הליבה הפנימית המוצקה של כדור הארץ נוצרה לפני 550 מיליון שנה

השדה המגנטי המגן של כדור הארץ, שנוצר על ידי הברזל הנוזלי המתערבל בליבה החיצונית של כדור הארץ, אינו נראה אך חיוני לחיים על פני כדור הארץ. הגן על כדור הארץ מפני רוח השמש. עם זאת, עוצמת השדה המגנטי ירדה ל-10% ממה שהוא כעת, לפני כ-565 מיליון שנים. רגע לפני הפיצוץ הקמבריון של חיים רב-תאיים על פני כדור הארץ, השדה חזר במפתיע וחזר לכוחו.

מה גרם לשדה המגנטי לחזור?

חיפוש חדש של מדענים מאוניברסיטת רוצ'סטר מציעים שהתחדשות זו התרחשה במהירות לפי סטנדרטים גיאולוגיים - תוך כמה עשרות מיליוני שנים - וחפפה להיווצרות הליבה הפנימית המוצקה של כדור הארץ, מה שמרמז כי הליבה היא ככל הנראה סיבה ישירה.

ג'ון טארדונו, וויליאם ר. קינן ג'וניור, פרופסור לגיאופיזיקה במחלקה למדעי כדור הארץ והסביבה ודיקן המחקר לאמנויות, מדע והנדסה ברוצ'סטר, אמר: "הליבה הפנימית חשובה מאוד. רגע לפני שהליבה הפנימית התחילה לגדול, השדה המגנטי היה בנקודת קריסה, אבל ברגע שהליבה הפנימית התחילה לגדול, השדה התחדש".

Os מדענים זיהה מספר תאריכים קריטיים בהיסטוריה של הליבה הפנימית, ומציעים רמזים לגבי ההיסטוריה של כדור הארץ והאבולוציה העתידית, כיצד הוא הפך לכוכב לכת ראוי למגורים, והתפתחותם של כוכבי לכת אחרים במערכת השמש.

מדענים מנסים לאמת כיצד השדה המגנטי והליבה של כדור הארץ השתנו במהלך ההיסטוריה של הפלנטה שלנו במשך עשרות שנים בשל הקשר בין השדה המגנטי לליבה. בשל המיקום והטמפרטורות הגבוהות ביותר של החומרים בליבה, הם אינם מסוגלים לחוש ישירות את השדה המגנטי. למרבה המזל, כאשר מינרלים מתקררים ממצבם המותך, חלקיקים מגנטיים זעירים במינרלים חוסמים את החוזק והכיוון של השדה המגנטי.

באמצעות לייזר CO2 ומגנטומטר של התקן הפרעות קוונטיות מוליך-על (SQUID) של המעבדה, מדענים קבע את הגיל והגדילה של הליבה הפנימית. המחטים המגנטיות הזעירות בתוך הגבישים הללו הן מקליטים מגנטיים מושלמים.

Os מדענים חקר את המגנטיות בקריסטלים העתיקים הללו כדי לקבוע שני תאריכים חדשים חיוניים בהיסטוריה של הליבה הפנימית:

לפני 550 מיליון שנה: הזמן שבו השדה המגנטי החל להתחדש במהירות לאחר כמעט קריסה 15 מיליון שנים לפני כן. היווצרות של ליבה פנימית מוצקה, ששילשה את הליבה החיצונית המותכת וחיזקה את השדה המגנטי, היא מה מדענים מאמינים שהם אחראים לחידוש המהיר של השדה המגנטי.

לפני 450 מיליון שנה: הזמן שבו השתנה מבנה הליבה הפנימית הגדלה, מסמן את הגבול בין הליבה הפנימית והחיצונית ביותר. עקב לוחות טקטוניים על פני השטח, שינויים אלו בליבה הפנימית מתרחשים במקביל לשינויים במבנה המעטפת שמעליו.

ג'ון א. טארדונו, וויליאם ר. קינן, ג'וניור, פרופסור; פרופסור לגיאופיזיקה, דיקן מחקר, אומנויות, מדע והנדסה, אמר: "כאשר אנו מגבילים את גיל הליבה הפנימית בצורה מדויקת יותר, אנו יכולים לנצל את העובדה שהליבה הפנימית הנוכחית מורכבת משני חלקים. תנועות הלוחות הטקטוניים על פני כדור הארץ השפיעו בעקיפין על הליבה הפנימית, וההיסטוריה של התנועות הללו טבועה עמוק בתוך כדור הארץ במבנה של הליבה הפנימית."

הבנת הדינמיקה והצמיחה של הליבה הפנימית יכולה להציע רמזים חיוניים לתנאים שבהם כוכבי לכת אחרים יכולים ליצור מגנים מגנטיים ולקיים את התנאים הדרושים לקיום חיים. באבולוציה, המחקר מדגיש את החשיבות של מגן מגנטי ומנגנון לקיים אותו".

"מחקר זה מדגיש את הצורך במשהו כמו ליבה פנימית צומחת המקיימת שדה מגנטי לאורך כל חייו - מיליארדי שנים רבים - של כוכב לכת."

הפניה לכתב עת:

Zhou, T., Tarduno, JA, Nimo, F., et al. חידוש קמבריון מוקדם של הגאודינמו ומקור מבנה הליבה הפנימית. Nat Common 13, 4161 (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-31677-7

הודעות קשורות