Ο εσωτερικός πυρήνας της Γης σχηματίστηκε πριν από 1 με 1,5 δισεκατομμύρια χρόνια δείχνει νέα μελέτη

Επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Λίβερπουλ χρησιμοποίησαν νέα δεδομένα που δείχνουν ότι ο εσωτερικός πυρήνας της Γης σχηματίστηκε 1 με 1,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, καθώς «πάγωσε» από τον περιβάλλοντα εξωτερικό πυρήνα τηγμένου σιδήρου.

Ο εσωτερικός πυρήνας είναι το βαθύτερο στρώμα της Γης. Είναι μια σφαίρα στερεού σιδήρου, ελάχιστα μεγαλύτερη από τον Πλούτωνα, που περιβάλλεται από έναν υγρό εξωτερικό πυρήνα. Ο εσωτερικός πυρήνας είναι μια σχετικά πρόσφατη προσθήκη στον πλανήτη μας και ο εντοπισμός του πότε σχηματίστηκε είναι ένα θέμα έντονης επιστημονικής αντιπαράθεσης με τις εκτιμήσεις να κυμαίνονται από 0,5 έως 2 δισεκατομμύρια χρόνια.

Σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύεται στο Nature, ερευνητές από τη Σχολή Περιβαλλοντικών Επιστημών του Πανεπιστημίου ανέλυσαν μαγνητικές εγγραφές από αρχαία πυριγενή πετρώματα και βρήκαν ότι υπήρξε μια απότομη αύξηση στην ισχύ του μαγνητικού πεδίου της Γης μεταξύ 1 και 1,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν.

Αυτό το αυξημένο μαγνητικό πεδίο θεωρείται ως μια πιθανή ένδειξη της πρώτης εμφάνισης του στερεού σιδήρου στο κέντρο της Γης και το σημείο στην ιστορία της Γης κατά το οποίο ο στερεός εσωτερικός πυρήνας άρχισε να «ξεχωρίζει» από τον δροσιστικό τηγμένο εξωτερικό πυρήνα. «Αυτή η ανακάλυψη θα μπορούσε να αλλάξει την κατανόησή μας για το εσωτερικό της Γης και την ιστορία της», δήλωσε ο ειδικός επί του παλαιομαγνητισμού και επικεφαλής της μελέτης Dr Andy Biggin.

«Ο χρόνος της πρώτης εμφάνισης του στερεού σιδήρου ή η «πυρηνοποίηση» του εσωτερικού πυρήνα είναι εξαιρετικά αμφιλεγόμενος, αλλά είναι ζωτικής σημασίας για τον προσδιορισμό των ιδιοτήτων και της ιστορίας του εσωτερικού της Γης και έχει ισχυρές επιπτώσεις στο πώς δημιουργήθηκε το μαγνητικό πεδίο της Γης, το οποίο λειτουργεί ως ασπίδα προστασίας από τις επιβλαβείς ακτινοβολίες του ήλιου, καθώς και ένα χρήσιμο βοήθημα πλοήγησης».

«Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι ο πυρήνας της Γης ψύχθηκε λιγότερο γρήγορα από ότι εθεωρείτο μέχρι σήμερα γεγονός που έχει επιπτώσεις για το σύνολο των Γεωεπιστημών. Επίσης, υποστηρίζουν ένα μέσο ρυθμό ανάπτυξης του στερεού εσωτερικού πυρήνα περίπου 1 χιλιοστό ετησίως (1 mm/y), στοιχείο που επηρεάζει την αντίληψη μας για το μαγνητικό πεδίο της Γης».

Το μαγνητικό πεδίο της Γης δημιουργείται από την κίνηση του κράματος υγρού σιδήρου στον εξωτερικό πυρήνα, περίπου 3.000 χιλιόμετρα κάτω από το φλοιό της Γης. Αυτές οι κινήσεις συμβαίνουν επειδή ο πυρήνας χάνει θερμότητα στον υπερκείμενο στερεό μανδύα που εκτείνεται μέχρι τον φλοιό στον οποίο ζούμε, παράγοντας το φαινόμενο της μεταφοράς.

Μόλις ο εσωτερικός πυρήνας άρχισε να ψύχεται, αυτή η μεταφορά δέχθηκε έντονη ενίσχυση σε ισχύ, επειδή ελαφρά, μη μεταλλικά στοιχεία παρέμειναν λειωμένα στον εξωτερικό πυρήνα και σχετικά επέπλεαν στο υπερκείμενο υγρό. Η διαδικασία συνεχίζεται σήμερα και θεωρείται ότι είναι η κύρια πηγή του «καυσίμου» για την παραγωγή του μαγνητικού πεδίου της Γης.

«Το θεωρητικό μοντέλο που ταιριάζει καλύτερα στα δεδομένα μας δείχνει ότι ο πυρήνας χάνει θερμότητα πιο αργά από ότι σε οποιαδήποτε περίοδο τα τελευταία 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια και ότι αυτή η ροή ενέργειας θα μπορούσε να κρατήσει το μαγνητικό πεδίο της Γης να υπάρχει για ακόμα ένα δισεκατομμύριο χρόνια ή και περισσότερο», πρόσθεσε ο Dr Biggin, από τη Σχολή Περιβαλλοντικών Επιστημών. «Αυτό έρχεται σε έντονη αντίθεση με τον Άρη που είχε ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο νωρίς στην ιστορία της, που στη συνέχεια φαίνεται να χάθηκε μετά από μισό δισεκατομμύριο χρόνια».

Πηγή: University of Liverpool

Περισσότερα στην εργασία: Palaeomagnetic field intensity variations suggest Mesoproterozoic inner-core nucleation, Nature 526, 245–248 (08 October 2015)