In che modo la Terra ha evitato un destino simile a quello marziano? Le rocce antiche portano indizi

A circa 1.800 miglia sotto i nostri piedi, la rotazione del ferro liquido nel nucleo esterno della Terra sta generando il campo magnetico protettivo del nostro pianeta. Questo campo magnetico è invisibile ma vitale per la vita sulla Terra perché protegge il pianeta dal vento solare, flussi di radiazioni provenienti dal sole.

Circa 565 milioni di anni fa, tuttavia, il campo magneticoLa sua forza è scesa al 10 percento della sua forza oggi. Poi, misteriosamente, il campo si è ripreso, riprendendo la sua forza prima dell’esplosione cambriana della vita multicellulare sulla Terra.

Cosa ha causato il rimbalzo del campo magnetico?

Secondo una nuova ricerca degli scienziati dell’Università di Rochester, questa rigenerazione è avvenuta nel giro di poche decine di milioni di anni – veloce su scale temporali geologiche – e ha coinciso con la formazione del solido nucleo interno della Terra, suggerendo che il nucleo è probabilmente una causa diretta .

“Il nucleo interiore è molto importante”, afferma John Tarduno, professore di geofisica presso il Dipartimento di scienze della terra e dell’ambiente e decano delle arti, delle scienze e della ricerca ingegneristica a Rochester. “Appena prima che il nucleo interno iniziasse a crescere, il campo magnetico stava per collassare, ma non appena il nucleo interno ha iniziato a crescere, il campo si è rinnovato”.

Nel documento pubblicato in Connessioni con la naturaIn questo articolo, i ricercatori hanno identificato diverse date chiave nella storia del nucleo interno, inclusa una stima più accurata della sua età. La ricerca fornisce indizi sulla storia e sullo sviluppo futuro della Terra e su come è diventata un pianeta abitabile, nonché sull’evoluzione di altri pianeti del sistema solare.

Sblocca le informazioni nelle antiche rocce

La Terra è fatta di strati: la crosta dove esiste la vita; Il mantello, lo strato più spesso sulla Terra; Il nucleo esterno fuso e il nucleo interno solido, che a sua volta consiste in un nucleo interno esterno e un nucleo interno più profondo.

Il campo magnetico terrestre viene creato nel suo nucleo esterno, dove fa ruotare il ferro liquido correnti elettricheGuida un fenomeno chiamato geodinamo che produce il campo magnetico.

A causa della relazione del campo magnetico con il nucleo terrestre, gli scienziati hanno cercato per decenni di determinare in che modo il campo magnetico e il nucleo della Terra sono cambiati nel corso della storia del nostro pianeta. Non possono misurare direttamente il campo magnetico a causa della posizione e delle temperature estreme dei materiali nel nucleo. Fortunatamente, i minerali che salgono sulla superficie terrestre contengono minuscole particelle magnetiche che si bloccano nella direzione e nell’intensità del campo magnetico mentre i minerali si raffreddano dal loro stato fuso.

Per limitare meglio la durata e la crescita del nucleo interno, Tarduno e il suo team hanno utilizzato l’anidride carbonica₂ Laser in vitro e dispositivo di interferenza quantistica superconduttore (SQUID) per analizzare cristalli di feldspato da rocce di anortosite. Questi cristalli hanno minuscoli aghi magnetici all’interno che sono “registratori magnetici ideali”, dice Tarduno.

Studiando il magnetismo intrappolato nei cristalli antichi – un campo noto come paleomagnetismo – i ricercatori hanno identificato due importanti nuove date nella storia del nucleo interno:

• 550 milioni di anni fa: Il momento in cui il campo magnetico iniziò a rigenerarsi rapidamente dopo un collasso avvenuto circa 15 milioni di anni prima. I ricercatori attribuiscono la rapida rigenerazione del campo magnetico alla formazione di a solido acciaio interno che ha ricaricato il nucleo esterno fuso e ripristinato la forza del campo magnetico.
• 450 milioni di anni fa: Il momento in cui la struttura del nucleo interno in crescita è cambiata, indicando il confine tra il nucleo interno ed esterno. Questi cambiamenti nel nucleo interno coincidono con cambiamenti all’incirca nello stesso momento nella struttura del ripiano superiore, a causa di placche tettoniche sul tetto.

“Poiché abbiamo limitato l’età del nucleo interno in modo più preciso, possiamo esplorare il fatto che l’attuale nucleo interno è in realtà composto da due parti”, afferma Tarduno. “I movimenti delle placche tettoniche sulla superficie terrestre hanno influenzato indirettamente il nucleo interno e la storia di questi movimenti è impressa nel profondo della terra nella struttura del nucleo interno”.

Evita un destino da marziano

Una migliore comprensione della dinamica e della crescita del nucleo interno e del campo magnetico ha importanti implicazioni, non solo nel rivelare il passato della Terra e prevederne il futuro, ma anche nel rivelare i modi in cui altri pianeti possono formare scudi magnetici e mantenere le condizioni necessarie per vita del porto.

I ricercatori ritengono che Marte, ad esempio, una volta avesse un campo magnetico, ma quel campo si è dissipato, lasciando il pianeta vulnerabile ad esso. vento solare E la superficie senza oceani. Anche se non è chiaro se l’assenza di un campo magnetico porterà la Terra ad affrontare la stessa sorte, “la Terra perderà sicuramente molto Acqua “Se il campo magnetico terrestre non fosse stato rinnovato, il pianeta sarebbe molto più secco e diverso dal pianeta di oggi”, afferma Tarduno.

Per quanto riguarda l’evoluzione planetaria, poi, la ricerca sottolinea l’importanza dello scudo magnetico e di un meccanismo per la sua conservazione, dice.

“Questa ricerca evidenzia davvero la necessità di avere qualcosa come la crescita Il nucleo interiore Mantiene un campo magnetico per tutta la vita – diversi miliardi di anni – di un pianeta”.