Ошибка!

Показать Ошибка!

Забыли пароль?

Ошибка!

Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Забыли пароль? Напишите ваш email и мы отправим письмо с инструкциями.

Ошибка!

Обратно

Закрыть

Ядру Земли миллиард лет

Ядру Земли миллиард лет
Затвердевание внутреннего ядра могло усилить магнитное поле Земли.


Современная Земля похожа на слоеный пирог с твердой внешней корой, горячей вязкой мантией, жидким внешним ядром и твердым внутренним ядром. Это твердое внутреннее ядро ??медленно растет по мере того, как жидкое железо в ядре охлаждается и кристаллизуется. Этот процесс способствует перемешиванию жидкого внешнего ядра, которое создает магнитное поле, окружающее Землю, и помогает защитить планету от вредного космического излучения.

Другими словами, внутреннее ядро ??очень важно.

Но об истории железного шара шириной 2442 километра известно немногое. Оценки его возраста варьируются от полумиллиарда до более чем 4 миллиардов лет, почти столько же, сколько самой Земля, возраст которой составляет 4,5 миллиарда лет. Теперь исследователи зажали крошечный кусок железа между двумя алмазами и взорвали его лазерами, чтобы получить новую оценку от 1 до 1,3 миллиарда лет - диапазон дат, который совпадает с измеримым усилением магнитного поля Земли, которое произошло примерно в то же время.

«Земля уникальна в Солнечной системе тем, что у нее есть магнитное поле и она пригодна для жизни», - рассказывает автор исследования Юнг-Фу Линь, геолог из Техасского университета в Остине. «В конце концов, наши результаты можно будет использовать для размышлений о том, почему другие планеты в нашей солнечной системе не имеют магнитных полей».

Геодинамо

Магнитное поле Земли приводится в действие тем, что ученые называют «геодинамо». Это движение богатого железом внешнего ядра, которое превращает планету в гигантский, хотя и несколько беспорядочный магнит. Геодинамо отвечает за Северный и Южный полюсы Земли и невидимый щит магнетизма, который отклоняет и улавливает заряженные частицы, исходящие от Солнца. В противном случае эти частицы медленно лишили бы Землю атмосферы.

Часть движения внутреннего ядра происходит за счет источника тепловой энергии. По мере постепенного остывания ядра ??Земли, оно кристаллизуется изнутри. Этот процесс кристаллизации высвобождает энергию, которая дополнительно приводит в движение жидкое внешнее ядро. Это высвобождение энергии при кристаллизации называется составным источником энергии геодинамо.

Лин и его команда хотели использовать экспериментальные данные, чтобы определить энергию каждого из источников. Знание количества энергии позволило бы им оценить возраст внутреннего ядра.

Для этого исследователи в крошечном масштабе воссоздали состояние ядра. Они нагрели кусок железа толщиной всего 6 микрон (примерно, как длина эритроцита) до температуры 2727 градусов по Цельсию и зажали образец между двумя алмазами, чтобы выдержать экстремальное давление ядра Земли. Затем они измерили проводимость железа в этих условиях.


Молодое ядро

Это измерение проводимости позволило исследователям рассчитать тепловое охлаждение ядра, необходимое для питания геодинамо. Они обнаружили, что геодинамо потребляло около 10 тераватт энергии из охлаждающего ядра - чуть более пятой части тепла, которое Земля рассеивает в космос со своей поверхности (46 тераватт).

По словам Лин, после того, как они вычислили количество потерь энергии, исследователи смогли вычислить возраст внутреннего ядра Земли. Знание скорости потери энергии позволило исследователям рассчитать, сколько времени потребуется, чтобы получить твердую массу размером с сегодняшнее ядро ??из капли расплавленного железа.

Результат от 1 миллиарда до 1,3 миллиарда лет предполагает, что ядро ??Земли на самом деле относительно молодое.

Эта оценка не такая небольшая, как некоторые, например, опубликованная в 2016 году, где использовали аналогичные методы, но обнаружилось, что возраст ядра составляет всего 700 миллионов лет. По словам Линь, в новом эксперименте использовались более надежные способы управления давлением и температурой, создаваемыми в активной зоне, что делает эту более раннюю оценку маловероятной.

Древние магнитные породы показали, что магнитное поле внезапно усилилось между 1 и 1,5 миллиардами лет назад, как показало исследование 2015 года, опубликованное в журнале Nature. Новая эра хорошо согласуется с этим свидетельством, поскольку кристаллизация внутреннего ядра дала бы импульс магнитному полю, считает Линь.

Все еще остаются вопросы о том, как тепло движется в ядре. В отличие от протестированного образца, ядро ??- это не просто железо, оно также содержит более легкие элементы, такие как углерод, водород, кислород, кремний и серу. Но пропорции этих легких элементов неизвестны, поэтому трудно понять, как они изменяют проводимость внутреннего ядра. Вот над чем сейчас работают Лин и его команда.

«Мы пытаемся понять, как существование этих легких элементов на самом деле влияет на теплопередающие свойства железа при условиях высокого давления и высоких температур», - сказал Линь.

Исследователи сообщили о своих выводах в журнале Physical Review Letters.

Комментарии:

Еще нет комментариев, станьте первым коментатором!
Войдите на зайт или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии!
1
Светлая галактика в центре темного спора

Светлая галактика в центре темного спора

Темная материя считается клеем, который скрепляет галактики, но несколько лет назад группа астрономов заявила, что нашла галактику, в которой её было.

