Мощное магнитное поле молодой Земли могло создаваться остыванием планеты — Naked Science
7 минут
Сергей Васильев

Мощное магнитное поле молодой Земли могло создаваться остыванием планеты

Магнитосфера Земли была достаточно сильной еще до того, как у планеты появилось внутреннее ядро и заработал механизм «геомагнитного динамо»: похоже, на первых этапах ее подпитывал совершенно другой механизм.

©Argonne National Laboratory, Flickr

Движение расплавленного, богатого железом ядра Земли создает глобальное магнитное поле, защищающее жизнь на планете от непрерывной бомбардировки тяжелыми заряженными частицами из космоса. Поле позволило сохранить достаточно плотную атмосферу, воду и массу других легких соединений от полного улетучивания в космос. Однако оно не всегда существовало и не всегда было таким сильным, как сегодня, и первые эпохи эволюции земной магнитосферы живо интересуют ученых.

Некоторые новые детали ее развития раскрывает работа, проведенная командой профессора Рочестерского университета Джона Тардуно (John Tarduno). В статье, опубликованной в журнале PNAS, ученые заключают, что глобальное магнитное поле Земли появилось исключительно рано в истории планеты.

Для исследований прошлого магнитосферы палеогеологи изучают кристаллы циркона — древнейшие из сохранившихся в земной коре минералов. Как правило, они имеют в размерах не более десятых долей миллиметра, однако за время образования успели включить и более крошечные магнитные частицы. Эти частицы фиксируют направления силовых линий магнитного поля, словно стрелки окаменевших компасов.

Несколько лет назад такая работа Джона Тардуно и его коллег продемонстрировала, что магнитное поле Земли появилось не позднее 4,2 миллиарда лет назад и всего лишь на несколько сотен миллионов лет моложе планеты. С другой стороны, стоит вспомнить о механизме возникновения этого поля.

По современным представлениям, оно создается токами внешнего расплавленного ядра, которые, в свою очередь, вызываются потоками энергии, поднимающимися от более плотного и горячего внутреннего ядра. А разделение внутреннего и внешнего ядер — сравнительно недавнее явление. По данным Тардуно, опубликованным в прошлом году, ему немногим более 500 миллионов лет.

Поэтому предполагается, что глобальное магнитное поле молодой Земли было не слишком мощным и набрало полную силу лишь в последние полмиллиарда лет. Однако новые данные это опровергают: кристаллы циркона показывают, что магнитосфера была сформирована уже более четырех миллиардов лет назад. Ученые предполагают, что на первых этапах ее мог поддерживать иной внутренний механизм, не требующий участия внутреннего ядра.

Таким механизмом могла выступать преципитация оксида магния в недрах планеты. В тот период Земля только начала «приходить в себя» после катастрофического удара, который привел к появлению Луны. Столкновение вызвало расплавление всей поверхности, и оксид магния растворился в жидкой породе. Однако по мере остывания он выпадал в осадок, вызывая перемешивание магмы, конвекционные течения в железистом ядре — и, как следствие, возникновение глобального магнитного поля.

По оценкам авторов работы, такой процесс мог продолжаться миллиарды лет, пока медленное оседание оксида не закончилось, поставив магнитосферу Земли на грань полного коллапса. К счастью, в это время — начиная с 565 миллионов лет назад — стало оформляться внутреннее ядро. Оно перехватило «эстафетную палочку» источника магнитного поля и остается им до сих пор.

Такой механизм возникновения магнитного поля мог действовать и на других планетах. Так, Марс, который некогда был влажной и теплой планетой, теоретически мог потерять магнитосферу именно после того, как исчерпал первоначальный ресурс механизма преципитации, но из-за малых размеров так и не дождался образования внутреннего твердого ядра. Возможно, он не пережил «магнитного коллапса», через который Земля прошла около 565 миллионов лет назад.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 17:16
4 минуты
Мария Кривоченко

Разработать варианты крылатого пилотируемого космического корабля поручил глава «Роскосмоса» Дмитрий Рогозин. Предполагается, что аппарат будут строить по типу орбитального корабля «Буран», который использовался в СССР.

6 августа
5 минут
Денис Гордеев

Новая система работает в любых атмосферных условиях — при дожде, ветре и большом количестве пыли в воздухе.

Вчера, 12:21
2 минуты
Илья Ведмеденко

Представлена демонстрационная версия РЛС для перспективного южнокорейского боевого самолета. Радиолокационная станция имеет активную фазированную антенную решетку.

6 августа
30 минут
Николай Цыгикало

Трагическая новость о взрыве огромной силы в Бейруте, занявшая первые строчки новостных ресурсов, вызывает естественные вопросы: как это могло произойти, что там взорвалось, в силу каких факторов возможны подобные происшествия? Чтобы разобраться, взглянем пристальнее на свойства аммиачной селитры и связанные с ней опасные моменты.

Позавчера, 17:16
4 минуты
Мария Кривоченко

Разработать варианты крылатого пилотируемого космического корабля поручил глава «Роскосмоса» Дмитрий Рогозин. Предполагается, что аппарат будут строить по типу орбитального корабля «Буран», который использовался в СССР.

6 августа
5 минут
Денис Гордеев

Новая система работает в любых атмосферных условиях — при дожде, ветре и большом количестве пыли в воздухе.

22 июля
66 минут
Александр Березин

С 2064 года численность людей начнет сокращаться — и этот процесс может быть необратим. Один из авторов соответствующей научной работы прямо указывает: если ничего не изменится, через несколько веков человечество вымрет. Однако есть вещи и похуже вымирания. Куда вероятнее иной сценарий: мир будет заселен теми, кто сможет размножаться в новых культурных условиях. К сожалению, значительная часть современных европейцев, американцев и, возможно, других народов будут вытеснены с первых страниц истории. Вдобавок те, кто победят в этой непростой борьбе, нам, сегодняшнему населению Земли, могут сильно не понравиться. Попробуем разобраться почему.

10 июля
7 минут
Мария Кривоченко

Биологи выяснили, какое воздействие оказывают радиоволны на эмбрионы рыб. Оказалось, они существенно не влияют на уровень смертности, морфологию и реакцию на свет, но немного подавляют сенсомоторные функции. Как это скажется на взрослых особях, еще предстоит выяснить.

12 июля
28 минут
Илья Ведмеденко

Программа ПАК ДП (перспективный авиационный комплекс дальнего перехвата) привлекает к себе все больше внимания. Разберемся, что это такое и появится ли у России новый боевой самолет.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: