7
