Newsy

Rdzeń Ziemi starszy, niż się wydawało. Naukowcy obliczyli, że może liczyć nawet 1,3 mld lat [DEPESZA]

2020-09-03  |  06:00
Wszystkie newsy
Komputerowa symulacja pola magnetycznego Ziemi, które jest generowane w wyniku wymiany ciepła w jądrze Ziemi, źródło: NASA/ Gary A. Glatzmaier

Jedną z tajemnic Ziemi jest wiek jej wewnętrznego jądra. Naukowcy od dawna uważają, że rdzeń Ziemi odgrywa istotną rolę w tworzeniu osłony magnetycznej, która sprawia, że planeta nadaje się do zamieszkania. Różne były jednak szacunki, kiedy faktycznie uformował się jej rdzeń wewnętrzny. Najnowsze badania wykazały, że jest on znacznie starszy, niż wydawało się do tej pory – zamiast 565 mln lat liczy ich nawet dwukrotnie więcej.

W ciągu 4,5 mld lat historii Ziemi jej całkowicie płynne żelazne jądro ostygło na tyle, że utworzyło w środku stałą kulę. Obecnie jądro naszej planety składa się z litego wewnętrznego jądra żelaznego otoczonego rdzeniem zewnętrznym ze stopionego żelaza.

Rdzeń pełni istotną rolę, bo tworzy osłonę magnetyczną, która chroni naszą planetę przed szkodliwymi strumieniami promieniowania słonecznego. To dzięki temu ​​Ziemia nadaje się do zamieszkania. Naukowcy mają jednak problem z oszacowaniem wieku jądra naszej planety. Niedawno amerykańscy badacze stworzyli w laboratorium warunki zbliżone do centrum Ziemi i ustalili, że jądro jest znacznie starsze, niż wydawało się do tej pory. Wcześniejsze badania mówiły, że liczy ono 565 mln lat, jednak okazuje się, że może mieć nawet 1,3 mld lat.

Wyniki badań pomogą określić sposób, w jaki rdzeń przewodzi ciepło oraz źródła energii, które zasilają geodynamikę planety, czyli mechanizm podtrzymujący pole magnetyczne Ziemi.

– Ludzie są bardzo ciekawi wiedzy o pochodzeniu geodynamiki, sile pola magnetycznego, ponieważ przyczyniają się one do przystosowania planety do życia – tłumaczy Jung-Fu Lin, profesor na Uniwersytecie Teksasu, który kierował badaniami.

Obecnie w jądrze Ziemi występują dwa rodzaje konwekcji: termiczna, generowana przez wahania temperatury, oraz kompozycyjna, w której lżejsze pierwiastki uwolnione na granicy wewnętrznego rdzenia wznoszą się przez płynny rdzeń zewnętrzny. W obu przypadkach wytwarzane są prądy elektryczne, które ładują rdzeń. Zanim jednak wykrystalizował się stały rdzeń, w jądrze Ziemi możliwa była tylko konwekcja termiczna.

Aby przewodzić i utrzymywać takie temperatury, które pozwolą generować geodynamo, przewodność cieplna żelaza musi być bardzo wysoka. Zespół amerykańskich naukowców  postanowił przyjrzeć się przewodności cieplnej żelaza pod ciśnieniem i w temperaturach zbliżonych do temperatur w rdzeniu. Osiągnęli to poprzez ściskanie podgrzanych laserem próbek żelaza między dwoma diamentowymi kowadłami.

– Gdy oszacowaliśmy, ile ciepła przepływa z zewnętrznego jądra do dolnego płaszcza ziemskiego, mogliśmy określić, kiedy Ziemia ostygła dostatecznie do tego stopnia, że rdzeń wewnętrzny zaczął się krystalizować – tłumaczy Jung-Fu Lin. – Dzięki lepszym informacjom na temat przewodnictwa i strumienia ciepła mogliśmy dokładniej oszacować wiek wewnętrznego rdzenia Ziemi.

Naukowcom udało się zmierzyć przewodność elektryczną i cieplną próbki pod ciśnieniem 170 gigapaskali (1,7 mln razy większe niż ciśnienie atmosferyczne) oraz w temperaturze 3 tys. kelwinów. Kiedy zmierzyli przewodnictwo w próbce, okazało się, że jest ono nawet o 50 proc. niższe niż to, co byłoby wymagane dla oszacowania wieku rdzenia wewnętrznego na 565 mln lat. Naukowcy ustalili górną granicę przewodnictwa cieplnego ciekłego żelaza w warunkach rdzenia, a dzięki temu mogli oszacować wiek wewnętrznego jądra Ziemi na 1–1,3 mld lat.

Czytaj także

Więcej ważnych informacji

Jedynka Newserii

Jedynka Newserii

Medycyna

Sztuczna inteligencja rozwiązała problem, nad którym naukowcy pracują od 50 lat. Odkrycie pozwoli w przyszłości opracować skuteczniejsze leki [DEPESZA]

Algorytm AlphaFold przyczynił się do rozwiązania jednego z najważniejszych zagadnień, z którym biolodzy zmagali się od kilkudziesięciu lat. Specjaliści z DeepMind napisali oprogramowanie wykorzystujące potencjał sztucznej inteligencji do przewidywania struktury białek na podstawie sekwencji aminokwasów. Dokładność nowego narzędzia zaskoczyła naukowców. Odkrycie ułatwi badanie struktur biologicznych i może przyczynić się do powstania leków o niespotykanej dotychczas skuteczności działania.

E-commerce

Pandemia przyspiesza transformację technologiczną tradycyjnego handlu. Sztuczna inteligencja pomaga zrobić zakupy, a mobilne kasy samoobsługowe automatycznie pobiorą płatności

Choć e-commerce w czasach pandemii zyskuje na znaczeniu, także tradycyjny handel sięga po nowoczesne technologie. Sztuczna inteligencja wspiera klientów podczas zakupów, ułatwia znalezienie potrzebnego produktu, rekomenduje ubrania czy meble. Pomaga też sieciom handlowym – inteligentne roboty skanują półki i wskazują, które produkty należy uzupełnić. Nowe technologie zwiększają też bezpieczeństwo podczas zakupów. Dzięki inteligentnym kasom mobilnym płatność pobierana jest automatycznie z konta, bez konieczności stania w kolejce.