Разкриха истинската възраст на земното ядро

Твърдото вътрешно ядро на Земята е само на един милиард години, откриват нови изследвания. За тях разказва Life Science, цитиран от kanal3.bg.

Съвременната Земя е като слоеста торта, с твърда външна кора, гореща, вискозна мантия, течна външна сърцевина и твърда вътрешна сърцевина. Това твърдо вътрешно ядро расте бавно, когато течното желязо в сърцевината се охлажда и кристализира. Този процес спомага за задвижването на течното външно ядро, което от своя страна създава магнитното поле, заобикалящо Земята и помагащо за защита на планетата от вредни космически лъчения.

С други думи, вътрешното ядро е доста важно.

Но не се знае много за историята на тази 1 500 мили широка (2 442 километра) желязна топка. Прогнозите за възрастта ѝ варират от половин милиард години до повече от 4 милиарда години - почти толкова, колкото самата Земя (на 4,5 милиарда години). Сега изследователите са изтръгнали миниатюрно парче желязо между два диаманта и са го взривили с лазери, за да достигнат до нова оценка от 1 милиард до 1,3 милиарда години - диапазон от дати, който съвпада с измеримо укрепване на магнитното поле на Земята, случило се горе-долу по същото време.

"Земята е уникална в нашата Слънчева система по това, че има магнитно поле и че е обитаема", казва авторът на изследването Юнг-Фу Лин, геолог от Тексаския университет в Остин. "В крайна сметка нашите резултати биха могли да бъдат използвани, за да помислим защо други планети в нашата Слънчева система нямат магнитни полета."

Геодинамото

Магнитното поле на Земята се задвижва от това, което учените наричат „геодинамо“. Това е движението на богатото на желязо външно ядро, което превръща планетата в гигантски, макар и някак разхвърлян магнит. Геодинамото е отговорно за Северния и Южния полюс на Земята и за невидимия магнитен щит, който отклонява и улавя заредени частици, идващи от слънцето. Тези частици иначе бавно биха събличали Земята от нейната атмосфера.

Част от движението на вътрешното ядро се захранва от топлина, известна като неговия източник на топлинна енергия. Докато ядрото на Земята постепенно се охлажда, то кристализира отвътре навън. Този процес на кристализация освобождава енергия, която може допълнително да захранва движението на все още течната външна сърцевина. Това освобождаване на енергия от кристализация се нарича композиционен енергиен източник на геодинамото, казва Лин.

За да открият възрастта на вътрешното ядро, изследователите пресъздали условията на ядрото в малък мащаб. Те загрели парче желязо с дебелина само 6 микрона (приблизително същото като дължината на червена кръвна клетка) до температури до 2 727 градуса по Целзий и пръснали пробата между два диаманта, за да пресъздадат екстремното налягане при Земното ядро. След това те измерили проводимостта на желязото при тези условия.

Младо ядро

Това измерване на проводимостта позволило на изследователите да изчислят топлинното охлаждане на сърцевината, която е на разположение за захранване на геодинамото. Те открили, че геодинамото черпи около 10 теравата енергия от охлаждащото ядро - малко над една пета от количеството топлина, което Земята разпръсква в космоса от повърхността си (46 теравата).

"Резултатът от 1 милиард до 1,3 милиарда години предполага, че ядрото на Земята е „всъщност относително младо“, казва Лин.

Все още има въпроси за начина, по който топлината се движи в сърцевината, казва Лин. За разлика от тестваната проба, сърцевината не е само желязо - тя съдържа и по-леки елементи като въглерод, водород, кислород, силиций и сяра. Но пропорциите на тези леки елементи са неизвестни, което затруднява разбирането как променят проводимостта на вътрешното ядро. Точно върху това сега Лин и неговият екип работят.