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!
0
Млечный Путь делает волну

Млечный Путь делает волну

В результатах, объявленных на 237-м заседании Американского астрономического общества, ученые из обзора Sloan Digital Sky представили наиболее подробный взгляд на деформацию нашей галактики.

«Наше обычное изображение спиральной галактики представляет собой плоский диск, тоньше блина, мирно вращающийся вокруг центра», рассказывает Синьлун Ченг из Университета Вирджинии, ведущий автор исследования. «Но в действительности все гораздо сложнее». На протяжении десятилетий астрономы знали, что у многих спиральных галактик на самом деле есть диски с небольшим изгибом, как у картофельных чипс...
19.01.21 16:21
0
0
Обнаружена система с газовой гигантской экзопланетой и белым карликом

Обнаружена система с газовой гигантской экзопланетой и белым карликом

Используя спутник НАСА TESS, международная группа астрономов обнаружила интересную внесолнечную планетную систему, состоящую из звезды-хозяйки оранжевого карлика, планеты размером с Юпитер и белого карлика.

TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) проводит исследование около 200 000 ярчайших звезд около Солнца с целью поиска транзитных экзопланет. На данный момент было идентифицировано более 2450 экзопланет-кандидатов (представляющие интерес объекты TESS или TOI), из которых 91 подтверждена. Теперь группа астрономов во главе с Дэвидом В. Мартином из Университета штата Огайо сообщает об обнаружен...
18.01.21 19:45
0
0
В Западной Африке обнаружен новый вид оранжевой летучей мыши

В Западной Африке обнаружен новый вид оранжевой летучей мыши

Ученые, работающие в западноафриканской Гвинее, обнаружили новый вид летучих мышей с оранжевым мехом. Редкое открытие было сделано при проведении полевых исследований в изолированном горном хребте Нимба.

Находка была сделана в начале 2018 года, когда ученые проводили исследования по сохранению популяций летучих мышей в исключительно биоразнообразных горах Нимба, регионе Западной Африки, охватывающем границы Гвинеи, Либерии и Кот-д'Ивуара. Исследователи сосредоточили свое внимание на серии старых шахтёрских пещер, которые давно были заселены летучими мышами. В ходе исследования ученые обнаружили п...
17.01.21 16:35
0
1
Исследование: почти 500 звезд родились одновременно

Исследование: почти 500 звезд родились одновременно

В Млечном Пути находится 8 292 недавно обнаруженных звездных потока - все они названы Theia. Но Theia 456 особенный.

Звездный поток – это линейная структура, а не скопление звезд. После объединения нескольких наборов данных, снятых космическим телескопом Gaia, группа астрофизиков обнаружила, что все 468 звезды Theia 456 родились одновременно и движутся в одном направлении по небу. «Большинство звездных скоплений формируются вместе», - сказал Джефф Эндрюс, астрофизик Северо-Западного университета и член группы. ...
16.01.21 18:07
0
0
Млечный Путь делает волну

Млечный Путь делает волну

В результатах, объявленных на 237-м заседании Американского астрономического общества, ученые из обзора Sloan Digital Sky представили наиболее подробный взгляд на деформацию нашей галактики.

«Наше обычное изображение спиральной галактики представляет собой плоский диск, тоньше блина, мирно вращающийся вокруг центра», рассказывает Синьлун Ченг из Университета Вирджинии, ведущий автор исследования. «Но в действительности все гораздо сложнее». На протяжении десятилетий астрономы знали, что у многих спиральных галактик на самом деле есть диски с небольшим изгибом, как у картофельных чипс...
19.01.21 16:21
0
0
Обнаружена система с газовой гигантской экзопланетой и белым карликом

Обнаружена система с газовой гигантской экзопланетой и белым карликом

Используя спутник НАСА TESS, международная группа астрономов обнаружила интересную внесолнечную планетную систему, состоящую из звезды-хозяйки оранжевого карлика, планеты размером с Юпитер и белого карлика.

TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) проводит исследование около 200 000 ярчайших звезд около Солнца с целью поиска транзитных экзопланет. На данный момент было идентифицировано более 2450 экзопланет-кандидатов (представляющие интерес объекты TESS или TOI), из которых 91 подтверждена. Теперь группа астрономов во главе с Дэвидом В. Мартином из Университета штата Огайо сообщает об обнаружен...
18.01.21 19:45
0
1
Исследование: почти 500 звезд родились одновременно

Исследование: почти 500 звезд родились одновременно

В Млечном Пути находится 8 292 недавно обнаруженных звездных потока - все они названы Theia. Но Theia 456 особенный.

Звездный поток – это линейная структура, а не скопление звезд. После объединения нескольких наборов данных, снятых космическим телескопом Gaia, группа астрофизиков обнаружила, что все 468 звезды Theia 456 родились одновременно и движутся в одном направлении по небу. «Большинство звездных скоплений формируются вместе», - сказал Джефф Эндрюс, астрофизик Северо-Западного университета и член группы. ...
16.01.21 18:07
0
2
RIP: крот InSight прекратил свою миссию после 2 лет на Марсе

RIP: крот InSight прекратил свою миссию после 2 лет на Марсе

В четверг НАСА объявило марсианского крота мертвым после того, как ему не удалось глубоко зарыться в Красную планету, чтобы измерить ее температуру.

Ученые в Германии потратили 2 года, пытаясь заставить тепловой зонд, получивший прозвище «крот», просверлить марсианскую кору. Но устройство длиной 40 сантиметров, которое является частью спускаемого аппарата НАСА InSight, не могло создать достаточного трения в красной грязи. Предполагалось, что он закопается на глубину 5 метров, но за всё время было пробурено всего лишь около полутора метров. По...
15.01.21 16:00
0