Όταν η καρδιά της Γης άρχισε να παγώνει
Σίδερο στο βάθος
- H Γη αποτελείται από τέσσερα στρώματα: φλοιός, μανδύας, εξώτερος και εσώτερος πυρήνας (Πηγή: University of Michigan)
Λίβερπουλ
Ο εσώτερος πυρήνας της Γης, μια μπάλα από
μασίφ σίδερο λίγο μεγαλύτερη από τον Πλούτωνα, πρέπει να σχηματίστηκε
νωρίτερα από ό,τι είχε εκτιμηθεί ως σήμερα, εκτιμά νέα μελέτη στο
Nature. Και η εκτίμηση έχει σημασία για το μέλλον της ζωής στη Γη.
Το εξωτερικό στρώμα της Γης είναι ο λεπτός φλοιός, κάτω από τον οποίο
υπάρχουν τα θερμά πετρώματα του μανδύα. Πιο κάτω, σε βάθος περίπου
3.000 χιλιομέτρων, βρίσκεται ένας εξώτερος μανδύας από ρευστό σίδηρο και
νικέλιο. Στο κέντρο του βρίσκεται ο εσώτερος, στερεός πυρήνας. με
διάμετρο γύρω στα 1.200 χιλιόμετρα, ο οποίος σταδιακά μεγαλώνει και
μεγαλώνει.
Ο εσώτερος πυρήνας σχηματίστηκε από την πήξη, ή στερεοποίηση, του ρευστού σιδήρου καθώς η νεογέννητη Γη έχανε θερμότητα από το εσωτερικό της. Ο στερεός σίδηρος βυθίστηκε στο κέντρο, καθώς έχει μεγαλύτερη πυκνότητα από τον λιωμένο σίδηρο.
Οι εκτιμήσεις για το πότε αυτό συνέβη ποικίλλουν, από τα 500 εκατομμύρια μέχρι τα 2 δισεκατομμύρια χρόνια πριν.
Στη νέα μελέτη, γεωλόγοι του Πανεπιστημίου του Λίβερπουλ στη Βρετανία εξετάζουν αρχαία πυριγενή πετρώματα, δηλαδή βράχους που σχηματίστηκαν από τη στερεοποίηση μάγματος. Πολλά πετρώματα περιέχουν σωματίδια μαγνητικών υλικών όπως ο σίδηρος, και διατηρούν έτσι μια μνήμη της έντασης και της κατεύθυνσης του μαγνητικού πεδίου της Γης την εποχή που σχηματίστηκαν.
Οι μετρήσεις έδειξαν ότι η ένταση του μαγνητικού πεδίου αυξήθηκε απότομα πριν από περίπου 1 με 1,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Η αύξηση αυτή είναι πιθανό να συνέπεσε χρονικά με την έναρξη του σχηματισμού του εσώτερου πυρήνα, λένε οι ερευνητές.
Το μαγνητικό πεδίο δημιουργείται από ρεύματα λιωμένου, ηλεκτρικά αγώγιμου σιδήρου στον εξώτερο πυρήνα. Τα ρεύματα, με τη σειρά τους, δημιουργούνται λόγω της θερμότητας που διαρρέει από τον εσώτερο πυρήνα και αναδεύει τον λιωμένο σίδηρο στον εξώτερο πυρήνα.
Η στερεοποίηση του σιδήρου στο κέντρο της Γης, εκτιμά η μελέτη, ισχυροποίησε αυτά τα ρεύματα, αφού η βύθιση του στερεού σιδήρου ανάγκασε τον ρευστό σίδηρο, μαζί με άλλα, ελαφρύτερα στοιχεία, να μετακινηθούν από το κέντρο σε μικρότερα βάθη.
Η χρονολόγηση του εσώτερου μανδύα έχει σημασία για το μαγνητικό πεδίο, επισημαίνουν οι ερευνητές: όταν η διαδικασία ολοκληρωθεί και ο πυρήνας στερεοποιηθεί εντελώς, το μαγνητικό πεδίο θα εξαφανιστεί, και θα πάψει έτσι να προστατεύει τη Γη από τα φορτισμένα σωματίδια της ηλιακής και κοσμικής ακτινοβολίας.
Ο εσώτερος πυρήνας παραμένει ρευστός επειδή διατηρεί ένα μέρος της θερμότητας της νεογέννητης Γης, η οποία ήταν κάποτε μια διάπυρη μπάλα από μάγμα. Ο πυρήνας όμως συνεχίζει να παράγει θερμότητα λόγω της διάσπασης φυσικών ραδιενεργών στοιχείων όπως το ουράνιο.
«Το θεωρητικό μοντέλο που ταιριάζει περισσότερο με τα δεδομένα μας υποδεικνύει ότι ο εσώτερος μανδύας χάνει θερμότητα πιο αργά από ό,τι οποιαδήποτε στιγμή τα τελευταία 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια» αναφέρει ο Άντι Μπίγκιν, πρώτος συγγραφέας της δημοσίευσης.
«Αυτή η ροή ενέργειας θα πρέπει να κρατήσει ζωντανό το μαγνητικό πεδίο για ένα δισεκατομμύριο χρόνια ή και περισσότερο».
