Как ИИ изменит нашу жизнь — в специальном проекте Naked Science!
Перейти
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
21.01.2020
Сергей Васильев
19 458

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.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
12 часов назад
Сергей Васильев

Биологи внесли в ДНК червей гены, кодирующие светочувствительные белки. Это позволило управлять ими при помощи света, заставляя двигаться на зеленый сигнал и останавливаться на красный.

Позавчера, 14:24
Василий Парфенов

Что такое накопитель энергии? Чем отличается аккумулятор от батареи? В чем настоящее чудо электричества? Вся эволюция человечества тесно связана с нашим умением добывать энергию в разных формах. Но настоящая революция произошла, когда появились технологии преобразования тепла, давления и работы в электричество. Благодаря этому мы научились транспортировать энергию и запасать ее. Дальнейший рост эффективности энергосистем невозможен без накопителей. Naked Science решил разобраться во всех деталях.

9 часов назад
Ольга Иванова

Загадочная русская душа — не фигура речи, а объективная реальность. Как жили славянские крестьяне зимой, почему в нашей стране такие плохие дороги, из-за чего мы любим «супчики», а европейцы — гамбургеры и фастфуд, откуда взялся стереотип о пьющих русских и почему мы стали употреблять меньше водки, почему мы сначала включаем прибор, а потом читаем инструкцию, отчего наши студенты учат все в последнюю ночь перед экзаменом, зачем нам нет дела до розовых кустов, чем мы отличаемся от китайцев и что нас роднит с японцами. Об этом корреспонденту Naked Science рассказал профессор, доктор исторических наук и старший преподаватель СПбГУ Кирилл Назаренко.

26 ноября
Александра Медведева

Окаменелость крошечного морского червя, жившего 525 миллионов лет назад, разрешила вековой спор об эволюции мозга членистоногих. Исследование показало, что мозг первых членистоногих не был сегментирован, а нервная система головы и туловища эволюционировала независимо.

26 ноября
Мария Азарова

Международный коллектив ученых спрогнозировал наши ежедневные потребности в воде в зависимости от антропометрических, экономических и экологических факторов.

24 ноября
Редакция

Режиссер Илай Сасик (Eli Sasich), вдохновившись классическими научно-фантастическими фильмами «Чужой» и «Бегущий по лезвию», несколько лет назад снял короткометражный фильм «Атропа», который стоит посмотреть, если вы интересуетесь наукой и космическими технологиями.

1 ноября
Анна Новиковская

Когда мы представляем взаимодействие неандертальцев с нашими предками, первобытными людьми, то обычно думаем об агрессивных стычках и конкуренции на охоте. Однако теперь ученые выяснили, что два вида людей взаимодействовали на протяжении как минимум 200 тысяч лет — это слишком долгий срок для активных военных действий, но достаточный для постепенного «растворения» одного вида в другом.

19 ноября
Анна Новиковская

В последний раз черношейного фазанового голубя видели еще в 1882 году, и с тех пор ученые не знали, живет ли еще в лесах острова Фергуссон эта красивая птица. Теперь, наконец, им повезло: одна из камер запечатлела представителя редчайшего подвида фазановых голубей.

24 ноября
Редакция

Режиссер Илай Сасик (Eli Sasich), вдохновившись классическими научно-фантастическими фильмами «Чужой» и «Бегущий по лезвию», несколько лет назад снял короткометражный фильм «Атропа», который стоит посмотреть, если вы интересуетесь наукой и космическими технологиями.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: