Как Земля поддерживает свое магнитное поле?

Опубликовано: 09:56 вторник, 7 июля 2020 г.  
Как Земля поддерживает свое магнитное поле? - фото
Carnegie Institution for Science

Как химический состав ядра нашей планеты определил ее географическую историю и наличие жизни?

Об этом говорится в пресс-релизе Института наук Карнеги.

Жизнь, как мы знаем, не могла бы существовать без магнитного поля Земли и его способности отражать опасные ионизирующие частицы от солнечного ветра и более отдаленных космических лучей. Оно непрерывно генерируется движением жидкого железа во внешнем ядре Земли – явление, которое называется геодинамо.

Несмотря на его фундаментальное значение, многие вопросы о происхождении геодинамо и источниках энергии, которые поддерживали его на протяжении тысячелетий, остаются без ответа.

Новая работа международной команды исследователей, среди которых нынешние и бывшие ученые Института наук Карнеги Александр Гончаров, Николас Хольтгрю, Сергей Лобанов и Ирина Чувашова рассматривает, как наличие более легких элементов в основном железном ядре может повлиять на генезис и устойчивость геодинамо. Их выводы опубликовал журнал «Nature Communications» в статье «Низкая теплопроводность железо-кремниевых сплавов в условиях ядра Земли с последствиями на геодинамо».

Наша планета нарастала с диска пыли и газа, который окружал наше Солнце в молодости. В конце концов плотный материал погрузился внутрь формировавшейся планеты, создав существующие сегодня слоя – ядро, мантию и кору. Хотя в ядре преобладает железо, сейсмические данные указывают на то, что некоторые легкие элементы, такие как кислород, кремний, сера, углерод и водород, были растворены в нем в процессе дифференциации.

Со временем внутреннее ядро кристаллизовалось и с тех пор постоянно охлаждается. Может ли само по себе тепло, идущее из ядра в мантию, приводить в движение геодинамо? Или эта тепловая конвекция требует дополнительного усиления от плавучести легких элементов, а не только тепла, выходящих из внутреннего ядра при конденсации?

Понимание специфики химического состава ядра может помочь ответить на этот вопрос.

В мантии преобладают силикаты, а после кислорода и железа кремний является третьим наиболее распространенным элементом на Земле, так это вероятный вариант для одного из основных легких элементов, которые могут бы быть сплавленными с железом в ядре. Во главе с Вэнь-Пин Хсе из Академии Синики и Национального университета Тайваня исследователи использовали лабораторную мимикрию глубинных условий Земли, чтобы имитировать, как наличие кремния повлияет на передачу тепла из железного ядра планеты к мантии.

«Чем менее теплопроводный материал ядра, тем ниже порог, необходимый для генерации геодинамо», - объясняет Гончаров. «При достаточно низком пороге тепловой поток от ядра может полностью выводиться с помощью тепловой конвекции, при этом нет необходимости в дополнительном перемещении материала, чтобы заставить это работать».

Команда обнаружила, что при концентрации кремния около 8 весовых процентов в их эмулируемом внутреннем ядре, геодинамо могло бы происходить только за счет теплопередачи на протяжении всей истории планеты.

Забегая наперёд, они хотят расширить свои усилия, чтобы понять, как присутствие кислорода, серы и углерода в ядре влияли бы на этот процесс конвекции.


                 
 


НОВОСТИ ОТ ПАРТНЕРОВ:
    ПОХОЖИЕ НОВОСТИ:
Бороться с глобальным потеплением могут помочь астероиды, считают ученые


09:04, 22 сентября 2019 г.
Бороться с глобальным потеплением могут помочь астероиды, считают ученые
 
Столкновение планет может спустить в планетах внутреннее давление


22:36, 7 сентября 2019 г.
Столкновение планет может спустить в планетах внутреннее давление
 
Атмосфера Земли простирается до Луны и дальше


10:21, 21 февраля 2019 г.
Атмосфера Земли простирается до Луны и дальше
 
Старейшую земную породу найдено на... Луне


18:08, 25 января 2019 г.
Старейшую земную породу найдено на... Луне
 
Китайский спутник показал вид обратной стороны Луны на фоне Земли


10:39, 6 января 2019 г.
Китайский спутник показал вид обратной стороны Луны на фоне Земли
 
 
Оставить свое мнение:
Ваше имя:
Введите число:    


Последние комментарии:

- никто еще не оставлял комментариев -