Земната мантия, а не земното ядро, може да е генерирала ранното магнитно поле на планетата

Накратко: Ново изследване предполага, че долната трета на земната мантия е могла да генерира ранното магнитно поле на планетата чрез наличието на разтопена част, известна като „базален магмен океан“. Тази хипотеза поставя под въпрос традиционното схващане, че единственият източник на магнитното динамо е течното външно ядро, и предлага нова перспектива за термичната еволюция на Земята.


Изображение: scripps.ucsd.edu

Ново изследване дава зелена светлина на един ревизионистичен поглед към ранната история на Земята, предложен за първи път от геофизик от Института по океанография в Сан Диего.
В проучване, излязло на 15 март в списание Earth and Planetary Science Letters, изследователите по океанография Дейв Стегман, Лия Зиглер и Николас Блан предоставят нови оценки за термодинамиката във възникването на магнитно поле в течната част на ранната земна мантия и показват колко дълго това поле е съществувало.

Изследването предоставя възможност за разрешаване на някои несъответствия в разбирането за ранните дни на планетата. Показателно е, че тя съвпада с две нови изследвания на  UCLA и на геофизиците от университета в Аризона, които разширяват концепцията на Стегман и я прилагат по нови начини.

„В момента нямаме голяма обединяваща теория за това как Земята се е развила термично“, казва Стегман. „Нямаме тази концептуална рамка за разбиране на еволюцията на планетата. Това е една жизнеспособна хипотеза.“ 

Това изследователско трио осъществява най-новите разработки за ревизия на парадигмата, която може да промени начина, по който разбираме историята на Земята.
В основата на геофизиката е разбирането, че течното външно ядро на Земята винаги е било източникът на динамото, което генерира магнитното му поле. На Земята и други планети се образуват магнитни полета, които имат течни, метални ядра, въртят се бързо и притежават условия, които правят конвекцията на топлината възможна.

През 2007 г. учени от Франция предложиха радикално отклонение от отдавнашното предположение, че мантията на Земята е останала напълно твърда от самото начало на планетата. Те твърдят, че през първата половина на 4.5-милиардната история на планетата долната трета от мантията на Земята, която те наричат „базалния магмен океан“, би трябвало да е била разтопена. Шест години по-късно Стегман и Зиглер разширяват тази идея, публикувайки първия си труд, показващ как тази някога течна част от долната мантия, а не сърцевината, може да надвиши праговете, необходими за създаването на магнитното поле на Земята през това време.

Земната мантия е направена от силикатен материал, който обикновено е много слаб електрически проводник. Следователно, дори ако най-долната мантия е била течна в продължение на милиарди години, бързите движения на течността вътре в нея няма да произвеждат големи електрически токове, необходими за генериране на магнитно поле, подобно на това как в момента в ядрото работи земното динамо. Екипът на Стегман твърди, че течният силикат всъщност може да бъде по-електропроводим отколкото обикновено се смята.

“Зиглер и Стегман първо предложиха идеята за силикатно динамо за ранната Земя“, казва геофизикът от UCLA Ларс Стиксруд. Идеята бе посрещната със скептицизъм, тъй като рпървоначалните им резултати „показаха, че силикатното динамо е възможно само ако електрическата проводимост на силикатната течност е значително по-висока, отколкото беше измерена в силикатни течности при ниско налягане и температура.“

Екип, ръководен от Стиксруд, извършва за първи път квантово-механични калкулации, за да прогнозира проводимостта на силикатната течност при условия на базален магма океан.

Според Стиксруд “ние открихме много големи стойности на електропроводимостта, достатъчно големи, за да поддържаме силикатно динамо“. Проучването на UCLA се появи в броя от 25 февруари на Nature Communications.

В друга статия геофизикът от Аризона Джоузеф О’Рурк прилага концепцията на Стегман, за да разбере дали е възможно Венера да е формирала в един момент собственото си магнитно поле в разтопена мантия.
Тези нови проучвания са признаци, че тази хипотеза започва да се възприема, но все пак още е далеч от широко приета.

„Никой няма да повярва в това, докато не го направи сам и ето, че сега двама други уважавани учени са се справили сами“, казва Стегман.
„Пионерските проучвания на Дейв Стегман и неговите сътрудници директно вдъхновиха работата ми върху Венера“, каза О’Рурк. “Техният неотдавнашен документ помага да се отговори на въпрос, който безпокои учените в продължение на много време насам, а именно: Как е оцеляло магнитното поле на Земята в продължение на милиарди години?“
Ако предположението на Стегман е правилно, това означава, че мантията би могла да осигури първия магнитен щит на младата планета срещу космическите лъчения. Той би могъл да подкрепи и проучванията как тектониката се е развила и през по-късната история на планетата.

„Ако магнитното поле се генерира в разтопената долна мантия над ядрото, тогава Земята щеше да има защита от самото начало и това може би щеше да направи възможно възникването на живота на Земята по-рано“, казва Стегман.

„В крайна сметка нашите трудове се допълват, защото те демонстрират, че базалните магмени океани са важни за развитието на планетите от земен тип“, казва О’Рурк. „Земният базален магма океан се е втвърдил, но е бил от ключово значение за дълголетието на нашето магнитно поле.“

 

Източник: sciencedaily

Живейте по-добре с наука!

  • Развийте критично мислене и изградете защита срещу дезинформация.

  • Придобийте ключови умения за по-добър живот с нашите курсове във формат текст, видео и аудио.

  • Открийте новостите и иновациите в медицината.

  • Само 3 минути дневно са достатъчни, за да трансформирате живота си!

  • Всеки месец ви очаква нов брой с увлекателни статии по биология, космос, технологии, история, медицина и много други.

Изживейте науката навсякъде и по всяко време, като я четете на най-удобното за вас устройство.

 
Годишен абонамент
ВИЖ ПОВЕЧЕ
  • Безкрайно знание - списание, видеа, аудио, книги и т.н.
  • Достъп от всякъде
  • Социална мрежа за знание с хора като вас.

Създадохме платформа, която предлага курсове и ръководства, насочени към решаването на житейски предизвикателства чрез научно обосновани методи. Тя не само подпомага личностното развитие, но и предоставя ценни знания за водене на по-здравословен, успешен и пълноценен живот. Благодарение на научния подход, потребителите ще имат възможност да подобрят своето благосъстояние и да постигнат по-високо качество на живот.

БГ Наука
Powered by  GDPR Cookie Compliance
Правила на поверителност

Използваме „бисквитки“, за да персонализираме съдържанието и рекламите, да предоставяме функции на социални медии и да анализираме трафика си. Също така споделяме информация за начина, по който използвате сайта ни, с партньорските си социални медии, рекламните си партньори и партньори за анализ.

Можете да коригирате всички настройки на „бисквитките“, като отворите разделите вляво.