Жидкое ядро молодой Земли создавало защитное магнитное поле: новое исследование раскрывает тайну
Земле повезло иметь магнитное поле: оно защищает планету и жизнь на ней от вредной космической радиации. Другие планеты Солнечной системы, такие как Марс, постоянно подвергаются бомбардировке заряженными частицами, что препятствует развитию жизни.
Учёные объясняют генерацию магнитного поля с помощью теории динамо. Согласно ей, медленное остывание жидкого железо-никелевого ядра создаёт конвекционные потоки во внешнем ядре. Вращение Земли отклоняет эти потоки, заставляя их двигаться по спирали. Эти движения порождают электрические токи, которые формируют магнитные поля, составляющие основу геомагнитного щита.
Однако в теории есть пробел: до кристаллизации внутреннего ядра примерно 1 млрд лет назад вся сердцевина Земли была полностью жидкой. Возникал вопрос: могло ли магнитное поле существовать в ту эпоху?
Команда геофизиков из ETH Zurich и Университета SUSTech (Китай) дала ответ в новом исследовании, опубликованном в журнале Nature.
Новая модель даёт ответ
Поскольку процессы в недрах Земли невозможно наблюдать напрямую, учёные полагаются на компьютерное моделирование. Исследователи создали модель, симулирующую полностью жидкое ядро, и проверили, способно ли оно генерировать стабильное магнитное поле. Для расчётов использовался суперкомпьютер Piz Daint в CSCS (Лугано).
Симуляции показали, что вязкость ядра не влияет на динамо-эффект. Это доказывает, что магнитное поле создавалось в ранней истории Земли так же, как сегодня. Команда впервые смогла минимизировать влияние вязкости в модели. «До этого никому не удавалось провести подобные расчёты в корректных физических условиях», — отмечает ведущий автор Юфэн Линь.
Понимание эволюции магнитосферы
«Это открытие углубляет наше понимание истории магнитного поля и помогает интерпретировать геологические данные», — говорит соавтор Энди Джексон, профессор ETH Zurich. Магнитный щит сыграл ключевую роль в зарождении жизни, защищая её от радиации. Теперь учёные могут применить модель для изучения магнитосфер Солнца, Юпитера и Сатурна.
Основа для цивилизации
Магнитное поле не только защищает жизнь, но и обеспечивает работу спутников, навигационных систем и других технологий. «Важно понять, как оно формируется, меняется и поддерживается. Это позволит прогнозировать его будущее», — подчёркивает Джексон.
За миллиарды лет полярность поля менялась тысячи раз. В последние десятилетия наблюдается смещение магнитного северного полюса к географическому. Мониторинг этих изменений критичен для современной инфраструктуры.
Это открытие также ставит под вопрос традиционные представления о планетарной эволюции. Теперь учёные предполагают, что даже каменистые экзопланеты с полностью жидкими ядрами могут обладать стабильными магнитными полями, что повышает шансы обнаружения жизни за пределами Солнечной системы. Дальнейшие исследования планируется направить на изучение связи между составом ядра и силой магнитосферы, что может раскрыть новые тайны формирования Земли и её «космических соседей».
В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
