Земля генерирует сильное магнитное поле, распространяющееся от ядра в космос, которое защищает атмосферу и отклоняет вредные частицы высокой энергии от Солнца и космоса. Без него наша планета подверглась бы бомбардировке космическим излучением, и жизнь на поверхности Земли могла бы не существовать.
Движение жидкого железа во внешнем ядре Земли вызывает явление, называемое геодинамо, которое создает магнитное поле Земли. Это движение вызвано потерей тепла сердечником и затвердеванием внутреннего сердечника.
Но внутреннее ядро ??планеты не всегда было твердым. Какое влияние на магнитное поле оказало первоначальное затвердевание внутреннего ядра? Выяснение того, когда это произошло и как отреагировало месторождение, создало особенно неприятную и неуловимую проблему для тех, кто пытается понять геологическую эволюцию нашей планеты, проблему, которую Дрисколл намеревался решить.
Вот в чем проблема: ученые могут восстановить магнитную запись планеты с помощью анализа древних горных пород, которые все еще несут на себе отпечаток магнитной полярности той эпохи, в которой они были сформированы. Эта запись предполагает, что поле было активным и диполярным — с двумя полюсами — на протяжении большей части истории нашей планеты. Геологическая летопись также не показывает серьезных изменений в напряженности древнего магнитного поля за последние 4 миллиарда лет. Критическое исключение — неопротерозойская эра, от 0,5 до 1 миллиарда лет назад, когда существуют пробелы в записи интенсивности и аномальные направления.
Может ли это исключение быть объяснено таким крупным событием, как затвердевание внутреннего ядра планеты?Чтобы ответить на этот вопрос, Дрисколл смоделировал тепловую историю планеты за 4,5 миллиарда лет. Его модели показывают, что внутреннее ядро ??должно было начать твердеть около 650 миллионов лет назад.
Используя дальнейшее трехмерное моделирование динамо, которое моделирует генерацию магнитного поля турбулентными движениями жидкости, Дрисколл более внимательно изучил ожидаемые изменения магнитного поля за этот период.«Я обнаружил удивительную вариативность», — сказал Дрисколл. «Эти новые модели не поддерживают предположение о постоянном дипольном поле во все времена, вопреки тому, что мы думали ранее».Его результаты показали, что около 1 миллиарда лет назад Земля могла перейти от поля современного вида, имеющего «сильное» магнитное поле с двумя противоположными полюсами на севере и юге планеты, к «слабому» магнитному полю, которое сильно колебались по интенсивности и направлению и исходили из нескольких полюсов. Затем, вскоре после предсказанного момента затвердевания ядра, моделирование динамо Дрисколла предсказывает, что магнитное поле Земли снова перешло в «сильное» двухполюсное.
«Эти открытия могут дать объяснение странным колебаниям направления магнитного поля, которые наблюдались в геологической летописи около 600–700 миллионов лет назад», — добавил Дрисколл. «И такие драматические изменения поля имеют широкие последствия».В целом, результаты имеют большое значение для тепловой и магнитной истории Земли, особенно когда речь идет о том, как магнитные измерения используются для восстановления движения континентов и древнего климата.
Моделирование и моделирование Дрисколла необходимо будет сравнить с будущими данными, полученными из высококачественных намагниченных горных пород, чтобы оценить жизнеспособность новой гипотезы.