Ilustrácia Zeme, najprv bez vnútorného jadra; po druhé, asi pred 550 miliónmi rokov, s vnútorným jadrom, ktoré začína rásť; Tretí, asi pred 450 miliónmi rokov, s najvzdialenejším a najvnútornejším vnútorným jadrom. Výskumníci z University of Rochester použili paleomagnetizmus na určenie týchto dvoch kľúčových dátumov v histórii vnútorného jadra, ktoré podľa nich obnovilo magnetické pole planéty tesne pred výbuchom života na Zemi. kredit: University of Rochester ilustrácie / Michael Osadive
Nový paleomagnetický výskum ukazuje, že pevné vnútorné jadro Zeme vzniklo pred 550 miliónmi rokov a odhodilo magnetické pole našej planéty.
Víriace tekuté železo vo vonkajšom jadre Zeme, ktoré sa nachádza asi 2 800 míľ pod našimi nohami, vytvára ochranné magnetické pole našej planéty, tzv. magnetosféra, Hoci je toto magnetické pole neviditeľné, je životne dôležité pre život na zemskom povrchu. Magnetosféra totiž chráni planétu pred slnečným vetrom – prúdmi žiarenia zo Slnka.
Približne pred 565 miliónmi rokov však intenzita magnetického poľa klesla na 10 percent dnešnej sily. Potom, záhadne, tesne pred kambrijskou explóziou mnohobunkového života na Zemi sa magnetické pole vrátilo a znovu nadobudlo svoju silu.
Čo spôsobilo odraz magnetosféry?
Podľa nového výskumu vedcov z University of Rochester k tejto premene došlo v priebehu niekoľkých desiatok miliónov rokov. Je to veľmi rýchle na geologickom časovom meradle a zhoduje sa s vytvorením pevného vnútorného jadra Zeme, čo naznačuje, že jadro je priamou príčinou.
John Tarduno, William R. „Vnútorné jadro je dosť dôležité,“ hovorí Kennan, Jr., profesor geofyziky na Katedre vied o Zemi a životnom prostredí a dekan výskumu v oblasti umenia, vedy a inžinierstva v Rochesteri. „Tesne predtým, ako vnútorné jadro rástlo, bolo magnetické pole v bode kolapsu, ale keď začalo rásť vnútorné jadro, pole sa regenerovalo.“
V článku publikovanom 19. júla 2022 N. v časopiseetcher komunikácieV tomto článku vedci určili niekoľko dôležitých dátumov v histórii vnútorného jadra, vrátane presnejšieho odhadu jeho veku. Výskum poskytuje nové informácie o histórii a budúcom vývoji Zeme a o tom, ako sa stala obývateľnou planétou, ako aj o vývoji iných planét v slnečnej sústave.
Vrstvy a štruktúra Zeme.
Odomknutie informácií v starovekých skalách
Zem sa skladá z vrstiev: kôra, kde existuje život; plášť, najhrubšia vrstva zeme; roztavené vonkajšie jadro; a pevné vnútorné jadro, ktoré sa zase skladá z vonkajšieho vnútorného jadra a najvnútornejšieho vnútorného jadra.
Magnetické pole Zeme pochádza z jej vonkajšieho jadra. Tekuté železo, ktoré sa tam pohybuje, spôsobuje elektrické prúdy, jav nazývaný geodynamo, ktorý vytvára magnetické pole.
Kvôli spojeniu magnetického poľa so zemským jadrom sa vedci už desaťročia snažia zistiť, ako sa magnetické pole a jadro Zeme menili v priebehu histórie našej planéty. Nemôžu merať magnetické pole priamo kvôli umiestneniu materiálu v jadre a extrémnej teplote. Našťastie minerály, ktoré stúpajú na zemský povrch, obsahujú malé magnetické častice, ktoré sa uzamknú v smere a intenzite magnetického poľa, keď sa minerály ochladzujú a tuhnú zo svojho roztaveného stavu.
Na lepšie obmedzenie veku a rastu vnútorného jadra Tarduno a jeho tím použili CO2 laser a laboratórny magnetometer supravodivého kvantového interferenčného zariadenia (SQUID) na analýzu kryštálov živca z horninového anortozitu. Tieto kryštály majú v sebe drobné magnetické ihly, ktoré sú „dokonalými magnetickými záznamníkmi,“ hovorí Tarduno.
Štúdiom uzamknutého magnetizmu v starovekých kryštáloch – oblasti známej ako paleomagnetizmus – vedci určili dva nové dôležité dátumy v histórii vnútorného jadra:
- pred 550 miliónmi rokov: Čas, keď sa magnetické pole začalo rýchlo obnovovať po jeho kolapse približne pred 15 miliónmi rokov. Výskumníci pripisujú rýchlu obnovu magnetického poľa vytvoreniu pevného vnútorného jadra, ktoré dobilo roztavené vonkajšie jadro a obnovilo silu magnetického poľa.
- pred 450 miliónmi rokov: Čas, keď sa štruktúra vnútorného jadra menila ako postupujúca, označujúca hranicu medzi najvnútornejším a najvzdialenejším vnútorným jadrom. Tieto zmeny vo vnútornom jadre sa zhodujú s približne rovnakými časovými zmenami v zložení vrchného plášťa v dôsledku doskovej tektoniky na povrchu.
„Keďže sme presnejšie obmedzili vek vnútorného jadra, môžeme odvodiť skutočnosť, že vnútorné jadro sa v súčasnosti skladá z dvoch častí,“ hovorí Tarduno. „Tektonické pohyby platní na zemskom povrchu nepriamo ovplyvnili vnútorné jadro a história týchto pohybov je zapísaná hlboko v Zemi v štruktúre vnútorného jadra.“
vyhnúť sa osudu ako Mars
Lepšie pochopenie dynamiky a vývoja vnútorného jadra a magnetického poľa má dôležité dôsledky nielen pri odhaľovaní minulosti Zeme a predpovedaní jej budúcnosti, ale aj pri odhaľovaní spôsobov, akými môžu iné planéty vytvárať magnetické štíty a udržiavať potrebné podmienky. . prístavný život.
Vedci tomu veria[{“ attribute=““>Mars, for example, once had a magnetic field, but the field dissipated. That left the planet vulnerable to solar wind and the surface oceanless. While it is unclear whether the absence of a magnetic field would have caused Earth to meet the same fate, “Earth certainly would’ve lost much more water if Earth’s magnetic field had not been regenerated,” Tarduno says. “The planet would be much drier and very different than the planet today.”
In terms of planetary evolution, then, the research emphasizes the importance of a magnetic shield and a mechanism to sustain it, he says.
“This research really highlights the need to have something like a growing inner core that sustains a magnetic field over the entire lifetime—many billions of years—of a planet.”
Reference: “Early Cambrian renewal of the geodynamo and the origin of inner core structure” by Tinghong Zhou, John A. Tarduno, Francis Nimmo, Rory D. Cottrell, Richard K. Bono, Mauricio Ibanez-Mejia, Wentao Huang, Matt Hamilton, Kenneth Kodama, Aleksey V. Smirnov, Ben Crummins and Frank Padgett III, 19 July 2022, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-022-31677-7
