Bagaimana Bumi menghindari nasib mirip Mars? Batuan kuno mengandung petunjuk

Kira-kira 1.800 mil di bawah kaki kita, pemintalan besi cair di inti luar bumi menghasilkan medan magnet pelindung planet kita. Medan magnet ini tidak terlihat tetapi penting bagi kehidupan di Bumi karena melindungi planet ini dari angin matahari – aliran radiasi dari matahari.

Namun, sekitar 565 juta tahun yang lalu, Medan gayaKekuatannya telah turun menjadi 10 persen dari kekuatannya hari ini. Kemudian, secara misterius, medan tersebut memantul kembali, mendapatkan kembali kekuatannya sebelum ledakan kehidupan multiseluler Kambrium di Bumi.

Apa yang menyebabkan medan magnet memantul?

Menurut penelitian baru oleh para ilmuwan di University of Rochester, regenerasi ini terjadi dalam beberapa puluh juta tahun — cepat pada skala waktu geologis — dan bertepatan dengan pembentukan inti bumi yang padat, menunjukkan bahwa inti kemungkinan merupakan penyebab langsung. .

“Inti dalam sangat penting,” kata John Tarduno, profesor geofisika di Departemen Ilmu Bumi dan Lingkungan dan dekan penelitian seni, sains dan teknik di Rochester. “Tepat sebelum inti dalam mulai tumbuh, medan magnet hampir runtuh, tetapi segera setelah inti dalam mulai tumbuh, medan itu diperbarui.”

Dalam makalah yang diterbitkan di Koneksi AlamDalam artikel ini, para peneliti mengidentifikasi beberapa tanggal penting dalam sejarah inti dalam, termasuk perkiraan usianya yang lebih akurat. Penelitian ini memberikan petunjuk tentang sejarah dan perkembangan Bumi di masa depan dan bagaimana ia menjadi planet yang layak huni, serta evolusi planet lain di tata surya.

Buka kunci informasi di bebatuan kuno

Bumi terdiri dari lapisan: kerak tempat kehidupan ada; Itu jubah, lapisan paling tebal di Bumi; Inti luar cair dan inti dalam padat, yang pada gilirannya terdiri dari inti dalam luar dan inti dalam yang lebih dalam.

Medan magnet bumi tercipta di inti luarnya, yang menyebabkan besi cair berotasi arus listrikIni mendorong fenomena yang disebut geodinamo yang menghasilkan medan magnet.

Karena hubungan medan magnet dengan inti bumi, para ilmuwan telah mencoba selama beberapa dekade untuk menentukan bagaimana medan magnet dan inti bumi berubah sepanjang sejarah planet kita. Mereka tidak dapat secara langsung mengukur medan magnet karena lokasi dan suhu ekstrim bahan di inti. Untungnya, mineral yang naik ke permukaan bumi mengandung partikel magnetik kecil yang mengunci arah dan intensitas medan magnet saat mineral mendingin dari keadaan cairnya.

Untuk lebih membatasi umur dan pertumbuhan inti dalam, Tarduno dan timnya menggunakan karbon dioksida₂ Laser in vitro dan perangkat interferensi kuantum superkonduktor (SQUID) untuk menganalisis kristal feldspar dari batuan anorthosite. Kristal ini memiliki jarum magnetik kecil di dalamnya yang merupakan “perekam magnetik yang ideal,” kata Tarduno.

Dengan mempelajari magnet yang terperangkap dalam kristal kuno – bidang yang dikenal sebagai palaeomagnetisme – para peneliti telah mengidentifikasi dua tanggal baru yang penting dalam sejarah inti dalam:

• 550 juta tahun yang lalu: Waktu ketika medan magnet mulai beregenerasi dengan cepat setelah runtuh kira-kira 15 juta tahun sebelumnya. Para peneliti mengaitkan regenerasi cepat medan magnet dengan pembentukan a baja bagian dalam yang kokoh yang diisi ulang inti luar cair dan memulihkan kekuatan medan magnet.
• 450 juta tahun yang lalu: Waktu ketika struktur inti dalam yang tumbuh berubah, menunjukkan batas antara inti dalam dan luar. Perubahan pada inti bagian dalam ini bertepatan dengan perubahan pada waktu yang hampir bersamaan pada struktur rak paling atas, karena lempeng tektonik di atap.

“Karena kami membatasi usia inti dalam dengan lebih tepat, kami dapat mengeksplorasi fakta bahwa inti dalam saat ini sebenarnya terdiri dari dua bagian,” kata Tarduno. “Pergerakan lempeng tektonik di permukaan bumi secara tidak langsung mempengaruhi inti bagian dalam, dan sejarah pergerakan ini tercetak jauh di dalam bumi dalam struktur inti bagian dalam.”

Hindari nasib seperti Mars

Pemahaman yang lebih baik tentang dinamika dan pertumbuhan inti dalam dan medan magnet memiliki implikasi penting, tidak hanya dalam mengungkap masa lalu Bumi dan memprediksi masa depannya, tetapi juga dalam mengungkap cara planet lain dapat membentuk perisai magnet dan mempertahankan kondisi yang diperlukan untuk kehidupan pelabuhan.

Para peneliti percaya bahwa Mars, misalnya, pernah memiliki medan magnet, tetapi medan itu menghilang, membuat planet ini rentan terhadapnya. angin matahari Dan permukaan tanpa lautan. Meskipun tidak jelas apakah ketiadaan medan magnet akan menyebabkan Bumi menghadapi nasib yang sama, “Bumi pasti kehilangan banyak Air “Jika medan magnet Bumi tidak diperbarui, planet ini akan jauh lebih kering dan berbeda dari planet saat ini,” kata Tarduno.

Mengenai evolusi planet, kemudian, penelitian menggarisbawahi pentingnya perisai magnetik dan mekanisme pelestariannya, katanya.

“Penelitian ini benar-benar menyoroti kebutuhan untuk memiliki sesuatu seperti pertumbuhan Inti dalam Ia mempertahankan medan magnet seumur hidup — beberapa miliar tahun — dari sebuah planet.”