Fără câmpul magnetic al Pământului, animalele care migrează își pierd calea și navigația pentru orice, de la nave la Boy Scouts este făcută inutilă. În ciuda importanței sale, procesul care alimentează câmpul magnetic al planetei rămâne un mister. Ideile abundă, dar niciuna dintre ele nu poate ține cont de vârsta câmpului magnetic al Pământului. Acum, un nou studiu poate avea cheia acestei inconsistențe: magneziul umil.
Continut Asemanator
- Câmpul magnetic al Pământului are cel puțin patru miliarde de ani
- Pământul poate deveni magnetic după ce a mâncat un obiect asemănător cu mercurul
Topirea nucleului topit al Pământului generează curenți electrici care produc câmpul magnetic al planetei într-un proces numit dinamom.
„Dacă nu ai avea aceste mișcări de agitatie, câmpul magnetic al Pământului s-ar descompune și ar muri în aproximativ zece milioane de ani”, spune Joseph O'Rourke, un cercetător postdoctoral la Institutul Tehnologic din California din Pasadena.
Dar ce puteri este această mișcare neclară. Solidificarea lentă a miezului interior al Pământului și degradarea radioactivă - două dintre cele mai importante ipoteze - nu produc suficientă energie pentru a alimenta câmpul magnetic atât timp cât a fost în jur.
Înregistrările rocilor indică că câmpul magnetic al Pământului are cel puțin 3, 4 miliarde de ani și poate la 4, 2 miliarde de ani. Răcirea miezului interior ar furniza energie pentru câmpul magnetic numai aproximativ un miliard de ani. Și pur și simplu nu există suficient material radioactiv în nucleul Pământului pentru ca ipoteza de degradare să funcționeze, spune Francis Nimmo, un om de știință planetar de la Universitatea din California, Santa Cruz.
Într-un nou studiu, publicat în numărul săptămânii al jurnalului Nature, O'Rourke și David Stevenson, un om de știință planetar din Caltech, propun un nou mecanism chimic pentru stabilirea diferențelor de flotabilitate în interiorul Pământului pentru a conduce geodinamul.
Folosind modele computerizate, perechea a arătat că, în urma impacturilor uriașe care au bombardat Pământul timpuriu, o cantitate mică de magneziu ar fi putut fi dizolvată în miezul bogat în fier.
„Pământul s-a format într-o serie de coliziuni uriașe cu adevărat violente, care ar fi putut încălzi mantia la temperaturi de până la 7.000 de Kelvin [12.140 de grade Fahrenheit]”, spune O'Rourke. "La aceste temperaturi, elementele care nu se amestecă în mod normal [cu amestecul] de fier, precum magneziul, vor intra în fier."
Dar, deoarece magneziul este solubil doar în fier la temperaturi ridicate, pe măsură ce miezul Pământului se răcește, magneziul va precipita, sau „zăpada”, a miezului exterior ca aliaje bogate în magneziu. Aceste aliaje sunt transportate până la limita miezului-manta.
„Când scoți aliajul bogat în magneziu din miez, ceea ce rămâne în urmă este mai dens”, spune O'Rourke. Concentrează o masă de concentrare ca aceea care eliberează energie gravitațională care ar putea servi drept sursă alternativă de energie pentru dinamovă, explică el.
Potrivit lui O'Rourke și Stevenson, mecanismul lor de precipitare a magneziului ar fi putut alimenta geodinamul timp de miliarde de ani până când miezul interior a început să se răcească și să se solidifice, ceea ce estimările actuale sugerează că s-a întâmplat în urmă cu aproximativ un miliard de ani. La acel moment, cele două procese ar fi putut începe să funcționeze în tandem pentru a alimenta câmpul magnetic al Pământului, spune O'Rourke.
"Precipitațiile de magneziu ar putea conduce convecția [fierului] din partea superioară a miezului, în timp ce eliberarea elementelor ușoare din miezul interior [din solidificare] ar putea conduce convecția de jos", spune el.
Omul de știință planetar Nimmo, care nu a fost implicat în studiu, spune că îi place ipoteza precipitațiilor de magneziu, deoarece face doar două presupuneri: Că Pământul devine fierbinte în timpul unui impact uriaș și că în timpul unui impact uriaș, miezul metalic al dispozitivului de impact este expus. pentru a silica materialul de manta.
„Presupunerea cu care este greu de certat, deși exact cât de fierbinte devine incert, ” spune Nimmo. Presupunerea a doua este puțin mai sigură, spune el, dar majoritatea oamenilor de știință sunt de acord că, pe măsură ce corpurile stâncoase s-au ciocnit cu Pământul timpuriu, unele elemente din acești impactori, cum ar fi magneziul, ar fi transferați pe manta. „După ce faceți aceste două presupuneri, totul altceva urmează firesc”.
Acum, spune Nimmo, tot ce avem nevoie sunt experimente pentru a testa ideile lui O'Rourke și Stevenson. „Studiul lor se bazează în principal pe predicții de calcul ale modului în care magneziul ar trebui să se despartă în funcție de temperatură”, spune Nimmo.
Unii cercetători lucrează deja la aceste experimente, așa că poate fi doar o chestiune de timp înainte ca oamenii de știință să nu pună la punct ceea ce face să bifeze câmpul magnetic al Pământului.
„Procesul nostru ar putea explica nu doar modul în care a funcționat dinamovistul în trecut”, spune O'Rourke, „ci [cum] ar putea să funcționeze și astăzi”.
