Ένας αρχαίος ωκεανός από μάγμα μπορεί να είχε διαμορφώσει κάποτε το μαγνητικό πεδίο της Γης

Ένας αρχαίος ωκεανός από μάγμα μπορεί να είχε διαμορφώσει κάποτε το μαγνητικό πεδίο της Γης

Advertisement

Το λιωμένο πυριτικό άλας μπορεί να λύσει ένα μακροχρόνιο μαγνητικό μυστήριο

Πριν από δισεκατομμύρια χρόνια, το μαγνητικό πεδίο της Γης μπορεί να είχε ξεκινήσει από έναν ωκεανό μάγματος που περιστρεφόταν γύρω από τον πυρήνα του πλανήτη.

Ο πλανήτης μας έχει δημιουργήσει τον δικό του μαγνητισμό σχεδόν για ολόκληρη την ιστορία του. Αλλά δεν ήταν ποτέ ξεκάθαρο πώς η Γη δημιούργησε αυτό το μαγνητικό πεδίο κατά τη διάρκεια του Αρχαιοζωικού μεγααιώνα του πλανήτη – μια πρώιμη γεωλογική περίοδο περίπου 2,5 δισεκατομμύρια έως 4 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Τώρα, οι προσομοιώσεις υπολογιστών υποδηλώνουν ότι ένα βαθύ στρώμα λιωμένων ορυκτών που σχηματίζουν πετρώματα γνωστά ως πυριτικά μπορεί να ήταν ο ένοχος.

“Υπάρχουν μερικά δισεκατομμύρια χρόνια ιστορίας της Γης όπου είναι δύσκολο να εξηγήσουμε πως διαμορφώθηκε το μαγνητικό πεδίο “, λέει ο Joseph O’Rourke, ένας πλανητικός επιστήμονας στο κρατικό πανεπιστήμιο της Αριζόνα στο Τέμπε, ο οποίος δεν συμμετείχε σε αυτήν τη μελέτη. Αυτό το νέο αποτέλεσμα, λέει, είναι ένα «ζωτικό κομμάτι του παζλ”.

Σήμερα, ο μαγνητισμός της Γης πιθανότατα δημιουργείται στον εξωτερικό πυρήνα του πλανήτη, ένα στρώμα υγρού σιδήρου και νικελίου. Η θερμότητα που διαφεύγει από τον συμπαγή εσωτερικό πυρήνα οδηγεί ροές υγρού που δημιουργούν κυκλοφορούντα ηλεκτρικά ρεύματα στον εξωτερικό πυρήνα, μετατρέποντας τους γήινους χάρτες σε έναν γιγαντιαίο ηλεκτρομαγνήτη. Ο εξωτερικός πυρήνας, ωστόσο, είναι μια αρκετά πρόσφατη προσθήκη, που εμφανίζεται περίπου ένα δισεκατομμύριο χρόνια πριν, και οι αρχαίοι βράχοι διατηρούν στοιχεία για ένα πλανητικό μαγνητικό πεδίο πολύ νωρίτερα από αυτό. Λοιπόν, κάποιος άλλος μηχανισμός πρέπει να λειτουργούσε κατά τη διάρκεια των πρώιμων χρόνων της Γης.

Ένας υποψήφιος για την πρώτη διαδρομή της Γης σε ένα μαγνητικό πεδίο είναι μια θάλασσα υγρού πετρώματος που υποτίθεται ότι κάποτε είχε περιβάλλει τον νεογέννητο πυρήνα του νεαρού πλανήτη. Για να δούμε αν αυτός ο ωκεανός λιωμένων πυριτικών αλάτων είναι μια βιώσιμη επιλογή, ο Lars Stixrude, γεωφυσικός στο UCLA και οι συνεργάτες του ανέπτυξαν προσομοιώσεις υπολογιστών για να εκτιμήσουν τις ηλεκτρικές ιδιότητες των πυριτικών σε ακραίες θερμοκρασίες και πιέσεις.

Η ομάδα διαπίστωσε ότι, σε πιέσεις πάνω από 1 εκατομμύριο φορές την ατμοσφαιρική πίεση της επιφάνειας της Γης και θερμοκρασίες συγκρίσιμες με αυτές στην επιφάνεια του ήλιου, τα πυριτικά άλατα μεταφέρουν ηλεκτρισμό αρκετά καλά ώστε να παράγουν ένα πλανητικό μαγνητικό πεδίο. Η δύναμη αυτού του πεδίου, η ομάδα αναφέρει στις 25 Φεβρουαρίου στο Nature Communications, αντιστοιχεί περίπου σε μετρήσεις ορυκτών μαγνητικών πεδίων σε βραχώδεις πλανήτες ηλικίας περίπου 2 δισεκατομμυρίων έως 4 δισεκατομμυρίων ετών. Γύρω στο τέλος του Αρχαιοζωικού μεγααιώνα, η ομάδα προτείνει, ότι ο ωκεανός μάγματος θα είχε κρυώσει και στερεοποιηθεί, ενδεχομένως παραδίδοντας καθήκοντα μαγνητικού πεδίου σε έναν ολοένα και πιο ταραχώδη πυρήνα.

Η μελέτη είναι “ένα εξαιρετικά σημαντικό βήμα προς τα εμπρός στην κατανόηση της ιστορίας του μαγνητικού πεδίου της Γης”, λέει ο O’Rourke. Επιπλέον, μπορεί να σχετίζεται και με άλλους κόσμους σήμερα. «Δεν είναι απλώς μια περιέργεια της αρχαίας ιστορίας», λέει.

Οι εξωηλιακοί πλανήτες με μάζα μεγαλύτερη από τη Γη, μπορούν να διατηρήσουν αρκετή εσωτερική θερμότητα για να συντηρήσουν έναν βαθύ πυριτικό ωκεανό για πολύ περισσότερο από ό, τι έκανε ο πλανήτης μας. Αυτοί οι πλανήτες είναι επίσης οι πιο συνηθισμένοι κόσμοι που βρίσκονται έξω από το ηλιακό σύστημα. Ο μηχανισμός πίσω από το πρώιμο μαγνητικό πεδίο της Γης, σύμφωνα με την ομάδα, μπορεί επομένως να λειτουργεί σε μεγάλους βραχώδεις πλανήτες σε όλο το σύμπαν.

Advertisement