كان اللب الداخلي لكوكب الأرض ذائبًا في يوم من الأيام. تشير دراسة جديدة إلى أنها توطدت خلال الـ 565 مليون سنة الماضية. كان ذلك في الوقت المناسب تمامًا لإنقاذ المجال المغناطيسي الواقي للكوكب من الانهيار الوشيك. وتقول الدراسة إنه كان من الممكن أيضًا أن يبدأ هذا المجال في مرحلته الحالية القوية.
شارك العلماء تحليلهم الجديد في Nature Geoscience في فبراير .
الشرح:ما هو نموذج الكمبيوتر؟
وهو يدعم شيئًا تم اقتراحه مسبقًا بواسطة نموذج الكمبيوتر. اقترح هذا النموذج أن اللب الداخلي للأرض صغير نسبيًا.
تشكلت الأرض منذ حوالي 4.54 مليار سنة. تقدم الدراسة الجديدة أدلة على كيفية - ومدى سرعة - فقدان الأرض للحرارة منذ تشكلها. وهذا هو المفتاح لمعرفة كيفية تشكل الدرع المغناطيسي للكوكب. كما يقدم نظرة ثاقبة للحركات المرتبطة بالحرارة داخل الوشاح (بين قشرة الأرض ولبها) ، وكذلك في الصفائح التكتونية .
الشرح:فهم الصفائح التكتونية
يقول بيتر أولسون:"ليس لدينا العديد من المعايير الحقيقية للتاريخ الحراري لكوكبنا". إنه عالم جيوفيزيائي في جامعة جونز هوبكنز في بالتيمور ، ماريلاند. لم يشارك في الدراسة الجديدة. "نعلم أن باطن [الأرض] كان أكثر سخونة مما هو عليه اليوم ، لأن جميع الكواكب تفقد الحرارة. لكننا لا نعرف ما كان متوسط درجة الحرارة قبل مليار سنة ، مقارنة باليوم ". إن التثبيت عندما يبدأ الحديد في اللب الداخلي في التبلور يمكن أن يوفر نافذة على مدى سخونة الجزء الداخلي من الكوكب في ذلك الوقت ، على حد قوله.
يتكون لب الكوكب من الحديد والنيكل وله طبقتان. اللب الداخلي صلب. حوله يجلس لب خارجي منصهر. عندما تشكل هذا اللب الداخلي الصلب كان لغزا طويل الأمد. يقول المؤلف المشارك جون تاردونو ، إن الناس قد اقترحوا أنه كان من الممكن أن يكون في أي مكان منذ 500 مليون سنة إلى أكثر من 2.5 مليار سنة. إنه عالم جيوفيزيائي بجامعة روتشستر بنيويورك.
تتفاعل طبقتا النواة. وهذا ما يدفع الجيودينامو لكوكب الأرض - دوران سائل غني بالحديد يغذي المجال المغناطيسي للكوكب. هذا المجال يحيط الكوكب. وهذا شيء جيد. إنه يحمي الأرض من التعرض للهجوم بواسطة الرياح الشمسية ، التدفق المستمر للجسيمات المشحونة من الشمس.
مع تبريد اللب الداخلي وتبلوره ، تغيرت الوصفة الكيميائية للسائل المحيط به. السائل الأكثر طفوًا قد يرتفع مثل عمود. بلورات التبريد قد غرقت. كان هذا الدوران الذي تحركه الكثافة مستدامًا ذاتيًا. وقد دفع مجالًا مغناطيسيًا قويًا بقطبين متعارضين ، شمالي وجنوبي.
المغناطيسية القديمة
وجد العلماء آثارًا للمغناطيسية في الصخور القديمة. تشير تلك الصخور إلى أن مجالًا مغناطيسيًا للأرض يعود إلى 4.2 مليار سنة مضت. من المحتمل أن يكون هذا الحقل السابق ناتجًا عن الحرارة داخل الكوكب. كانت هذه الحرارة ستدفع الدورة الدموية داخل اللب المنصهر.