Το τι θα συμβεί στη Γη όταν χάσει το προστατευτικό πεδίο της είναι εμφανές στον σημερινό Άρη. Ο γειτονικός πλανήτης είναι τρεις φορές μικρότερος από τη Γη και κρύωσε πιο γρήγορα, οπότε έχασε τον ρευστό πυρήνα του και μαζί με αυτόν και το μαγνητικό πεδίο. Σήμερα, η επιφάνειά του είναι μια έρημος που βομβαρδίζεται από θανάσιμα επίπεδα ακτινοβολίας.
Βαγγέλης Πρατικάκης
Ο εσώτερος πυρήνας σχηματίστηκε από την πήξη, ή στερεοποίηση, του ρευστού σιδήρου καθώς η νεογέννητη Γη έχανε θερμότητα από το εσωτερικό της. Ο στερεός σίδηρος βυθίστηκε στο κέντρο, καθώς έχει μεγαλύτερη πυκνότητα από τον λιωμένο σίδηρο.
Οι εκτιμήσεις για το πότε αυτό συνέβη ποικίλλουν, από τα 500 εκατομμύρια μέχρι τα 2 δισεκατομμύρια χρόνια πριν.
Στη νέα μελέτη, γεωλόγοι του Πανεπιστημίου του Λίβερπουλ στη Βρετανία εξετάζουν αρχαία πυριγενή πετρώματα, δηλαδή βράχους που σχηματίστηκαν από τη στερεοποίηση μάγματος. Πολλά πετρώματα περιέχουν σωματίδια μαγνητικών υλικών όπως ο σίδηρος, και διατηρούν έτσι μια μνήμη της έντασης και της κατεύθυνσης του μαγνητικού πεδίου της Γης την εποχή που σχηματίστηκαν.
Οι μετρήσεις έδειξαν ότι η ένταση του μαγνητικού πεδίου αυξήθηκε απότομα πριν από περίπου 1 με 1,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Η αύξηση αυτή είναι πιθανό να συνέπεσε χρονικά με την έναρξη του σχηματισμού του εσώτερου πυρήνα, λένε οι ερευνητές.
Το μαγνητικό πεδίο δημιουργείται από ρεύματα λιωμένου, ηλεκτρικά αγώγιμου σιδήρου στον εξώτερο πυρήνα. Τα ρεύματα, με τη σειρά τους, δημιουργούνται λόγω της θερμότητας που διαρρέει από τον εσώτερο πυρήνα και αναδεύει τον λιωμένο σίδηρο στον εξώτερο πυρήνα.
Η στερεοποίηση του σιδήρου στο κέντρο της Γης, εκτιμά η μελέτη, ισχυροποίησε αυτά τα ρεύματα, αφού η βύθιση του στερεού σιδήρου ανάγκασε τον ρευστό σίδηρο, μαζί με άλλα, ελαφρύτερα στοιχεία, να μετακινηθούν από το κέντρο σε μικρότερα βάθη.
Η χρονολόγηση του εσώτερου μανδύα έχει σημασία για το μαγνητικό πεδίο, επισημαίνουν οι ερευνητές: όταν η διαδικασία ολοκληρωθεί και ο πυρήνας στερεοποιηθεί εντελώς, το μαγνητικό πεδίο θα εξαφανιστεί, και θα πάψει έτσι να προστατεύει τη Γη από τα φορτισμένα σωματίδια της ηλιακής και κοσμικής ακτινοβολίας.
Ο εσώτερος πυρήνας παραμένει ρευστός επειδή διατηρεί ένα μέρος της θερμότητας της νεογέννητης Γης, η οποία ήταν κάποτε μια διάπυρη μπάλα από μάγμα. Ο πυρήνας όμως συνεχίζει να παράγει θερμότητα λόγω της διάσπασης φυσικών ραδιενεργών στοιχείων όπως το ουράνιο.
«Το θεωρητικό μοντέλο που ταιριάζει περισσότερο με τα δεδομένα μας υποδεικνύει ότι ο εσώτερος μανδύας χάνει θερμότητα πιο αργά από ό,τι οποιαδήποτε στιγμή τα τελευταία 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια» αναφέρει ο Άντι Μπίγκιν, πρώτος συγγραφέας της δημοσίευσης.
«Αυτή η ροή ενέργειας θα πρέπει να κρατήσει ζωντανό το μαγνητικό πεδίο για ένα δισεκατομμύριο χρόνια ή και περισσότερο».
Το τι θα συμβεί στη Γη όταν χάσει το προστατευτικό πεδίο της είναι εμφανές στον σημερινό Άρη. Ο γειτονικός πλανήτης είναι τρεις φορές μικρότερος από τη Γη και κρύωσε πιο γρήγορα, οπότε έχασε τον ρευστό πυρήνα του και μαζί με αυτόν και το μαγνητικό πεδίο. Σήμερα, η επιφάνειά του είναι μια έρημος που βομβαρδίζεται από θανάσιμα επίπεδα ακτινοβολίας.
Βαγγέλης Πρατικάκης
www.in.gr
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου