Câmpul magnetic al Pământului ne protejează de radiațiile cosmice mortale și fără ea, după cum știți, viața nu ar putea exista. Mișcarea fierului lichid în miezul exterior al planetei, fenomenul „geodinamo”, generează acest câmp. Dar modul în care a apărut și a fost menținut apoi de-a lungul întregii istorii a Pământului este un mister pentru oamenii de știință. O nouă lucrare publicată în Nature de un grup condus de Alexander Goncharov de la Universitatea Carnegie aruncă lumină asupra istoriei acestei formațiuni geologice incredibil de importante.
Planeta noastră a fost formată din materialul solid care a înconjurat Soarele în tinerețe și, în timp, cel mai dens material, fierul, s-a scufundat, s-a scufundat mai adânc, formând straturile pe care le cunoaștem astăzi: miezul, mantaua, scoarța. În prezent, miezul interior este fier solid împreună cu alte materiale care au fost strânse în timpul procesului de stratificare. Miezul exterior este un aliaj de fier lichid, iar mișcarea acestuia generează un câmp magnetic.
Este necesară o înțelegere mai profundă a modului în care este condusă căldura în miezul interior solid și miezul lichid exterior pentru a împărți procesele care au evoluat planeta noastră și câmpul său magnetic - și, mai important, energia care menține un câmp magnetic constant. Dar aceste materiale aparent există doar în cele mai extreme condiții: temperaturi foarte ridicate și presiuni foarte mari. Se pare că la suprafață, comportamentul lor va fi complet diferit.
„Am decis că ar fi imperativ să măsurăm direct conductivitatea termică a materialelor de bază în condiții care se potrivesc cu cele ale miezului”, spune Goncharov. „Pentru că, desigur, nu putem ajunge la miezul Pământului și să luăm probe pentru noi înșine”.
Oamenii de știință au folosit un instrument numit celulă de nicovală diamantată pentru a simula condițiile miezului planetar și pentru a studia modul în care fierul conduce căldura în aceste condiții. Celula nicovală de diamant comprimă mici probe de material între două diamante, creând o presiune extremă din adâncurile Pământului în laborator. Laserul încălzește materialele la temperaturi nucleare.
Folosind un astfel de „laborator nuclear”, o echipă de oameni de știință a reușit să studieze probe de fier la temperaturi și presiuni care pot fi găsite în interiorul planetelor cu dimensiuni cuprinse între Mercur și Pământ - presiuni de la 345.000 la 1,3 milioane de atmosfere normale și de la 1300 la 2700 de grade Celsius - și să înțeleagă modul în care conduc căldura.
S-a constatat că conductivitatea termică a unor astfel de probe de fier corespunde extremității inferioare a estimărilor preliminare ale conductivității termice a miezului Pământului - între 18 și 44 de wați pe metru pe grad Kelvin, în unitățile pe care oamenii de știință le folosesc pentru a măsura astfel de lucruri. Acest lucru sugerează că energia necesară pentru menținerea unui geodinam a fost întotdeauna disponibilă chiar de la începutul istoriei Pământului.
"Pentru a înțelege mai bine conductivitatea termică a miezului, în viitor vom studia modul în care materialele neferoase care au fost trase în miez împreună cu fierul care se scufundă afectează procesele termice din interiorul planetei noastre", spune Goncharov.
Video promotional:
ILYA KHEL
