Làm thế nào mà Trái đất tránh được một số phận giống như sao Hỏa? Những tảng đá cổ giữ manh mối

Làm thế nào mà Trái đất tránh được một số phận giống như sao Hỏa? Những tảng đá cổ giữ manh mối

    Làm thế nào mà Trái đất tránh được một số phận giống như sao Hỏa? Những tảng đá cổ giữ manh mối

    How did Earth avoid a Mars-like fate? Ancient rocks hold clues

    Mô tả Trái đất, đầu tiên không có lõi bên trong; thứ hai, với một lõi bên trong bắt đầu phát triển, khoảng 550 triệu năm trước; thứ ba, với lõi bên ngoài và trong cùng, cách đây khoảng 450 triệu năm. Các nhà nghiên cứu của Đại học Rochester đã sử dụng cổ từ học để xác định hai niên đại quan trọng này trong lịch sử của lõi bên trong, mà họ tin rằng đã khôi phục từ trường của hành tinh ngay trước khi sự sống bùng nổ trên Trái đất. Nhà cung cấp hình ảnh: Đại học Rochester / Michael Osadciw
    Khoảng 1.800 dặm dưới chân chúng ta, sắt lỏng xoáy trong lõi ngoài của Trái đất tạo ra từ trường bảo vệ hành tinh của chúng ta. Từ trường này là vô hình nhưng rất quan trọng đối với sự sống trên bề mặt Trái đất vì nó bảo vệ hành tinh khỏi gió mặt trời — các luồng bức xạ từ mặt trời.

    Tuy nhiên, khoảng 565 triệu năm trước, cường độ của từ trường giảm xuống còn 10% so với cường độ ngày nay. Sau đó, một cách bí ẩn, trường bật trở lại, lấy lại sức mạnh của nó ngay trước vụ nổ kỷ Cambri về sự sống đa bào trên Trái đất.

    Điều gì đã làm cho từ trường bật trở lại?

    Theo nghiên cứu mới của các nhà khoa học tại Đại học Rochester, sự trẻ hóa này xảy ra trong vòng vài chục triệu năm — nhanh chóng theo các thang thời gian địa chất — và trùng hợp với sự hình thành lõi rắn bên trong của Trái đất, cho thấy rằng lõi này có thể là nguyên nhân trực tiếp.

    John Tarduno, William R. Kenan, Jr., Giáo sư Địa vật lý tại Khoa Trái đất và Khoa học Môi trường và là trưởng khoa nghiên cứu về Nghệ thuật, Khoa học & Kỹ thuật tại Rochester cho biết: “Phần lõi bên trong cực kỳ quan trọng. "Ngay trước khi lõi bên trong bắt đầu phát triển, từ trường đã ở điểm sụp đổ, nhưng ngay sau khi lõi bên trong bắt đầu phát triển, trường đã được tái sinh."

    Trong bài báo đăng trên tạp chí Nature Communications, các nhà nghiên cứu đã xác định một số niên đại chính trong lịch sử của lõi bên trong, bao gồm cả một ước tính chính xác hơn về tuổi của nó. Nghiên cứu cung cấp manh mối về lịch sử và sự tiến hóa trong tương lai của Trái đất và cách nó trở thành một hành tinh có thể sinh sống được, cũng như sự tiến hóa của các hành tinh khác trong hệ Mặt trời.

    Mở khóa thông tin trong các tảng đá cổ đại

    Trái đất được cấu tạo bởi các lớp: lớp vỏ, nơi có sự sống; lớp phủ, lớp dày nhất của Trái đất; lõi bên ngoài nóng chảy; và lõi rắn bên trong, lần lượt được cấu tạo bởi lõi bên ngoài cùng và lõi bên trong cùng.

    Từ trường của Trái đất được tạo ra trong lõi bên ngoài của nó, nơi sắt lỏng xoáy tạo ra các dòng điện, tạo ra một hiện tượng gọi là địa động lực tạo ra từ trường.

