Diverse

Știai că nucleul Pământului are un miliard de ani?

Nucleul interior solid al Pământului este vechi de un miliard de ani, constată noi cercetări. Pământul modern este ca un strat de tort, cu o crustă exterioară solidă, o manta fierbinte, vâscoasă, un miez exterior lichid și un miez interior solid. Acel miez interior solid crește încet, pe măsură ce fierul lichid din miez se răcește și se cristalizează. Acest proces ajută la alimentarea mișcării miezului exterior lichid, care, la rândul său, creează câmpul magnetic care înconjoară Pământul și ajută la protejarea planetei de radiații cosmice dăunătoare.

Cu alte cuvinte, nucleul este foarte important

Dar nu se cunosc prea multe despre istoria acestei bile de fier de 1.500 de mile (2.442 de kilometri). Estimările vârstei sale au variat de la o jumătate de miliard de ani la mai mult de 4 miliarde, aproape la fel de vechi ca Pământul, vechi de 4,5 miliarde de ani. Acum, cercetătorii au stors o bucată minusculă de fier între două diamante  și au trecut-o prin laser pentru a ajunge la o nouă estimare de 1 miliard până la 1,3 miliarde de ani. Este un interval care coincide cu o consolidare măsurabilă a câmpului magnetic al Pământului.

„Pământul este unic în sistemul nostru solar prin faptul că are un câmp magnetic, și pentru că este locuibil,” declara autorul studiului, Jung-Fu Lin, un geofizician de la Universitatea din Texas.

„În cele din urmă, rezultatele noastre ar putea fi folosite pentru a ne gândi de ce alte planete din sistemul nostru solar nu au câmpuri magnetice.”

Fără miez, nu ar mai exista câmp magnetic 

Câmpul magnetic al Pământului este alimentat de mișcarea miezului exterior bogat în fier, care transformă planeta într-un magnet uriaș. Tot câmpul magnetic este responsabil pentru existența celor doi poli și pentru scutul invizibil al magnetismului care deviază și captează particulele încărcate care vin de la soare. Fără câmpul magnetic, aceste particule ar dezlipi încet Pământul de atmosfera sa.

O parte a mișcării miezului interior este alimentată de căldură, cunoscută sub numele de sursă de energie termică. Pe măsură ce miezul Pământului se răcește treptat, se cristalizează din interior spre exterior. Acest proces de cristalizare eliberează energie care poate alimenta și mai mult mișcarea miezului exterior încă lichid. Această energie eliberată de cristalizare este o sursă de energie compozițională.

Cercetarea miezului în condiții de laborator 

Lin și echipa lui au vrut să folosească dovezi experimentale pentru a fixa energia din fiecare dintre aceste surse. Cunoașterea cantității de energie le-ar permite să estimeze vârsta miezului interior.

Pentru a face acest lucru, cercetătorii au recreat condițiile miezului pe o scară mică. Ei au încălzit o bucată de fier de doar 6 microni grosime (aproximativ la fel ca grosimea unei celule roșii din sânge) la temperaturi de până la 4940 de grade Fahrenheit (2727 grade Celsius), stoarse între două diamante pentru a se potrivi presiunilor extreme din miezul Pământului. Ei au măsurat apoi conductivitatea fierului în aceste condiții.

Un nucleu relativ tânăr

Această măsurare a conductivității a permis cercetătorilor să calculeze răcirea termică a miezului. Știind rata de pierdere a energiei, cercetătorii au calculat cât timp ar dura pentru a obține o masă solidă de dimensiunea miezului de astăzi, pornind de la un fragment de fier topit.

„Rezultatul de 1 miliard până la 1,3 miliarde de ani sugerează că nucleul Pământului este de fapt relativ tânăr,” a spus Lin.

Această estimare nu este la fel ca unele estimări, cum ar fi cea publicată în 2016 în jurnalul Nature care a folosit metode similare, dar a constatat că nucleul avea doar 700 de milioane de ani. Lin a spus că noul experiment a folosit modalități mai fiabile de manipulare a presiunilor și temperaturilor generate.

Rocile magnetice antice au arătat că acest câmp magnetic s-a format brusc acum între 1 miliard și 1,5 miliarde de ani în urmă, a descoperit un studiu din 2015 în jurnalul Nature. Noua eră se aliniază frumos cu această dovadă, deoarece cristalizarea miezului interior ar fi produs o accelerare a câmpului magnetic, a spus Lin.

Există încă întrebări despre modul în care căldura se mișcă în miez. Spre deosebire de proba pe care au testat-o, miezul nu este doar fier – conține, de asemenea, elemente mai ușoare, cum ar fi carbon, hidrogen, oxigen, siliciu și sulf. Dar proporțiile acestor elemente sunt necunoscute, ceea ce face dificil de știut cum se schimbă conductivitatea miezului interior. La asta lucrează Lin și echipa lui acum.