Мощное магнитное поле молодой Земли могло создаваться остыванием планеты — Naked Science
21.01.2020
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.
Вчера, 19:09
Василий Парфенов

Недавно основанный стартап Success Rockets объявил о первых полноценных летных испытаниях своей суборбитальной ракеты Nebo 25. Запуск пройдет в ноябре, его цель — установить новый национальный рекорд по высоте полета среди частных компаний.

Позавчера, 17:26
Мария Азарова

Оманские спелеологи, наконец, спустились на дно загадочного «Адского колодца» на востоке Йемена — бархута, которого избегают многие местные жители, так как уверены, что там живут джинны.

4 часа назад
Мария Азарова

Простой алгоритм действий, предложенный австралийским врачом и серфером, позволит избежать смертельных исходов, связанных с укусом акулы в область нижних конечностей.

22 сентября
Илья Ведмеденко

Видео демонстрирует концепцию, известную как Rapid Dragon. Крылатые ракеты сбросили из самолетов C-17 и EC-130: предполагается, что это позволит повысить ударную мощь США.

Вчера, 19:09
Василий Парфенов

Недавно основанный стартап Success Rockets объявил о первых полноценных летных испытаниях своей суборбитальной ракеты Nebo 25. Запуск пройдет в ноябре, его цель — установить новый национальный рекорд по высоте полета среди частных компаний.

Позавчера, 12:05
Илья Ведмеденко

Короткий ролик показывает модель летательного аппарата неизвестного типа. Некоторые обозреватели полагают, что она имеет отношение к программе NGAD, направленной на разработку истребителя шестого поколения. Ранее стало известно о начале испытаний его демонстратора.

3 сентября
Алиса Гаджиева

Два бронзовых тарана и свинцовые пули обнаружили на месте битвы при Эгатских островах, состоявшейся почти 23 века назад.

11 сентября
Алиса Гаджиева

Необычное погребение обнаружили во время работ по устройству пруда в гольф-клубе.

15 сентября
Ольга Иванова

Американские исследователи выяснили, что в женских тампонах содержатся летучие органические соединения, которые влияют на присутствие этих веществ в моче. Интересно, что в прокладках их содержание значительно ниже.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

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

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: