Захисне магнітне поле Землі, створене завихренням рідкого заліза в зовнішньому ядрі Землі, невидиме, але життєво важливе для життя на поверхні Землі. Він захищає планету від сонячного вітру. Однак приблизно 10 мільйонів років тому інтенсивність магнітного поля впала до 565% від теперішнього значення. Безпосередньо перед кембрійським вибухом багатоклітинного життя на Землі поле несподівано відскочило та відновило свою силу.
Що спричинило відскок магнітного поля?
Нові дослідження вчених з університет Рочестера припускає, що це омолодження відбулося швидко за геологічними стандартами — протягом кількох десятків мільйонів років — і збіглося з утворенням твердого внутрішнього ядра Землі, припускаючи, що ядро, ймовірно, є прямою причиною.
Джон Тардуно, Вільям Р. Кенан-молодший, професор геофізики на кафедрі наук про Землю та навколишнє середовище та декан відділу досліджень мистецтва, науки та техніки в Рочестері, сказав: «Внутрішній стрижень надзвичайно важливий. Безпосередньо перед тим, як внутрішнє ядро почало рости, магнітне поле було в точці колапсу, але як тільки внутрішнє ядро почало рости, поле відновилося».
Вчені визначили кілька критичних дат в історії внутрішнього ядра, пропонуючи підказки Історія Землі і майбутню еволюцію, як вона стала планетою, придатною для життя, і еволюцію інших планет Сонячної системи.
Вчені протягом десятиліть намагалися з’ясувати, як змінювалися магнітне поле та ядро Землі протягом історії нашої планети через зв’язок між магнітним полем і ядром. Через положення та надзвичайно високу температуру матеріалів у ядрі вони не можуть безпосередньо виявляти магнітне поле. На щастя, коли мінерали охолоджуються з розплавленого стану, маленькі магнітні частинки в мінералах фіксують силу та напрямок магнітного поля.
Використовуючи CO2-лазер і надпровідний квантовий інтерференційний пристрій лабораторії (SQUID) магнітометр, вчені визначили вік і зростання внутрішнього ядра. Найдрібніші магнітні стрілки в цих кристалах є досконалими магнітними записами.
Вчені досліджували магнетизм цих стародавніх кристалів, щоб визначити дві нові важливі дати в історії внутрішнього ядра:
550 мільйонів років тому: час, коли магнітне поле почало швидко відновлюватися після майже краху за 15 мільйонів років до цього. Утворення твердого внутрішнього ядра, яке заповнило розплавлене зовнішнє ядро та посилило магнітне поле, є тим, що, на думку вчених, відповідає за швидке відновлення магнітного поля.
450 мільйонів років тому: час зміни структури зростаючого внутрішнього ядра, що позначає межу між внутрішнім і зовнішнім внутрішнім ядром. Через тектоніку плит на поверхні ці зміни у внутрішньому ядрі відбуваються одночасно зі змінами в структурі камінної плити над ним.
Джон А. Тардуно, Вільям Р. Кенан, молодший, професор; Професор геофізики, декан відділу досліджень, мистецтва, науки та інженерії сказав: «Оскільки ми точніше обмежили вік внутрішнього ядра, ми могли дослідити той факт, що сучасне внутрішнє ядро складається з двох частин. Тектонічні рухи плит на поверхні Землі опосередковано вплинули на внутрішнє ядро, і історія цих рухів закарбована глибоко всередині Землі в iструктура внутрішнього ядра».
Розуміння динаміки та зростання внутрішнього ядра може запропонувати суттєві ключі до умов, у яких інші планети можуть утворювати магнітні щити та підтримувати умови, необхідні для життя.
Тардуно сказав, «У планетарній еволюції дослідження підкреслюють важливість магнітного щита та механізму його підтримки».
«Це дослідження підкреслює необхідність мати щось на кшталт зростаючого внутрішнього ядра, яке підтримує магнітне поле протягом усього життя планети — багато мільярдів років».
Довідка з журналу:
- Zhou, T., Tarduno, JA, Nimmo, F. та ін. Раннє кембрійське оновлення геодинамо та походження структури внутрішнього ядра. Nat Commun 13, 4161 (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-31677-7
