מגנטיות בקריסטלים עתיקים מתגלה מתי הגיח הליבה הפנימית של כדור הארץ

חוקרים הצליחו להשתמש בניתוח של גבישי סלע עתיקים - ורישומי המגנטיות הנעולים בתוכם - כדי להתחקות אחר ההיסטוריה של הליבה הפנימית של כדור הארץ על פני מאות מיליוני שנים.

ליבת כדור הארץ, גוש חם צפוף של ברזל וניקל, מורכבת למעשה משתי שכבות - הליבה הפנימית המוצקה הדחוסה בתוך ליבה חיצונית מותכת. ואז מגיע המעטפת הסלעית (העבה מכל השכבות) והקרום שכולנו חיים עליו. אנחנו מדברים על 2,900 ק'מ (כ-1,800 מייל) מתחת לאדמה.

בהתבסס על ממצאי החוקרים, נראה כי הליבה הפנימית של כדור הארץ התגבשה למסה גדולה משמעותית לפני כ-550 מיליון שנים. התגבשות זו סיפקה מספיק חום כדי לשחזר את השדה המגנטי - שהתרוקן כ-15 מיליון שנה קודם לכן - והציבה את הסצינה לאירוע גדול.פיצוץ של חיים.

השדה המגנטי של כדור הארץ, המגן על החיים מפני רוחות שמש מזיקות, נשלט למעשה על ידי הברזל הנוזלי המתערבל בליבה החיצונית. אולם כפי שמבהיר מחקר חדש זה, לסגסוגת הברזל-ניקל המוצקה שבמרכזה יש גם תפקיד מפתח כמקור אנרגיה.

'הליבה הפנימית חשובה מאוד', אומר הגיאופיזיקאי ג'ון טארדונו מאוניברסיטת רוצ'סטר בניו יורק. 'ממש לפני שהליבה הפנימית התחילה לגדול, השדה המגנטי היה בנקודת קריסה, אבל ברגע שהליבה הפנימית התחילה לגדול, השדה התחדש'.

'המחקר הזה באמת מדגיש את הצורך במשהו כמו ליבה פנימית צומחת המקיימת שדה מגנטי לאורך כל חייו - מיליארדי שנים רבים - של כוכב לכת.'

המרחקים העצומים והטמפרטורות החמות הופכים את מדידת הליבה של כדור הארץ לבלתי אפשרית כמעט, ולכן מדענים מסתמכים על גבישים בסלע - במקרה זה, גבישי פלדספר ב אנורתוזיט . גבישים אלה פועלים כמתעדים מדויקים ביותר של מגנטיות.

על ידי השוואת סלעים שתוארכו לפני 565 מיליון שנה לסלעים המתוארכים לפני 532 מיליון שנים, הצוות הצליח לראות את השינוי בכוח המגנטי - חזרה דרמטית לשדה המגנטי של כדור הארץ. השינוי ארך עשרות מיליוני שנים, אבל זה מהיר יחסית מבחינת לוחות זמנים גיאולוגיים.

מודלים תרמיים המבוססים על המחקר מצביעים על כך שמבנה הליבה הפנימית השתנה לפני כ-450 מיליון שנה, ויצרו גבול בין הליבה הפנימית והחיצונית ביותר. שינויים במעטפת גם להתאים עם התזמונים האלה.

'מכיוון שהגבלנו את גיל הליבה הפנימית בצורה מדויקת יותר, נוכל לחקור את העובדה שהליבה הפנימית של ימינו מורכבת למעשה משני חלקים,' אומר טארדונו .

'תנועות טקטוניות של לוחות על פני כדור הארץ השפיעו בעקיפין על הליבה הפנימית, וההיסטוריה של התנועות הללו טבועה עמוק בתוך כדור הארץ במבנה הליבה הפנימית.'

ידיעה נוספת על האופן שבו התפתחה הליבה הפנימית למצבה הנוכחית יכולה גם ללמד אותנו כיצד היא עשויה להשתנות שוב בעתיד - כמו גם לתת לנו נקודת השוואה לשימוש בעת חקר כוכבי לכת אחרים.

אנחנו צריכים רק להעיף מבט מַאְדִים לראות מה היה קורה אילו הליבה הפנימית לא הייתה גדלה ומספקת את הדחף ליצירת השדה המגנטי של כדור הארץ חזק מספיק כדי להדוף קרינת שמש מזיקה מפני השטח.

ללא שדה מגנטי עולמי שיגן עליו, האטמוספירה של מאדיםהופשט משםעל ידי רוחות שמש לאורך מיליארדי שנים - ובמקביל, לוקחים את המים והחמצן הנדרשים כדי שהחיים יפרחו כראוי.

'כדור הארץ בהחלט היה מאבד הרבה יותר מים אם השדה המגנטי של כדור הארץ לא היה מתחדש', אומר טארדונו . 'כוכב הלכת יהיה הרבה יותר יבש ושונה מאוד מהכוכב היום'.

המחקר פורסם ב תקשורת טבע .