Как Земля поддерживает свое магнитное поле?

7 / 7 / 2020 09:56
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?

Новости по подобной теме:

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.


Комментарии:

 

Последние новости:

сегодня:

все новости


 
ПОПУЛЯРНЫЕ НОВОСТИ:
Война в Украине. Ситуация на утро 24 сентября

07:20, 24 сентября 2022 г.
Война в Украине. Ситуация на утро 24 сентября
 
Война в Украине. Ситуация на утро 25 сентября

07:06, 25 сентября 2022 г.
Война в Украине. Ситуация на утро 25 сентября
 
Война в Украине. Ситуация на утро 22 сентября

08:05, 22 сентября 2022 г.
Война в Украине. Ситуация на утро 22 сентября
 
Война в Украине. Ситуация на утро 23 сентября

07:18, 23 сентября 2022 г.
Война в Украине. Ситуация на утро 23 сентября
 
Война в Украине: ситуация на утро 26 сентября

07:55, 26 сентября 2022 г.
Война в Украине: ситуация на утро 26 сентября
 
 
ПОХОЖИЕ НОВОСТИ:
Новое понимание образования Земли

03:52, 9 июля 2022 г.
Новое понимание образования Земли
 
Всплеск сияния в далекой галактике может изменить наш взгляд н...

05:05, 6 мая 2022 г.
Всплеск сияния в далекой галактике может изменить наш взгляд н...
 
Исследовано магнитное поле в одной из филаментарных костей Мле...

05:25, 8 февраля 2022 г.
Исследовано магнитное поле в одной из филаментарных костей Мле...
 
Исследователи предлагают новое объяснение полувековой магнитно...

05:56, 16 января 2022 г.
Исследователи предлагают новое объяснение полувековой магнитно...
 
Сверхновые и жизнь на Земле, вероятно, тесно связаны между собой

18:38, 6 января 2022 г.
Сверхновые и жизнь на Земле, вероятно, тесно связаны между собой
 
Цей сайт та сторонні віджети на ньому використовують COOKIE, що необхідно для повноцінної роботи сайту. “Куки” – це безпечна технологія збирання аналітичної інформації про відвідувачів. Їх можна відключити у налаштуваннях Вашого браузера. Погодитися на використання Cookie