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科学家揭示地磁场与地球内核关系
时间:2022-08-03 16:45:00            字体[       ] [ 打印 ]
  据Mining.com网站报道,罗切斯特大学的研究人员公布了一项新的研究报告,提出地球固体内核的演化与外核中旋转液态铁的再生有关,这产生了保护性磁场。

  地球内核位于地壳以下1800英里处,其所产生的磁场看不到,但是对于地球生命极为重要,因为它为地球免受太阳风——即太阳产生的辐射流的影响提供了保护伞。

  罗切斯特大学研究人员在发表于《自然通讯》(Nature Communications)的论文中解释称,大约5.65亿年前,地球磁场强度降至目前水平的10%。然后,就在寒武纪多细胞生物爆发前,地球磁场强度神奇的恢复了。

  这种恢复就在几千万年内发生,从地史上看非常短暂,而且与地核的形成时间相吻合,表明地球内核可能是直接原因。

  “内核非常重要”,该文共同作者约翰·塔尔杜诺(John Tarduno)在媒体声明中称。“在内核开始形成之前,磁场已经在崩溃的边缘,但在内核逐渐形成后,地磁场再生”。

  塔尔杜诺解释说,地磁场是在外核产生的,旋转液态铁引发电流,驱动产生一种名为地球发电机(Geodynamo)的现象,可以产生磁场。

  磁场与地核关系密切,数十年来科学家一直试图弄清地磁场和地核在我们行星历史中的演化过程。由于地核位置和其中物质温度太高,他们无法直接对地磁场进行测量。

  幸运的是,上升到地表的矿物含有微小磁性颗粒,保留了矿物从熔融状态冷却时磁场的方位和强度。

  为更好地了解地球内核年龄和增长情况,塔尔杜诺和团队利用CO2激光和超导量子磁测量系统对斜长岩中的长石晶体进行分析。这些晶体中含有微量磁针,是良好的磁纪录器。

  通过研究古晶体中的磁性,即古地磁,研究者新发现地核历史上有两个重要时期。

  第一个时期是在5.50亿年前,经历之前1500万年接近崩溃之后,地磁场开始快速再生。研究者认为地磁场快速再生与固态内核的形成有关,内核为熔融外核充电并恢复了磁场强度。

  第二个时期是在4.5亿年前,正在发育的地球内核结构发生了变化,标志着最内层与最外层边界形成。内核的这些变化与上覆地幔结构变化几乎同时发生,主要是因为地表板块构造运动。

  “由于更准确地界定了内核的年龄,我们能够发现内核实际上由两部分组成的事实”,塔尔杜诺表示。“地球表面板块构造运动间接影响了内核,而这些运动的历史深深地烙印在了地球内核的结构中”。

  对于科学家而言,更好地了解内核和磁场的形成机理和演变具有重要意义,这不仅有助于揭示地球的过去和预测其未来,而且有助于研究其他行星可能形成和维持孕育生命必须的磁屏蔽的方式。

  例如,研究人员认为,火星曾经存在磁场,但后来消失了,使其容易受到太阳风的影响,而且地表没有海洋。虽然尚不清楚丢失磁场是否会导致地球遭遇同样的命运,但塔尔杜诺表是,如果地磁场没有得到再生,这颗蓝色星球将失去更多的水。

  “地球将比今天更为干燥而迥然不同”,他指出。
 

 

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