لكن مع مرور الوقت ، تشير نماذج الكمبيوتر ، إلى أن الدوران الناتج عن الحرارة لم يكن قوياً بما يكفي لوحده لتزويد مجال مغناطيسي قوي بالطاقة. بدلاً من ذلك ، كان الحقل سيبدأ في الإغلاق. وتظهر الصخور القديمة دليلاً على ذلك في إضعاف شدة المجال المغناطيسي والانعكاسات السريعة في شمال الأرض وأقطاب الصوت على مدى ملايين السنين.
في النهاية ، بدأ اللب الداخلي للأرض في التبلور. كان من الممكن أن يؤدي ذلك إلى بدء الجيودينامو. كان من الممكن أيضًا أن يولد مجالًا مغناطيسيًا جديدًا أقوى.
يعتقد العلماء الآن أنهم وجدوا أدلة على وقت حدوث هذا الانهيار في المجال المغناطيسي.
الادراج غنية بالحديد ، تشبه الحبوب في الصخور. هذه الادراج تتماشى مع اتجاه المجال المغناطيسي للأرض عندما تشكلت الصخور. تُظهر تحليلات تلك الادراج أن المجال المغناطيسي للكوكب كان ضعيفًا للغاية منذ حوالي 565 مليون سنة. قاد ريتشارد بونو فريق البحث الذي كان يبحث في مجموعة من الصخور من كيبيك ، كندا. عالم جيوفيزيائي يعمل بونو الآن في جامعة ليفربول في إنجلترا. يقول تاردونو إن تلك المجالات المغناطيسية الضعيفة جدًا تشير إلى حدوث شيء ما في القلب.
وجدت دراسات سابقة أن المجال المغناطيسي كان أيضًا يعكس بسرعة قطبيه من الشمال إلى الجنوب في ذلك الوقت. وباستخدام البيانات الجديدة ، يشير هذا البحث إلى أن مجال الأرض ربما كان على وشك الانهيار منذ حوالي 565 مليون سنة. يبدو أن هذا يعني أن اللب الداخلي لم يصبح صلبًا بعد. لحسن الحظ الحياة على الأرض ، حدث ذلك في النهاية.
يقول أولسون من جامعة جونز هوبكنز إن الاكتشاف الجديد "يحتمل أن يكون مهمًا للغاية". استغرقت الصخور التي تحمل الحبيبات المغناطيسية وقتًا طويلاً حتى تبرد. وهذا يعني أن البيانات الجديدة تمثل متوسط كثافة المجال على مدى 100000 عام. يقول إن فريق Bono لم يلتقط فقط لقطة لبعض المجالات المتقلبة ، بل التقط إشارة حقيقية ومستمرة. اقترحت النمذجة الحاسوبية أن المجال الضعيف ربما استمر لفترة أطول - من حوالي 900 مليون إلى 600 مليون سنة مضت ، أو حتى تصلب اللب الداخلي. من شأن المزيد من البيانات ضمن تلك الفترة الزمنية ، وكذلك من مواقع أخرى ، أن تساعد في تأكيد ذلك.
بيتر دريسكول عالم جيوفيزيائي في معهد كارنيجي للعلوم في واشنطن العاصمة ، وكان أحد العلماء الذين قدروا المدة التي ربما استمرت فيها المرحلة الضعيفة. كتب دريسكول تعليقًا نُشر مع الدراسة الجديدة. ويلاحظ أن اللب الداخلي الصلب الشاب يسلط الضوء أيضًا على الأسئلة العالقة حول مدى سرعة تبريد الأرض. على سبيل المثال ، "إذا كان اللب يبرد بسرعة ، فهذا يعني أنه كان شديد الحرارة في الماضي القريب ، وأن الوشاح السفلي كان شديد الحرارة في الماضي القريب." كان من الممكن أن يكون كلاهما منصهرًا منذ مليار إلى ملياري سنة فقط. "نحن بالتأكيد لا نرى ذلك في سجل موسيقى الروك."
