Ένα νέο μοντέλο αποκαλύπτει πώς ο υγρός πυρήνας της Γης έχει διατηρήσει το μαγνητικό της πεδίο από την αρχή του πλανήτη, προσφέροντας νέες πληροφορίες για το μέλλον του. Η Γη επωφελείται από την παρουσία ενός μαγνητικού πεδίου, το οποίο λειτουργεί ως ασπίδα ενάντια στην επικίνδυνη κοσμική ακτινοβολία και καθιστά δυνατή τη ζωή. Αντιθέτως, πλανήτες όπως ο Άρης εκτίθενται σε συνεχόμενη ροή φορτισμένων σωματιδίων, δημιουργώντας ένα πολύ πιο εχθρικό περιβάλλον.
Οι επιστήμονες αποδίδουν το μαγνητικό πεδίο της Γης στη λεγόμενη θεωρία του δυναμό. Σύμφωνα με αυτήν, η αργή ψύξη του υγρού πυρήνα από σίδηρο και νικέλιο προκαλεί ισχυρές ροές συναγωγής στον εξωτερικό πυρήνα. Καθώς η Γη περιστρέφεται, αυτές οι ροές εκτρέπονται, στριφογυρίζοντας σε σπειροειδή μοτίβα. Η κίνηση του υγρού μετάλλου δημιουργεί ηλεκτρικά ρεύματα, τα οποία με τη σειρά τους παράγουν μαγνητικά πεδία, δημιουργώντας το μεγαλύτερο μέρος της προστατευτικής μαγνητικής ασπίδας της Γης.
Ωστόσο, αυτή η θεωρία έχει περιορισμό. Πριν αρχίσει να κρυσταλλώνεται ο εσωτερικός πυρήνας — γεγονός που συνέβη περίπου πριν 1 δισεκατομμύριο χρόνια — ο πυρήνας της Γης ήταν εντελώς υγρός. Αυτό εγείρει ένα κρίσιμο ερώτημα: θα μπορούσε να υπήρχε μαγνητικό πεδίο σε εκείνη την αρχαιότερη περίοδο;
Μια πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύτηκε στην επιθεώρηση «Nature» δίνει απάντηση. Σε αυτήν, τρεις γεωφυσικοί από το Ελβετικό Ομοσπονδιακό Τεχνολογικό Ινστιτούτο Ζυρίχης (ETH Zurich) και το SUSTech στην Κίνα παρουσιάζουν νέες γνώσεις που ρίχνουν φως σε αυτό το μακροχρόνιο μυστήριο.
Το μοντέλο
Δεδομένου ότι το εσωτερικό της Γης και οι διεργασίες σε αυτό δεν μπορούν να παρατηρηθούν άμεσα, οι γεωεπιστήμονες χρησιμοποιούν μοντέλα υπολογιστών για τη μελέτη τους. Οι ερευνητές ανέπτυξαν ένα υπολογιστικό μοντέλο της Γης για να προσομοιώσουν αν ένας πλήρως υγρός πυρήνας θα μπορούσε να παράγει σταθερό μαγνητικό πεδίο. Οι προσομοιώσεις τους υπολογίστηκαν εν μέρει στον υπερυπολογιστή Piz Daint στο CSCS στο Λουγκάνο.
Στις προσομοιώσεις, οι ερευνητές δείχνουν ότι υπάρχει ένα φυσικό καθεστώς όπου η ιξώδης αντίσταση του πυρήνα δεν επηρεάζει το φαινόμενο του δυναμό. Αυτό σημαίνει ότι το μαγνητικό πεδίο της Γης δημιουργήθηκε στην πρώιμη ιστορία της Γης με τρόπο παρόμοιο με σήμερα. Η ομάδα είναι η πρώτη που κατάφερε να μειώσει την επίδραση της ιξώδους αντίστασης του πυρήνα σε αμελητέα τιμή σε ένα μοντέλο. «Μέχρι τώρα, κανείς δεν είχε καταφέρει να κάνει τέτοιους υπολογισμούς υπό σωστές φυσικές συνθήκες» λέει ο Γιουφένγκ Λιν, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας.
Η μαγνητική ιστορία και ο σύγχρονος πολιτισμός
«Αυτό το εύρημα μας βοηθά να κατανοήσουμε καλύτερα την ιστορία του μαγνητικού πεδίου και είναι χρήσιμο για την ερμηνεία δεδομένων από το γεωλογικό παρελθόν», λέει ο Άντι Τζάκσον, καθηγητής γεωφυσικής στο ETH Zurich.
Αυτό επίσης ρίχνει νέο φως στην εμφάνιση της ζωής. Δισεκατομμύρια χρόνια πριν, η ζωή φαίνεται ότι επωφελήθηκε από την προστασία της μαγνητικής ασπίδας, η οποία απέτρεψε την επικίνδυνη ακτινοβολία από το Διάστημα, καθιστώντας δυνατή την ανάπτυξή της. Οι ερευνητές μπορούν επίσης να χρησιμοποιήσουν αυτά τα νέα ευρήματα για να μελετήσουν τα μαγνητικά πεδία άλλων ουράνιων σωμάτων, όπως ο Ήλιος ή οι πλανήτες Δίας και Κρόνος.
Το μαγνητικό πεδίο της Γης δεν προστατεύει μόνο τη ζωή, αλλά παίζει καθοριστικό ρόλο στην επικοινωνία μέσω δορυφόρων και σε πολλές άλλες πτυχές του σύγχρονου πολιτισμού. «Είναι επομένως σημαντικό να κατανοήσουμε πώς δημιουργείται το μαγνητικό πεδίο, πώς αλλάζει με την πάροδο του χρόνου και ποιοι μηχανισμοί το συντηρούν. Αν καταλάβουμε πώς δημιουργείται, μπορούμε να προβλέψουμε την μελλοντική του εξέλιξη» λέει ο Τζάκσον.
Το μαγνητικό πεδίο έχει αλλάξει πολλές φορές την πολικότητά του κατά την ιστορία της Γης. Τις τελευταίες δεκαετίες, οι επιστήμονες παρατηρούν επίσης μια γρήγορη μετατόπιση του μαγνητικού βόρειου πόλου προς τον γεωγραφικό βόρειο πόλο. Είναι απαραίτητο για τον σύγχρονο πολιτισμό να κατανοήσει πώς μεταβάλλεται ο μαγνητισμός στη Γη.
Naftemporiki.gr
