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
Вертолет Ingenuity готов к первому полету на Марсе

Вертолет Ingenuity готов к первому полету на Марсе

Летательный аппарат НАСА может совершить свой первый полет над Красной планетой в течение двух дней после успешного первоначального испытания роторов, сообщило в пятницу космическое агентство США.

Текущий план первой в истории попытки управляемого полета на другой планете заключается в том, чтобы 1,8 килограммовый вертолет Ingenuity взлетел с марсианского кратера Джезеро в воскресенье в 22:54 по восточному времени США (05:54 по мск в понедельник) и зависнуть на высоте 3 метров над поверхностью в течение получаса, сообщило НАСА. «С вертолетом все хорошо», - сказал Тим Кэнхэм, руководитель о...
10.04.21 16:05
0
0
Ежегодно на Землю падает более 5000 тонн внеземной пыли

Ежегодно на Землю падает более 5000 тонн внеземной пыли

Ежегодно наша планета сталкивается с пылью комет и астероидов. Частицы межпланетной пыли проходят через атмосферу и порождают падающие звезды. Некоторые из них достигают земли в виде микрометеоритов.

Международная программа, проводимая в течение почти 20 лет учеными из CNRS, Университета Париж-Сакле и Национального музея естественной истории при поддержке Французского полярного института, определила, что 5200 тонн микрометеоритов в год достигают земли. Исследование будет опубликовано в журнале Earth & Planetary Science Letters. Микрометеориты всегда падали на нашу планету. Частицы межплан...
09.04.21 16:41
0
1
Химический отпечаток первой транзитной экзопланеты показал ее далекое место рождения

Химический отпечаток первой транзитной экзопланеты показал ее далекое место рождения

Астрономы нашли доказательства, что первая экзопланета, идентифицированная как проходящая перед звездой, могла мигрировать на близкую орбиту со звездой от своего первоначального места рождения.

Анализ атмосферы планеты, проведенный группой ученых из Университета Уорвика, позволил идентифицировать химический отпечаток планеты, которая сформировалась гораздо дальше от своего солнца, чем она находится в настоящее время. Это подтверждает предыдущее мнение о том, что планета переместилась в свое текущее положение после формирования, всего на 7 миллионов км от своего Солнца или эквивалент 1/20...
08.04.21 14:55
0
1
Ученые связывают солнечную изменчивость с началом Ла-Нинья

Ученые связывают солнечную изменчивость с началом Ла-Нинья

Новое исследование показывает корреляцию между окончанием солнечных циклов и переходом от условий Эль-Ниньо к условиям Ла-Нинья в Тихом океане, предполагая, что солнечная изменчивость может влиять на сезонную изменчивость погоды на Земле.

Если связь, изложенная в журнале Earth and Space Science, подтвердится, это может значительно улучшить предсказуемость крупнейших событий Эль-Ниньо и Ла-Нинья, которые имеют ряд сезонных климатических эффектов на суше. Например, на юге США во время Ла-Ниньи обычно теплее и суше, а на севере США - холоднее и влажнее. «Энергия Солнца является основным двигателем всей нашей земной системы и делает в...
06.04.21 20:17
0
0
Вертолет Ingenuity готов к первому полету на Марсе

Вертолет Ingenuity готов к первому полету на Марсе

Летательный аппарат НАСА может совершить свой первый полет над Красной планетой в течение двух дней после успешного первоначального испытания роторов, сообщило в пятницу космическое агентство США.

Текущий план первой в истории попытки управляемого полета на другой планете заключается в том, чтобы 1,8 килограммовый вертолет Ingenuity взлетел с марсианского кратера Джезеро в воскресенье в 22:54 по восточному времени США (05:54 по мск в понедельник) и зависнуть на высоте 3 метров над поверхностью в течение получаса, сообщило НАСА. «С вертолетом все хорошо», - сказал Тим Кэнхэм, руководитель о...
10.04.21 16:05
0
0
Ежегодно на Землю падает более 5000 тонн внеземной пыли

Ежегодно на Землю падает более 5000 тонн внеземной пыли

Ежегодно наша планета сталкивается с пылью комет и астероидов. Частицы межпланетной пыли проходят через атмосферу и порождают падающие звезды. Некоторые из них достигают земли в виде микрометеоритов.

Международная программа, проводимая в течение почти 20 лет учеными из CNRS, Университета Париж-Сакле и Национального музея естественной истории при поддержке Французского полярного института, определила, что 5200 тонн микрометеоритов в год достигают земли. Исследование будет опубликовано в журнале Earth & Planetary Science Letters. Микрометеориты всегда падали на нашу планету. Частицы межплан...
09.04.21 16:41
0
1
Химический отпечаток первой транзитной экзопланеты показал ее далекое место рождения

Химический отпечаток первой транзитной экзопланеты показал ее далекое место рождения

Астрономы нашли доказательства, что первая экзопланета, идентифицированная как проходящая перед звездой, могла мигрировать на близкую орбиту со звездой от своего первоначального места рождения.

Анализ атмосферы планеты, проведенный группой ученых из Университета Уорвика, позволил идентифицировать химический отпечаток планеты, которая сформировалась гораздо дальше от своего солнца, чем она находится в настоящее время. Это подтверждает предыдущее мнение о том, что планета переместилась в свое текущее положение после формирования, всего на 7 миллионов км от своего Солнца или эквивалент 1/20...
08.04.21 14:55
0
1
Ученые связывают солнечную изменчивость с началом Ла-Нинья

Ученые связывают солнечную изменчивость с началом Ла-Нинья

Новое исследование показывает корреляцию между окончанием солнечных циклов и переходом от условий Эль-Ниньо к условиям Ла-Нинья в Тихом океане, предполагая, что солнечная изменчивость может влиять на сезонную изменчивость погоды на Земле.

Если связь, изложенная в журнале Earth and Space Science, подтвердится, это может значительно улучшить предсказуемость крупнейших событий Эль-Ниньо и Ла-Нинья, которые имеют ряд сезонных климатических эффектов на суше. Например, на юге США во время Ла-Ниньи обычно теплее и суше, а на севере США - холоднее и влажнее. «Энергия Солнца является основным двигателем всей нашей земной системы и делает в...
06.04.21 20:17
0