Јадрото на Земјата е старо „само“ 1 милијарда години, 3,5 милијарди години помладо од Земјата
Цврстото внатрешно јадро на Земјата е старо „само“ 1 милијарда години, се вели во студијата објавена во списанието „Physical Review Letters“. Информациите може да изгледаат изненадувачки, со оглед на тоа што староста на нашата планета се проценува на 4,5 милијарди години, објави во четвртокот Live Science, според Агерпрес.
Земјата е како торта составена од повеќе слоеви што се преклопуваат - цврста кора, топла, вискозна мантија и јадро, составена од течен надворешен дел и цврст внатрешен дел. Ова цврсто внатрешно јадро расте бавно додека стопеното железо од надворешната страна на јадрото се лади и кристализира. Процесот придонесува за моќта на ротационото движење на течното надворешно јадро, што пак го произведува магнетното поле што ја опкружува Земјата и ја штити целата биосфера од штетните ефекти на голема количина на сончево и космичко зрачење.
Со други зборови, цврстото, внатрешно јадро на Земјата е исклучително важен елемент на целината, но не се знае многу за историјата на оваа железна „топка“ со дијаметар од 2.442 километри. Проценките за нејзината возраст се движеа од 500 милиони години до над 4 милијарди години, скоро стари колку и самата Земја.
Овој пат, истражувачите притиснале мало парче железо помеѓу два дијаманти и проектирале ласерски зраци на него за да дојдат до нова проценка дека староста на внатрешното јадро на Земјата е од 1 милијарда до 1,3 милијарди години - период што се совпаѓа со нагло зголемување на интензитетот на магнетното поле на Земјата.
„Земјата е единствена во Сончевиот систем по тоа што има магнетно поле и е жива планета“, рече Јунг-Фу Лин, геолог на Универзитетот во Тексас во Остин. „Нашите резултати може да се искористат за да се утврди зошто другите планети во Сончевиот систем немаат магнетни полиња.
Земјиното магнетно поле се напојува со „геодинамичко“ - динамиката на надворешното јадро богато со железо ја претвора целата планета во огромен електромагнет. Геодинамиката е одговорна за постоењето на магнетни столбови и магнетниот штит што нè штити од космичкото и сончевото зрачење. Во отсуство, овие честички полека, но сигурно би ја уништиле атмосферата на Земјата.
Делумно, движењето на внатрешното јадро се напојува со топлина - или топлина. Како што јадрото на Земјата постепено се лади, тоа се кристализира одвнатре и однадвор. Овој процес на кристализација ослободува енергија што пак го храни движењето на надворешното јадро во течноста (стопена). Оваа енергија ослободена од процесот на кристализација (зацврстување) е композициски извор на енергија на геодинамиката, според Лин.
Во експериментот што го координираше, Лин сакаше да користи емпириски докази за да ја пресмета енергијата од секој од овие извори. Познавањето на обемот на енергија овозможува проценка на староста на внатрешното јадро.
За да се постигне ова, истражувачите ги пресоздадоа условите во јадрото во мал обем. Тие загреаа мало парче железо дебело 6 микрони (со големина на црвена крвна клетка) на температура од 2.727 степени Целзиусови и симулираа огромен притисок во центарот на Земјата, притискајќи го парчето железо помеѓу два дијаманти. Потоа ја измерија спроводливоста на парчето железо под овие услови.
Мерењето на спроводливоста им овозможи на истражувачите да ја пресметаат брзината на ладење на јадрото што придонесува за активно одржување на геодинамиката. Откриле дека геодинамиката извлекува околу 10 вати енергија од ладеното јадро - нешто повеќе од една петтина од нивото на топлинска енергија што Земјата ја губи во вселената од површината (46 вати).
Откако ја пресметале изгубената количина на енергија, истражувачите успеале да ја пресметаат староста на внатрешното јадро на планетата. Познавањето на стапката на загуба на топлина им овозможи на истражувачите да пресметаат колку време требаше да се достигне солидна маса со големина на цврсто внатрешно јадро, од внатрешен „океан“ од стопено железо.
Резултатот, од 1 милијарда - 1,3 милијарди години, покажува дека јадрото на Земјата е релативно младо. Постојат и пониски проценки, како што е онаа објавена во 2016 година од списанието „Природа“, кое тврди дека староста на внатрешното јадро ќе биде 700 милиони години Оваа проценка за 2016 година е направена со употреба на метод сличен на оној што го користел Јунг-Фу Лин, но за да се добие новата проценка, користени се помоќни алатки за да се достигне нивото на температурата и притисокот генериран во јадрото.
Покрај тоа, анализата на античките магнетни карпи открила дека имало засилување на магнетното поле на Земјата во период од пред 1 милијарда до 1,5 милијарди години, според студијата објавена во 2015 година, исто така, од страна на „Природа“. Новите резултати совршено се усогласуваат со овие докази, бидејќи оваа кристализација на внатрешното јадро обезбеди „поттик“ на магнетното поле, објаснува Лин.
Сè уште има прашања за тоа како се движи топлината околу јадрото на Земјата. За разлика од парчето железо што се користи во експериментот, јадрото на Земјата не е направено само од овој метал - содржи и други полесни елементи, како што се јаглерод, водород, кислород, силициум и сулфур. Но, пропорцијата на овие полесни елементи не е позната и поради оваа причина е тешко да се претпостави како тие ја менуваат спроводливоста на внатрешното јадро. Ова е новата истражувачка тема избрана од Лин и неговиот тим.
„Се обидуваме да разбереме како овие светлосни елементи ги менуваат својствата на топлинска спроводливост на железото под услови на притисок и температура во центарот на Земјата“, рече Лин.