《自然•地球科学》:地磁强度曾出现最低值,“地球发电机”处于崩溃边缘

发布时间:2019-01-29

一直以来,天文爱好者和科学家们都对未抵达的地球核心充满着好奇,尽管人类已经遍布整个地球——占据了陆地,能够在空中飞行,或者潜入最深的洋底,甚至还登上了月球。然而有一个地方却从未能抵达,那就是地球的核心。


据英国《自然·地球科学》杂志28日在线发表的一项地球科学最新研究指出,地磁强度在约5.65亿年前出现最低值,“地球发电机”也处于崩溃边缘,而由于地球固体内核的形成能加强地磁场,这一结果表明,地球内核的形成可谓恰逢其时。

 

地球内部从古登堡面起,一直到地球中心,称之为地核。地核的质量占整个地球质量的31.5%,体积占整个地球体积的16.2%。但一直以来,科学家们估计的内核固化时间差异巨大,从25亿年前到5亿年前不等,对记录过去地磁性质的岩石进行分析,则可以缩小这一范围。

 

其实我们还远远谈不上哪怕是接近地球核心的程度。地球的中心点位于我们脚下6000公里深处,甚至是地球核区的外侧边界也在我们脚下3000公里左右的深处。而相比之下,人类迄今钻探的最深记录是12.3公里,地点是在俄罗斯的科拉钻井。

 

在地心,有着6倍于月球体积的巨大钢铁融流海洋,构成了所谓的 “地球发电机”。液态铁在新形成的内核边界固化,被认为可能曾是“地球发电机”的重要能量来源——外核中液态金属的对流形成了磁场。模拟预测,这种能量增强会保存在记录地磁场强度的岩石中。

 

一般认为,构成行星发电机的第二要件:驱动流体运动的能量来源。驱动地球发电机的能量,部分是热能,部分是化学能——两者都在地心深处造成浮力。地心的底部比顶部热,这意味着地心底部较热的、密度较低的铁趋向于上升。当这些流体到达地心顶部时,会由于碰到上覆的地幔而丧失部份热量。有足够能量驱动对流,才能维持这所谓“地球发电机”的正常工作。

 

此次,美国罗切斯特大学科学家约翰·塔度诺及同事对5.65亿年前在现今加拿大魁北克省东部形成的斜长石和斜辉石单晶体进行了分析,并测量了其记录的地磁场曾经的强度和方向。

 

地磁场的变化能影响无线电波的传播。当地磁场受到太阳黑子活动而发生强烈扰动时,远距离通讯将受到严重影响,甚至中断。假如没有地磁场,从太阳发出的强大的带电粒子流,就不会受到地磁场的作用发生偏转,而是直射地球。在这种高能粒子的轰击下,生命将无法存在。

 

据研究人员分析,他们检测到了前所未有的地磁强度低值,并推断当时的地磁倒转频率较高,这表明“地球发电机”当时处于崩溃边缘,当时内核尚未完全固化。

 

在随附的新闻与观点文章中,美国卡内基科学研究所的彼特·德里斯克表示,地球内核的形成时机可谓“正是时候”,它的出现不仅维持了“地球发电机”的运转,还拯救了地磁屏障。

 

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