تحقیقات جدید دیرینه مغناطیس شناسی نشان می دهد که هسته داخلی جامد زمین ۵۵۰ میلیون سال پیش تشکیل شده و میدان مغناطیسی سیاره ما را احیا کرده است و به این سؤال پاسخ می دهد که چرا زمین به سرنوشتی مشابه مریخ دچار نشد.
به گزارش ایسنا به نقل از ساینس دیلی، این تحقیقات جدید سن هسته جامد درونی زمین را بطور دقیق تری تخمین می زند و سرنخ هایی در مورد تاریخچه و تکامل آینده زمین و چگونگی تبدیل شدن آن به سیاره ای قابل سکونت و همچنین تکامل سایر سیارات منظومه شمسی ارائه می دهد.
تقریبا ۱۸۰۰ مایل (۲۸۹۶ کیلومتر) زیر پای ما، آهن مایع در حال چرخش در هسته بیرونی زمین است و میدان مغناطیسی محافظ سیاره ما را تولید می کند. این میدان مغناطیسی نامرئی است، ولی برای حیات در سطح زمین ضروری است، زیرا سیاره ما را در برابر باد خورشیدی محافظت می کند.
با این وجود، حدود ۵۶۵ میلیون سال پیش ، قدرت میدان مغناطیسی زمین به ۱۰ درصد از قدرت امروزی آن کاهش یافته است. سپس، بطور مرموزی، این میدان مغناطیسی درست قبل از "انفجار کامبرین"، قدرت خود را بازیافت. انفجار کامبرین رویداد فرگشتی نسبتا کوتاهی بود که در آغاز دوره کامبرین نزدیک به ۵۴۲ میلیون سال قبل رخ داد.
چه چیزی باعث شد که میدان مغناطیسی به حالت قبلی خود بازگردد؟
بر اساس تحقیقات جدید دانشمندان دانشگاه روچستر، این جوان سازی در طی چند ۱۰ میلیون سال اتفاق افتاد که در مقیاس های زمانی زمین شناسی سریع است. هم زمان با آن هسته جامد داخلی زمین تشکیل شد.
جان تاردونو (John Tarduno)، استاد ژئوفیزیک در گروه زمین و علوم محیطی و رییس تحقیقات هنر، علوم و مهندسی در دانشگاه روچستر، می گوید:هسته درونی بسیار مهم است. درست پیش از شروع رشد هسته داخلی، میدان مغناطیسی در نقطه فروپاشی قرار داشت، ولی به محض این که هسته داخلی شروع به رشد کرد، میدان مغناطیسی دوباره تولید شد.
در این مقاله که در مجله "Nature Communications" منتشر شده است، محققان چندین تاریخ کلیدی را در تاریخچه هسته داخلی تعیین کردند، از جمله آنها میتوان به دستیابی به تخمین دقیق تری برای سن این هسته اشاره کرد.
دستیابی به اطلاعات موجود در سنگ های باستانی
زمین از چندین لایه تشکیل شده است. پوسته، جایی که حیات در آن قرار دارد. گوشته که ضخیم ترین لایه زمین است، هسته بیرونی مذاب و هسته داخلی جامد که به نوبه خود لایه درونی و بیرونی دارد.
میدان مغناطیسی زمین در لایه بیرونی این هسته ایجاد می شود، جایی که آهن مایع در حال چرخش، جریان های الکتریکی تولید می کند و میدان مغناطیسی را تولید می کند.
به دلیل ارتباط میدان مغناطیسی با هسته زمین، دانشمندان برای چندین دهه تلاش کرده اند تا تعیین کنند که چگونه میدان مغناطیسی و هسته زمین در طول تاریخ سیاره ما تغییر کرده است. آن ها نمی توانند به طور مستقیم میدان مغناطیسی را به دلیل مکان و دمای شدید مواد در هسته اندازه‌گیری کنند. خوشبختانه، کانی هایی که به سطح زمین می آیند حاوی ذرات مغناطیسی ریزی هستند که هنگام سرد شدن کانی های مذاب، در جهت و با شدت میدان مغناطیسی ثابت می شوند.
تاردونو و تیمش برای فهمیدن بهتر سن و میزان رشد هسته داخلی، از لیزر دی اکسید کربن (CO۲) و مغناطیس سنج دستگاه تداخل کوانتومی ابررسانا (SQUID) برای تجزیه و تحلیل بلورهای فلدسپات (نوعی کانی بلورین) استفاده کردند. تاردونو می گوید، این بلورها دارای ذرات مغناطیسی کوچکی هستند که میدان مغناطیسی را به طور کامل ضبط می کنند.
محققان با مطالعه میدان مغناطیسی محبوس شده در بلورهای این کانی های باستانی دو تاریخ مهم جدید را برای هسته داخلی زمین تعیین کردند: #####
۵۵۰ میلیون سال پیش:زمانی که میدان مغناطیسی به سرعت ۱۵ میلیون سال پس از یک فروپاشی شروع به بازسازی کرد. محققان تجدید سریع میدان مغناطیسی را به تشکیل یک هسته داخلی جامد نسبت می دهند که هسته بیرونی مذاب را شارژ می کند و قدرت میدان مغناطیسی را بازیابی می کند.
۴۵۰ میلیون سال پیش: هنگامی که ساختار هسته داخلی در حال رشد تغییر کرد و مرز بین داخلی ترین و بیرونی ترین هسته داخلی مشخص شد.
چرا زمین سرنوشتی مشابه مریخ پیدا نکرد؟
درک بهتر دینامیک و رشد هسته داخلی و میدان مغناطیسی زمین پیامدهای مهمی دارد، نه تنها در کشف گذشته زمین و پیش بینی آینده آن، بلکه در کشف راه هایی که سیارات دیگر امکان دارد با آنها سپرهای مغناطیسی تشکیل دهند و شرایط لازم برای نگهداری حیات را حفظ کنند.
محققان بر این باورند که مریخ (Mars) زمانی میدان مغناطیسی داشته است. اما این میدان مغناطیسی پراکنده شده و این سیاره را در برابر بادهای خورشیدی آسیب پذیر کرده است و سطح آن عاری از اقیانوس شده است.
تاردونو می گوید:اگرچه مشخص نیست که آیا نبود میدان مغناطیسی باعث می شود که زمین نیز به همین سرنوشت دچار شود یا خیر، ولی اگر میدان مغناطیسی زمین (Earth) دوباره تولید نمی شد، مطمئناً زمین آب بسیار بیشتری از دست می داد. این سیاره بسیار خشک تر و بسیار متفاوت از سیاره کنونی می شد.
او می گوید، از نظر تکامل سیاره ای، این تحقیق بر اهمیت یک سپر مغناطیسی و مکانیزمی برای حفظ آن تأکید دارد.
این تحقیق نیاز به داشتن چیزی شبیه به یک هسته داخلی در حال رشد را نشان می دهد که یک میدان مغناطیسی را در تمام طول عمر (Longevity) سیاره برای میلیاردها سال حفظ کند.
- 11
- 2
