كيف تجنبت الأرض مصيرًا شبيهًا بالمريخ؟ الصخور القديمة تحمل آثارا

على بعد حوالي 1800 ميل تحت أقدامنا ، يحوم الحديد السائل في اللب الخارجي للأرض ويخلق مجالًا مغناطيسيًا وقائيًا لكوكبنا. هذا المجال المغناطيسي غير مرئي ، ولكنه ضروري للحياة على سطح الأرض ، لأنه يحمي الكوكب من الرياح الشمسية – تيارات الإشعاع من الشمس.

ومع ذلك ، منذ حوالي 565 مليون سنة ، كان حقل مغناطيسيتراجعت قوتها إلى 10 في المائة من قوتها اليوم. ثم عاد الحقل بشكل غامض ، واستعاد قوته قبل الانفجار الكمبري للحياة متعددة الخلايا على الأرض.

ما الذي يسبب ارتداد المجال المغناطيسي؟

وفقًا لبحث جديد من علماء جامعة روتشستر ، حدث هذا التجديد في غضون بضعة مليارات من السنين – الأسرع على المقاييس الزمنية الجيولوجية – وتزامن مع تكوين اللب الداخلي الصلب للأرض ، مما يشير إلى أن اللب قد يكون السبب المباشر.

أستاذ الجيوفيزياء في قسم علوم الأرض والبيئة والبحوث عميد الآداب والعلوم والهندسة في روتشستر ، ويليام ر. يقول جون تاردونو الابن ، كينان: “اللب الداخلي مهم للغاية”. “قبل أن يبدأ اللب الداخلي بالنمو ، كان المجال المغناطيسي في طور الانهيار ، ولكن بمجرد أن بدأ اللب الداخلي بالنمو ، أعيد بناء الحقل.”

مجلة ، نشرت التواصل الطبيعي، حدد الباحثون عدة تواريخ رئيسية في تاريخ اللب الداخلي ، بما في ذلك تقدير أكثر دقة لعمرها. يقدم البحث أدلة حول التاريخ والتطور المستقبلي للأرض وكيف أصبحت كوكبًا صالحًا للسكن ، بالإضافة إلى تطور الكواكب الأخرى في النظام الشمسي.

فتح المعلومات في الصخور القديمة

تتكون الأرض من طبقات: القشرة حيث تسكن الحياة ؛ ال معطف، أثخن طبقة من سطح الأرض. اللب الخارجي المنصهر واللب الداخلي الصلب ، والذي يتكون من لب داخلي خارجي ونواة داخلية.

ينشأ المجال المغناطيسي للأرض في قلبها الخارجي ، حيث يحدث دوران الحديد السائل كهرباءإنه يقود ظاهرة تسمى الجيودينامو التي تخلق مجالًا مغناطيسيًا.

نظرًا لعلاقة المجال المغناطيسي بنواة الأرض ، فقد أمضى العلماء عقودًا في محاولة اكتشاف كيف تغير المجال المغناطيسي للأرض ولبها طوال تاريخ كوكبنا. لا يمكنهم قياس المجال المغناطيسي بشكل مباشر بسبب الموقع ودرجة الحرارة القصوى للأجسام في القلب. لحسن الحظ ، تحتوي المعادن التي ترتفع إلى سطح الأرض على جزيئات مغناطيسية صغيرة تقفل في اتجاه وكثافة المجال المغناطيسي حيث تبرد المعادن من حالتها المنصهرة.

للتحكم بشكل أفضل في عمر ونمو اللب الداخلي ، استخدم تاردونو وفريقه ثاني أكسيد الكربون₂ جهاز قياس المغناطيسية بالليزر والمختبر فائق التوصيل (SQUID) لتحليل بلورات الفلسبار من الصخور الأنورثوزيتية. يقول تاردونو إن هذه البلورات تحتوي على إبر مغناطيسية دقيقة تعتبر “سجلات مغناطيسية مثالية”.

من خلال دراسة المغناطيسية المحبوسة في البلورات القديمة – وهو مجال يُعرف باسم المغناطيسية القديمة – حدد الباحثون تاريخين حاسمين جديدين في تاريخ اللب الداخلي:

• قبل 550 مليون سنة: منذ 15 مليون سنة عندما بدأ المجال المغناطيسي في التعافي سريعًا بعد الانهيار الوشيك. يعزو الباحثون تشكيل التجديد السريع للمجال المغناطيسي جوهر داخلي صلب أعاد شحن اللب الخارجي المنصهر واستعاد قوة المجال المغناطيسي.
• قبل 450 مليون سنة: الوقت الذي يتغير فيه هيكل النواة الداخلية المتنامية ، مما يشير إلى الحدود بين اللب الداخلي الداخلي والخارجي. تتزامن هذه التغييرات في اللب الداخلي مع التغييرات المتزامنة في بنية الوشاح العلوي. الصفائح التكتونية على السطح.

يقول تاردونو: “نظرًا لأننا حددنا بشكل أكثر دقة عمر النواة الداخلية ، يمكننا تحديد أن اللب الداخلي اليوم يتكون بالفعل من جزأين”. “حركات الصفائح التكتونية على سطح الأرض أثرت بشكل غير مباشر على اللب الداخلي ، وتاريخ هذه الحركات مضمن في عمق الأرض في بنية اللب الداخلي.”

تجنب القدر مثل المريخ

إن الفهم الأفضل لديناميكيات وتطور النواة الداخلية والمجال المغناطيسي له آثار مهمة ليس فقط للكشف عن ماضي الأرض والتنبؤ بمستقبله ، ولكن أيضًا لكشف الطرق التي تطور بها الكواكب الأخرى دروعًا مغناطيسية والحفاظ على الظروف اللازمة للبقاء. .

على سبيل المثال ، يعتقد الباحثون أن للمريخ مجالًا مغناطيسيًا ذات يوم ، لكن هذا المجال قد اضمحل وأثر على الكوكب. الرياح الشمسية والسطح بلا بحار. على الرغم من أنه من غير الواضح ما إذا كان غياب المجال المغناطيسي سيلقى المصير نفسه للأرض ، “من المؤكد أن الأرض ستفقد الكثير. ماء يقول تاردونو: إذا لم يتجدد المجال المغناطيسي للأرض ، “لكان الكوكب أكثر جفافاً ويختلف كثيرًا عما هو عليه اليوم”.

فيما يتعلق بتطور الكواكب ، يؤكد البحث على أهمية الدرع المغناطيسي وآلية الحفاظ عليه ، كما يقول.

“يسلط هذا البحث الضوء حقًا على الحاجة إلى شيء مثل النمو النواة الداخلية إنه يحافظ على مجال مغناطيسي طوال عمر الكوكب بأكمله – مليارات السنين. ”