    Do mối quan hệ của từ trường với lõi Trái đất, các nhà khoa học đã cố gắng trong nhiều thập kỷ để xác định từ trường và lõi Trái đất đã thay đổi như thế nào trong suốt lịch sử hành tinh của chúng ta. Họ không thể đo trực tiếp từ trường do vị trí và nhiệt độ khắc nghiệt của vật liệu trong lõi. May mắn thay, các khoáng chất trồi lên bề mặt Trái đất chứa các hạt từ tính cực nhỏ khóa hướng và cường độ của từ trường tại thời điểm các khoáng chất nguội khỏi trạng thái nóng chảy.

    Để hạn chế tốt hơn tuổi và sự phát triển của lõi bên trong, Tarduno và nhóm của ông đã sử dụng tia laser CO2 và thiết bị giao thoa lượng tử siêu dẫn (SQUID) của phòng thí nghiệm để phân tích các tinh thể fenspat từ đá anorthosite. Tarduno nói rằng những tinh thể này có các kim từ tính phút bên trong chúng là "máy ghi từ tính hoàn hảo".

    Bằng cách nghiên cứu từ tính bị khóa trong các tinh thể cổ đại - một lĩnh vực được gọi là cổ từ - các nhà nghiên cứu đã xác định được hai niên đại quan trọng mới trong lịch sử của lõi bên trong:

    Cách đây 550 triệu năm: thời điểm mà từ trường bắt đầu đổi mới nhanh chóng sau sự sụp đổ gần 15 triệu năm trước đó. Các nhà nghiên cứu cho rằng sự đổi mới nhanh chóng của từ trường dẫn đến sự hình thành của một lõi rắn bên trong sạc lại lõi bên ngoài nóng chảy và khôi phục cường độ của từ trường.
    450 triệu năm trước: thời điểm mà cấu trúc của lõi bên trong đang phát triển đã thay đổi, đánh dấu ranh giới giữa lõi trong cùng và ngoài cùng. Những thay đổi này trong lõi bên trong trùng khớp với những thay đổi cùng thời gian trong cấu trúc của lớp phủ bên trên, do kiến ​​tạo mảng trên bề mặt.
    Tarduno nói: “Bởi vì chúng tôi hạn chế tuổi của lõi bên trong một cách chính xác hơn, chúng tôi có thể khám phá sự thật rằng lõi bên trong ngày nay thực sự bao gồm hai phần. "Các chuyển động kiến ​​tạo mảng trên bề mặt Trái đất đã ảnh hưởng gián tiếp đến lõi bên trong, và lịch sử của những chuyển động này được in sâu trong Trái đất trong cấu trúc của lõi bên trong."

    Tránh một số phận giống như sao Hỏa

    Hiểu rõ hơn về động lực và sự phát triển của lõi bên trong và từ trường có ý nghĩa quan trọng, không chỉ trong việc khám phá quá khứ của Trái đất và dự đoán tương lai của nó, mà còn làm sáng tỏ các cách mà các hành tinh khác có thể hình thành lá chắn từ trường và duy trì các điều kiện cần thiết để duy trì sự sống .

    Các nhà nghiên cứu tin tưởng rằng sao Hỏa từng có từ trường, nhưng từ trường tan biến, khiến hành tinh này dễ bị ảnh hưởng bởi gió mặt trời và bề mặt không có đại dương. Tarduno nói: “Mặc dù vẫn chưa rõ liệu sự vắng mặt của từ trường có khiến Trái đất gặp phải số phận tương tự hay không, nhưng“ Trái đất chắc chắn sẽ mất nhiều nước hơn nếu từ trường của Trái đất không được tái tạo. "Hành tinh sẽ khô hơn nhiều và rất khác so với hành tinh ngày nay."

    Về mặt tiến hóa của hành tinh, nghiên cứu nhấn mạnh tầm quan trọng của lá chắn từ trường và cơ chế duy trì nó, ông nói.

    "Nghiên cứu này thực sự nhấn mạnh sự cần thiết phải có một cái gì đó giống như một lõi bên trong đang phát triển có thể duy trì một từ trường trong suốt thời gian tồn tại — nhiều tỷ năm — của một hành tinh."

    Zalo
    Hotline