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
Craft Aero предлагает новый тип крыла на еСВВП

Craft Aero предлагает новый тип крыла на еСВВП

Большинство стартапов еСВВП сосредоточены на аэротакси, где от двух до шести мест, но некоторые думают о большем.

GKN Aerospace и Kelekona, например, работают над тем, чтобы запустить в небо 30-50-местных монстров, используя в большей степени подход общественного транспорта. Калифорнийская Craft Aerospace стремится к чему-то посередине: девятиместному самолету с акцентом на междугородние региональные рейсы. И это делается с помощью силовой установки вертикального взлета и посадки, подобной которой мы никогда...
21.09.21 10:19
0
1
Миссия Inspiration4 на орбиту заканчивается приводнением

Миссия Inspiration4 на орбиту заканчивается приводнением

В воскресенье четыре космических туриста благополучно завершили свой полет на орбиту приводнением в Атлантическом океане у побережья Флориды.

Их капсула SpaceX спустилась с парашютом в океан незадолго до заката, недалеко от того места, где начался их полет тремя днями ранее. Абсолютно любительский экипаж первым облетел планету без профессионального космонавта. Миллиардер, который заплатил нераскрытые миллионы за поездку, и трое его гостей хотели показать, что обычные люди могут взлетать на орбиту самостоятельно, и основатель SpaceX Ил...
20.09.21 10:09
0
0
Китайские астронавты вернулись на Землю после 90-дневной миссии

Китайские астронавты вернулись на Землю после 90-дневной миссии

Три китайских астронавта вернулись на Землю в пятницу после завершения самой продолжительной в истории страны миссии с экипажем.

Капсула раскрыла парашют и приземлилась в пустыне Гоби в 07:34 по московскому времени. «Очень приятно вернуться!» - сказал Тан Хунбо после 90-дневной миссии, что стало рекордом для Китая. «Хочу сказать: папа, мама, я вернулся! В добром здравии и в хорошем настроении!» В заявлении Китайского пилотируемого космического агентства (CMSA) говорится, что экипаж космического корабля "Шэньчжоу-12" наход...
19.09.21 11:37
0
1
Найдена часть недостающего вещества Вселенной

Найдена часть недостающего вещества Вселенной

Галактики могут получать и обмениваться материей с внешней средой благодаря галактическим ветрам, создаваемым звездными взрывами.

С помощью инструмента MUSE, установленного на Очень большом телескопе ESO, международная исследовательская группа под руководством CNRS и Университета Клода Бернар Лиона с французской стороны впервые нанесла на карту галактический ветер. Это уникальное наблюдение, которое подробно описано в исследовании, опубликованном в MNRAS 16 сентября 2021 года, помогло выявить, где находится часть недостающег...
17.09.21 10:32
0
1
Миссия Inspiration4 на орбиту заканчивается приводнением

Миссия Inspiration4 на орбиту заканчивается приводнением

В воскресенье четыре космических туриста благополучно завершили свой полет на орбиту приводнением в Атлантическом океане у побережья Флориды.

Их капсула SpaceX спустилась с парашютом в океан незадолго до заката, недалеко от того места, где начался их полет тремя днями ранее. Абсолютно любительский экипаж первым облетел планету без профессионального космонавта. Миллиардер, который заплатил нераскрытые миллионы за поездку, и трое его гостей хотели показать, что обычные люди могут взлетать на орбиту самостоятельно, и основатель SpaceX Ил...
20.09.21 10:09
0
0
Китайские астронавты вернулись на Землю после 90-дневной миссии

Китайские астронавты вернулись на Землю после 90-дневной миссии

Три китайских астронавта вернулись на Землю в пятницу после завершения самой продолжительной в истории страны миссии с экипажем.

Капсула раскрыла парашют и приземлилась в пустыне Гоби в 07:34 по московскому времени. «Очень приятно вернуться!» - сказал Тан Хунбо после 90-дневной миссии, что стало рекордом для Китая. «Хочу сказать: папа, мама, я вернулся! В добром здравии и в хорошем настроении!» В заявлении Китайского пилотируемого космического агентства (CMSA) говорится, что экипаж космического корабля "Шэньчжоу-12" наход...
19.09.21 11:37
0
1
Найдена часть недостающего вещества Вселенной

Найдена часть недостающего вещества Вселенной

Галактики могут получать и обмениваться материей с внешней средой благодаря галактическим ветрам, создаваемым звездными взрывами.

С помощью инструмента MUSE, установленного на Очень большом телескопе ESO, международная исследовательская группа под руководством CNRS и Университета Клода Бернар Лиона с французской стороны впервые нанесла на карту галактический ветер. Это уникальное наблюдение, которое подробно описано в исследовании, опубликованном в MNRAS 16 сентября 2021 года, помогло выявить, где находится часть недостающег...
17.09.21 10:32
0
5
Первая частная космическая миссия SpaceX с экипажем началась

Первая частная космическая миссия SpaceX с экипажем началась

Первая полностью частная космическая миссия стартовала на ракете SpaceX Falcon 9 со стартового комплекса 39A Космического центра НАСА им. Кеннеди во Флориде.

С экипажем из четырех человек в капсуле Dragon Crew миссия Inspiration4 стартовала сегодня в 03:03 по московскому времени в трехдневный полет для сбора средств для Детской исследовательской больницы Св. Джуда в Мемфисе, штат Теннесси. Сегодняшний запуск состоялся без большой задержки при ясном ночном небе в начале пятичасового окна запуска. Первая ступень Falcon 9 отделилась на отметке 2 минуты 3...
16.09.21 12:13
0