Geologi

Jordens indre kerne er kun en milliard år gammel ... langt yngre end de fleste af os troede

2024

En milliard år er ikke det uudgrundelige tidsrum, vi mennesker - som virkelig er i nærheden af universets ordsprogede øje - i kosmiske termer. Det er ikke engang meget for vores planet.

hvordan man skriver bekræftelser lov om tiltrækning

Jorden menes at være omkring 4,6 milliarder år gammel. Indtil nu blev dens kerne ofte anslået til at være tættere på den alder, men genskabelse af betingelserne for den indre kerne i et laboratorium ændrede alt det. Den indre kerne er lavet af massivt jern, der er omfattet af en ydre kerne af flydende jern. Et forbløffende eksperiment af et internationalt team af forskere afslørede en meget yngre alder for Jordens indre kerne end tidligere blev antaget af mange (selvom den stadig er gammel nok til dinosaurerne i Rejse til Jordens centrum for at være historisk nøjagtig).

Eksperimentet fandt ud af, hvad alderen på den indre kerne skal være ved at måle dens varmeledningsevne eller evne til at overføre varme gennem ledning.

Kernens varmeledningsevne bestemmer kølens hastighed og den indre kernes væksthastighed. Derfor kan den fortælle os alderen på den indre kerne og energikilderne og mekanismen til at drive geodynamo , fysiker Youjun Zhang, der var medforfatter af en undersøgelse, der for nylig blev offentliggjort i Fysiske revisionsbreve , fortalte SYFY WIRE.

Kollisioner og efterfølgende varmeoverførsel mellem atomer eller molekyler, der allerede er tæt på hinanden, bestemmer i hvilket omfang kernen leder varme , og hvad der driver geodynamoen, eller den kraft, der holder vores magnetfelt stærkt . Denne kraft er det flydende jern i den ydre kerne. Det menes også at indeholde lettere elementer som kulstof, brint, ilt, silicium og svovl. At finde ud af magnetfeltets kraft og hvordan geodynamoen blev til kan også fortælle os om vores planets beboelighed, da magnetfeltet afværger skadelige kosmiske stråler og forhindrer Jorden i at blive til en strålingsblæst ørken som Mars.

Men vent. Geodynamoparadokset, der satte spørgsmålstegn ved, hvor levedygtig den termiske konvektion foregår afhængigt af niveauet af kernens varmeledningsevne, var i vejen. Der var ingen måde, geodynamoen kunne have været tændt på et tidligt tidspunkt i Jordens udvikling, hvis dens varmeledningsevne var for høj, da en ung og varm ydre kerne senere ville have dannet sig uden tid nok til at køle af. Anslået kernealder ville stige afhængigt af hvor lav den termiske ledningsevne for geodynamoen viste sig at være. Jo tidligere geodynamoen blev drevet, jo mere tid skulle det køle af og tilføjede år (mere som æoner i dette tilfælde) til kernen.

Kredit: NASA

Zhang og hans team havde brug for at se, om de kunne løse dette, hvis de skulle finde en alder af den indre kerne, der har større tryk end en million atmosfærer og temperaturer, der kan være varmere end solens overflade. Det var da de bragte noget hardcore smeltet metal frem.

Vi bestemte den elektriske og termiske ledningsevne ved at presse laseropvarmet jern som hovedkomponenten i kernen ved simulerede Jordens kerneforhold gennem eksperimenter og teori, sagde han. Varmeledningsevnen viste sig at være 30-50% lavere end den tidligere undersøgelse fandt, og understøtter en geodynamo drevet af termisk konvektion på et tidligt stadium og af både termisk og sammensætningskonvektion i dag.

Geodynamos varmeledningsevne kan også have været påvirket af tilstedeværelsen af de lettere elementer, der opløses i det smeltede jern, da det først dannede sig, især silicium. Dette kan betyde, at disse elementer gør det mindre varmeledende. Lavere ledningsevne fra lettere elementer kan forveksles med køletid og også forklare årsagen til, at så mange estimater for alderen på Jordens kerne var på den højere side, selvom et nyligt estimat før Zhangs eksperiment kun var 565 millioner år, svært at tro med en planet milliarder af år gammel. Termisk konvektion og sammensætningskonvektion holder geodynamoen aktiv, så den kan fortsætte med at forhindre Jorden i at gå Mars.

Der er tre hovedkrav til en aktiv dynamo, forklarede Zhang. Disse er en elektrisk ledende væske ydre kerne, kinetisk energi ved Jordens rotation og en intern energikilde til at opretholde væskens konvektionsbevægelse. Den interne energikilde omfatter termisk og sammensat energi, der driver konvektionen. Hvilken konvektionstype, der er gyldig, afhænger af kernens varmeledningsevne.

Jordens magnetfelt er menes at have spidset omkring en milliard år siden, hvilket er blevet understøttet af, hvordan magnetiske materialer er arrangeret i klipper omkring den alder. Denne stigning opstod sandsynligvis på grund af den drastiske stigning i Jordens magnetisme, da den indre kerne dannedes. Sammensætningen af disse sten er mere bevis på kernens opdaterede alder.

Den tidlige geodynamo blev hovedsagelig drevet af termisk konvektion før den indre kernedannelse, mens den med den indre kernevækst er drevet af både termisk og sammensætningskonvektion, sagde Zhang.

For os, der ønsker at være udødelige, kan vi kun forestille os, hvordan det ville være i en milliard år at føle sig som næsten ingenting.