Другие ученые позже утверждали, что это была ошибка вычислений, но теперь первоначальная команда использовала Хаббл для более надежных наблюдений и подтвердила свои выводы. Новое исследование - последний эпизод в давней саге, которая действительно иллюстрирует действующий научный метод. В 2018 году группа астрономов из Йельского университета объявила об открытии DF2 - карликовой галактики, в кото...
19.06.21 11:37
0
1
Китайский экипаж отправился на новую космическую станцию

Китайский экипаж отправился на новую космическую станцию

Три китайских астронавта прибыли в четверг на новую космическую станцию ??Китая, начиная трехмесячную миссию, что стало еще одной вехой в амбициозной космической программе страны.

Корабль Shenzhou-12 соединился с модулем космической станции примерно через 6 часов после взлета с космодрома Цзюцюань на окраине пустыни Гоби. Примерно через 3 часа 56-летний командир Не Хайшэн, за ним 54-летний Лю Бомин и 45-летний новичок Тан Хунбо открыли люки и поплыли в основной жилой модуль Tianhe-1. На фотографиях они были заняты распаковкой оборудования. «Впервые китайцы вошли на собств...
18.06.21 09:53
0
3
Тайна падения яркости Бетельгейзе раскрыта

Тайна падения яркости Бетельгейзе раскрыта

В конце 2019 - начале 2020 года яркая оранжевая звезда Бетельгейзе в созвездии Ориона стала заметно темнее, что заставило астрономическое сообщество задуматься.

Группа астрономов опубликовала новые изображения поверхности звезды, сделанные с помощью Очень Большого Телескопа Европейской южной обсерватории (VLT ESO), которые ясно показывают, как изменилась ее яркость. Новое исследование показывает, что звезда была частично скрыта облаком пыли - открытие, которое раскрывает тайну Великого затемнения Бетельгейзе. Падение яркости Бетельгейзе - изменение, заме...
17.06.21 14:59
0
1
Самые большие структуры во Вселенной демонстрируют четкий сигнал вращения со смещением света

Самые большие структуры во Вселенной демонстрируют четкий сигнал вращения со смещением света

Нанося на карту движение галактик в огромных волокнах, соединяющих космическую сеть, астрономы из Потсдамского астрофизического института Лейбница (AIP) в сотрудничестве с учеными из Китая и Эстонии обнаружили, что длинные усики галактик вращаются в масштабе сотен миллионов световых лет. Ротации в таких огромных масштабах еще не наблюдались.

Результаты, опубликованные в Nature Astronomy, показывают, что угловой момент может генерироваться в беспрецедентных масштабах. Космические нити - это огромные мосты из галактик и темной материи, которые соединяют скопления галактик друг с другом. Они направляют галактики к большим скоплениям, расположенным на концах. «Картографируя движение галактик на этих огромных космических супермагистралях ...
16.06.21 14:27
0
1
Светлая галактика в центре темного спора

Светлая галактика в центре темного спора

Темная материя считается клеем, который скрепляет галактики, но несколько лет назад группа астрономов заявила, что нашла галактику, в которой её было.

Другие ученые позже утверждали, что это была ошибка вычислений, но теперь первоначальная команда использовала Хаббл для более надежных наблюдений и подтвердила свои выводы. Новое исследование - последний эпизод в давней саге, которая действительно иллюстрирует действующий научный метод. В 2018 году группа астрономов из Йельского университета объявила об открытии DF2 - карликовой галактики, в кото...
19.06.21 11:37
0
1
Китайский экипаж отправился на новую космическую станцию

Китайский экипаж отправился на новую космическую станцию

Три китайских астронавта прибыли в четверг на новую космическую станцию ??Китая, начиная трехмесячную миссию, что стало еще одной вехой в амбициозной космической программе страны.

Корабль Shenzhou-12 соединился с модулем космической станции примерно через 6 часов после взлета с космодрома Цзюцюань на окраине пустыни Гоби. Примерно через 3 часа 56-летний командир Не Хайшэн, за ним 54-летний Лю Бомин и 45-летний новичок Тан Хунбо открыли люки и поплыли в основной жилой модуль Tianhe-1. На фотографиях они были заняты распаковкой оборудования. «Впервые китайцы вошли на собств...
18.06.21 09:53
0
3
Тайна падения яркости Бетельгейзе раскрыта

Тайна падения яркости Бетельгейзе раскрыта

В конце 2019 - начале 2020 года яркая оранжевая звезда Бетельгейзе в созвездии Ориона стала заметно темнее, что заставило астрономическое сообщество задуматься.

Группа астрономов опубликовала новые изображения поверхности звезды, сделанные с помощью Очень Большого Телескопа Европейской южной обсерватории (VLT ESO), которые ясно показывают, как изменилась ее яркость. Новое исследование показывает, что звезда была частично скрыта облаком пыли - открытие, которое раскрывает тайну Великого затемнения Бетельгейзе. Падение яркости Бетельгейзе - изменение, заме...
17.06.21 14:59
0
1
Самые большие структуры во Вселенной демонстрируют четкий сигнал вращения со смещением света

Самые большие структуры во Вселенной демонстрируют четкий сигнал вращения со смещением света

Нанося на карту движение галактик в огромных волокнах, соединяющих космическую сеть, астрономы из Потсдамского астрофизического института Лейбница (AIP) в сотрудничестве с учеными из Китая и Эстонии обнаружили, что длинные усики галактик вращаются в масштабе сотен миллионов световых лет. Ротации в таких огромных масштабах еще не наблюдались.

Результаты, опубликованные в Nature Astronomy, показывают, что угловой момент может генерироваться в беспрецедентных масштабах. Космические нити - это огромные мосты из галактик и темной материи, которые соединяют скопления галактик друг с другом. Они направляют галактики к большим скоплениям, расположенным на концах. «Картографируя движение галактик на этих огромных космических супермагистралях ...
16.06.21 14:27
0