Нови палеомагнитни изследвания показват, че твърдото вътрешно ядро на Земята се е формирало преди 550 милиона години и е възстановило магнитното поле на планетата.
Въртящото се течно желязо във външното ядро на Земята, намиращо се на около 3000 км под краката ни, създава защитното магнитно поле на планетата, наречено магнитосфера. Въпреки че това магнитно поле е невидимо, то е жизненоважно за живота на повърхността на Земята. Това е така, защото магнитосферата предпазва планетата от слънчевия вятър – потоците радиация от Слънцето.
Преди около 565 млн. години обаче силата на магнитното поле е намаляла до 10% от днешната му сила. След това, по мистериозен начин, магнитното поле се е възстановило и е възвърнало силата си точно преди Камбрийската експлозия на многоклетъчния живот на Земята.
Какво е предизвикало възстановяването на магнитосферата?
Според нови изследвания на учени от университета в Рочестър това възстановяване е станало в рамките на няколко десетки милиона години. Това е много бързо в геоложки мащаби и съвпада с формирането на твърдото вътрешно ядро на Земята, което предполага, че ядрото вероятно е пряка причина за това.
„Вътрешното ядро е изключително важно“, казва Джон Тардуно, професор по геофизика в катедрата по науки за Земята и околната среда на университета. „Точно преди вътрешното ядро да започне да расте, магнитното поле е било в точката на колапс, но веднага щом вътрешното ядро е започнало да расте, полето се е възстановило.“
В статия в списание Nature Communications, учените определят няколко ключови дати в историята на вътрешното ядро, включително по-точна оценка на неговата възраст. Изследването дава нови сведения за историята и бъдещата еволюция на Земята и как тя се е превърнала в обитаема планета, както и за еволюцията на други планети в Слънчевата система.
Разкриване на информация в древни скали
Земята е съставена от слоеве: земна кора, в която съществува живот; мантия – най-дебелият слой на Земята; разтопено външно ядро; и твърдо вътрешно ядро, което на свой ред се състои от външно и вътрешно.
Магнитното поле на Земята се създава във външното й ядро. Въртящото се течно желязо там предизвиква електрически токове, задвижващи явление, наречено геодинамо, което създава магнитното поле.
Поради връзката на магнитното поле със земното ядро учените от десетилетия се опитват да установят как магнитното поле и ядрото на Земята са се променяли през историята на нашата планета. Те не могат да измерят директно магнитното поле поради местоположението и екстремните температури на материалите в ядрото. За щастие минералите, които се издигат на повърхността на Земята, съдържат миниатюрни магнитни частици, които фиксират посоката и интензитета на магнитното поле в момента, в който минералите се охлаждат и втвърдяват от разтопеното си състояние.
Чрез изучаване на магнетизма, заключен в древните кристали – област, известна като палеомагнетизъм – изследователите определят две нови важни дати в историята на вътрешното ядро:
Преди 550 милиона години: времето, когато магнитното поле започва бързо да се обновява след почти пълен колапс от 15 милиона години преди това. Изследователите обясняват бързото обновяване на магнитното поле с образуването на твърдо вътрешно ядро, което е заредило разтопеното външно ядро и е възстановило силата на магнитното поле.
Преди 450 милиона години: времето, в което структурата на нарастващото вътрешно ядро се променя, отбелязвайки границата между най-вътрешното и най-външното вътрешно ядро. Тези промени във вътрешното ядро съвпадат с промени по същото време в структурата на лежащата върху него мантия, дължащи се на тектониката на плочите на повърхността.
Тектоничните движения на плочите на повърхността на Земята косвено са повлияли на вътрешното ядро, а историята на тези движения е отпечатана дълбоко в Земята в структурата на вътрешното ядро.
Избягване на съдба, подобна на тази на Марс
По-доброто разбиране на динамиката и растежа на вътрешното ядро и магнитното поле има важни последици не само за разкриване на миналото на Земята и прогнозиране на нейното бъдеще, но и за разгадаване на начините, по които други планети биха могли да формират магнитни щитове и да поддържат условията, необходими за съществуването на живот.
Изследователите смятат, че Марс например някога е имал магнитно поле, но то е изчезнало. Това прави планетата уязвима за слънчевия вятър, а повърхността без океан. Макар да не е ясно дали липсата на магнитно поле би довела до същата съдба на Земята, „Земята със сигурност щеше да загуби много повече вода, ако магнитното ѝ поле не беше възстановено“, казва Тардуно. „Планетата щеше да бъде много по-суха и много по-различна от днешната“.
Затова по отношение на планетарната еволюция изследването подчертава значението на магнитния щит и механизма за неговото поддържане, казва той.
„Това изследване реално подчертава необходимостта да има нещо като растящо вътрешно ядро, което да поддържа магнитното поле през целия живот – много милиарди години – на планетата.“ /БГНЕС
