Dünyanın çekirdeğinde üretilen malzeme, manyetik alanımızın neden bu kadar eski olduğunu çözebilir.
Dünyanın çekirdeğinin silika kristalleri veya kuvars ürettiğine dair bazı kanıtlarla, dünyamızın manyetik alanının yaşı hakkındaki gizem artık çözülebilir.
Bu, dış çekirdekteki sıvı kaya karışımındaki kimyasal değişikliklerin akışını etkilediğini göstermektedir. Kanıtlar onu destekliyorsa, erken güneş sistemimizin koşullarını ve gezegenimizin en erken dönemindeki iç işleyişini daha iyi anlamamızı sağlayabilir.
Gezegenimizin etrafındaki jeomanyetik alan, yüklü parçacıkların, yalnızca yaklaşık 1 milyar yaşında olabilecek erimiş kaya akışıyla ısıtılmış çekirdekten uzaklaşmasının sonucudur.
Bununla birlikte, önceki çalışmalar da 4 milyar yıl önce manyetik alanların kanıtlarını buldu ve bu bir çelişki yarattı.
Japonya Tokyo Teknoloji Enstitüsü'nden Kei Hirose tarafından yapılan araştırmaya göre, ayaklarımızın altında oluşan minik kuvars kristalleri, gezegenimizin derin lavlarının kaldırma kuvvetini değiştirerek bu çatışmayı çözmeye yardımcı olabilir.
Öyleyse, dünyanın çekirdeğinin nesi var? Bu soruna yeni çekirdek paradoksu denir ve dünyanın çekirdeği ile manyetik alanın görünen yaşı arasındaki bariz uyumsuzluk hakkında bildiğimizi düşündüğümüz şeyi açıklar.
Sorunun bir kısmı, iç çekirdek ısısının yapışkan kayanın akımını dış çekirdekten kabuğa nasıl yönlendirdiğine dayanmaktadır. 2012'de geliştirilen bir bilgisayar modeli, çekirdek demirden geçen ısının yaklaşık 150 watt / (metre Kelvin) ile çok hızlı dağıldığını ve böylece çevredeki erimiş kayada konveksiyonun başladığını göstermektedir.
Bilinmesi gereken birkaç şey var: manyetik alanımız aslında oldukça genç; ısıtma çekirdeği bir milyar yıldan daha eski; ve 4 milyar yıl önce, gerekli konvektif akım hareketini oluşturmaya yardımcı olan başka şeyler de vardı.
Yeni çekirdek paradoksa bazı çözümler, dünyanın çekirdeğinin ısıyı hayal edemeyeceğimiz şekillerde nasıl ilettiğini açıklamaya çalışıyor. Ancak Kei Hirose, dünyanın merkezindeki kimyasal reaksiyonlara odaklanarak farklı bir yaklaşım benimsedi.
İç çekirdeğin esas olarak demirden yapıldığına inanılmasına rağmen, yaklaşık% 5 nikel,% 2 silikon ve% 5 oksijen dahil olmak üzere başka dağıtma elemanları mevcut olabilir.
Kei Hirose, "Geçmişte, ferroalyajlar üzerine yapılan çoğu araştırma sadece demir ve tek bir alaşıma odaklandı. Ancak bu deneylerde, silikon ve oksijen içeren iki farklı alaşımı birleştirmeye karar verdik. Bu alaşımların çekirdekte var olduğuna kesinlikle inanıyoruz."
Bu elementin bu koşullar altında alaşımları ve diğer bileşikleri nasıl oluşturduğu net değildir, bu nedenle Hirose ve ekibi, demir, silikon ve oksijen kalıntılarını çekirdek benzeri bir basınca sıkıştırmak için hassas kesimli elmaslar kullandı. Daha sonra numuneye lazerle çarparak 4.000 santigrat derece (7.232 derece Fahrenheit) kadar yüksek sıcaklıklara ulaştılar, bu da malzemenin bazı kısımlarda erimesine ve diğer kısımlarda kuvars halinde kristalleşmesine neden oldu.
Bu süreç dünyanın varsayımsal iç çekirdeğinde meydana gelirse, silikon ve oksijenin kristalleşmesi çekirdek malzemenin genel bileşimini değiştirecek, ona daha fazla kaldırma kuvveti verecek ve yükselmesine izin verecektir. Başka bir deyişle, genç Dünya'daki erimiş kayanın yavaş yükselişi ve alçalması, milyarlarca yıl önce bir kuvars karışımından silikon ve oksijenin çıkarılmasıyla desteklenebilir.
Ekip üyesi John Hernlund şunları söyledi: "Bu sonuç, çekirdeğin enerjisini ve evrimini anlamak için çok önemlidir. Çok heyecanlıyız çünkü hesaplamalarımız, çekirdekten silika kristallerinin kristalleşmesinin dünyanın manyetik alanı için büyük bir enerji kaynağı sağlayabileceğini gösteriyor. güç."
Ancak silika, kimyasal destekli bu konveksiyon modelinin tek rakibi değildir.Rakip bir model, bunun kuvars olmadığına inanır.Eski bir çekirdeği çökelten erimiş karışım magnezyum oksittir.
California Institute of Technology'de jeofizikçi olan David Stevenson'a göre, magnezyum oksit erimiş sıvıdan silisten önce çökelir, bu yüzden "daha anlamlı".
Hirose ve ekibi, oluşumun ilk aşamalarında yeryüzündeki sıcaklığın, magnezyumu çekirdek içinde tutmak için daha fazla ısı gerektirdiğine inanıyor.
Kim haklı olursa olsun, kimyanın jeomanyetizmayı yönlendirmedeki rolünü anlamak, erken Dünya'nın beklenenden milyarlarca yıl önce nasıl bir manyetik alan ürettiğini daha iyi anlamamıza yardımcı olabilir.
