Без магнетног поља Земље, животиње које се крећу губе свој пут, а навигација за све од бродова до извиђача постаје бескорисна. Али упркос важности, процес који покреће магнетно поље планете остаје мистерија. Идеја има у изобиљу, али ниједна од њих не може објаснити старост магнетног поља Земље. Сада, нова студија можда има кључ ове недоследности: понизни магнезијум.
Сличан садржај
- Земљино магнетно поље старо је најмање четири милијарде година
- Земља може постати магнетна након што поједе објект сличан живој
Стресање земљиног растаљеног језгра ствара електричне струје које производе магнетно поље планете у процесу званом динамо.
"Да нисте имали ових покрета кретања, магнетно поље Земље би пропадало и умрло би за око десет милиона година", каже Јосепх О'Роурке, постдокторски истраживач са Калифорнијског технолошког института у Пасадени.
Али, шта покреће овај покрет није јасно. Полако очвршћавање Земљине унутрашње језгре и радиоактивно распадање - две водеће хипотезе - не производе довољно енергије да би се напајало магнетно поље све док је около.
Подаци о стени показују да је магнетно поље Земље старо најмање 3, 4 милијарде година, а можда је старо чак 4, 2 милијарде година. Хлађењем унутрашњег језгра обезбедило би само око милијарду година енергије за магнетно поље. А у језгри Земље једноставно нема довољно радиоактивног материјала да би хипотеза пропадања могла радити, каже Францис Ниммо, планетарни научник са Калифорнијског универзитета у Санта Црузу.
У новој студији, објављеној у овонедељном броју часописа Натуре, О'Роурке и Давид Стевенсон, планетарни научник из Цалтецх-а, предлажу нови хемијски механизам за постављање разлика узгона у унутрашњости Земље како би се покренуо геодинам.
Користећи компјутерске моделе, пар је показао да би након огромних удара који су бомбардовали рану Земљу, мала количина магнезијума могла да се раствара у језгри богатој гвожђем.
"Земља је формирана у низу заиста насилних, џиновских судара који су могли угријати плашт до температуре која износи чак 7000 Келвина [12.140 степени Фахренхеита]", каже О'Роурке. "На тим температурама елементи који се нормално не [мешају] са гвожђем, попут магнезијума, прелазе у гвожђе."
Али пошто је магнезијум растворљив само у гвожђу и то на високим температурама, како се Земљино језгро хлади, магнезијум ће исталожити или "снег испасти" спољне језгре као легуре богате магнезијумом. Те легуре се превозе до границе језгреног плашта.
"Када извучете легуру богату магнезијумом из језгре, оно што је остало је гушће", каже О'Роурке. Концентрирајућа маса попут те ослобађа гравитациону енергију која би могла послужити као алтернативни извор енергије за динамо, објашњава он.
Према О'Роуркеу и Стевенсону, њихов механизам таложења магнезијума могао је да покреће геодинаму милијардама година све док се унутрашња језгра није охладила и учврстила, што садашње процене сугеришу да се догодило пре око милијарду година. У том су тренутку два процеса могла почети радити у тандему да би напајала Земљино магнетно поље, каже О'Роурке.
"Таложење магнезијума може довести до конвекције [гвожђа] с врха језгре, док би ослобађање светлосних елемената из унутрашње језгре [од очвршћивања] могло да покрене конвекцију са дна", каже он.
Планетарни научник Ниммо, који није био укључен у студију, каже да му се свиђа хипотеза о таложењу магнезијума зато што даје само две претпоставке: да се Земља загреје током џиновског удара, а да се за време џиновског удара метално језгро ударне главе излаже до силикатног материјала плашта.
"Тешко је расправљати о претпоставци, мада је тачно колико је вруће неизвесно", каже Ниммо. Претпоставка два је мало мање сигурна, каже он, али већина научника се слаже да ће се, како се каменита тела сударају с раном Земљом, неки елементи из тих удараца, попут магнезијума, пребацити у плашт. "Једном када направите те две претпоставке, све остало природно следи."
Сада, каже Ниммо, све што требамо су експерименти за тестирање О'Роурке-ових и Стевенсонових идеја. "Њихова студија заснива се углавном на рачунарским предвиђањима како би магнезијум требало да дели партицију у зависности од температуре", каже Ниммо.
Неки истраживачи већ раде на тим експериментима, тако да је можда само питање времена пре него што ће научници утврдити шта чини Земљино магнетно поље крпеља.
"Наш процес би могао објаснити не само како је динамо радио у прошлости, " каже О'Роурке, "већ [како] би могао деловати и данас."
