Jak przypominają specjaliści z University of Texas w Austin, ziemskie jądro składa się z dwóch części - wewnętrznej - stałej i zewnętrznej - płynnej. Wiek stałego jądra szacowano dotąd na 1 mld aż do 4,5 mld lat.

Niedawno pojawiła się też teoria, że miałoby ono liczyć jedynie 565 mln lat. Autorzy nowej pracy opublikowanej w piśmie „Physical Review Letters” twierdzą jednak, że uformowało się ono przed 1,3 mld lat.

Ziemskie jądro zbudowane jest głównie z żelaza. Na podstawie tego, jak skutecznie żelazo transportuje w jądrze ciepło, można wydedukować wiele właściwości jądra, w tym jego wiek.

„Kiedy wiemy, jak dużo ciepła przedostaje się z zewnętrznego jądra do niższego płaszcza - można ocenić, kiedy Ziemia ochłodziła się wystarczająco mocno, aby wewnętrzne jądro zaczęło się krystalizować” - wyjaśnia kierujący pracami prof. Jung-Fu Lin.

Część prowadzonych od lat badań wskazywała na niskie przewodnictwo i dawne powstanie jądra, a część na wysokie przewodnictwo i na to, że jest ono młode.

Jednak młodszy wiek według obecnych teorii oznaczałby, że w jądrze panowały nierealistycznie wysokie temperatury. Tylko one mogły bowiem - zgodnie z dotychczasową teorią - utrzymać pole magnetyczne, zanim powstało wewnętrzne stałe jądro.

Nowe badanie rozwiązuje ten paradoks. Naukowcy bezpośrednio zmierzyli cieplne przewodnictwo żelaza w warunkach ziemskiego jądra - pod ciśnieniem miliona atmosfer - i w temperaturze podobnej do panującej na powierzchni Słońca. Aby tego dokonać, w diamentowym kowadle ścisnęli rozgrzane laserem próbki żelaza.

Tak zmierzone przewodnictwo okazało się o 30 do 50 proc. niższe, niż zakładano w teorii o młodym jądrze. To pozwoliło wyeliminować trudne do wyjaśnienia ekstremalne temperatury.

Badanie wskazuje też, że tworzące pole magnetyczne geodynamo może powstawać dzięki dwóm źródłom energii. Jednym jest konwekcja termiczna (ruch płynnego materiału jądra napędzany różnicami temperatur), a drugim konwekcja kompozycyjna (ruch wynikający z różnic w gęstości materiału).

Początkowo - zdaniem badaczy - źródłem geodynama była konwekcja termiczna, a teraz taką samą rolę odgrywają oba zjawiska.

„Ludzi bardzo interesuje i ekscytuje powstanie geodynama i siły pola magnetycznego, ponieważ pozwalają one rozwijać się na Ziemi życiu” - podkreśla prof. Lin.

Wyniki przemawiają teża za rezultatami badań skał, według których dzięki wewnętrznemu, krystalicznemu jądru Ziemia nabrała tak silnego pola magnetycznego, jakie dzisiaj się obserwuje.

Więcej informacji na stronach:

https://www.jsg.utexas.edu/news/2020/08/the-age-of-the-earths-inner-core-revised/

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.125.078501 (PAP)

mat/ zan/