Ученые выяснили интересный факт о магнитном поле Земли
07.11.2022 315 0
Межпланетное столкновение, сформировавшее Луну, может иметь больше связей с древней историей Земли, чем мы могли себе представить.
Защитное магнитное поле, окружающее Землю, настолько сильное, что оно, должно быть, сформировалось в начале нашей истории, но есть сложность в определении времени: Земля, вероятно, была поражена протопланетой размером с Марс 4,5 млрд лет назад. Этот сбой может быть связан с тем, как сформировалось магнитное поле нашей планеты.
Межпланетное столкновение было настолько колоссальным, что в соответствии с «гипотезой гигантского удара» в истории происхождения Луны образовались куски материала, которые сформировали Луну Земли. Ученые десятилетиями изучали изотопы, метеориты и геологию, чтобы ограничить формирование Луны, но гипотеза магнитного поля изучена не так тщательно.
Земля генерирует свое магнитное поле посредством процесса геодинамо, который требует, чтобы планета вращалась с определенной скоростью и имела внутреннюю жидкость, которая, среди прочих свойств, может проводить электричество. Во внешнем ядре Земли из расплавленного железа происходит преобразование энергии в электрическую и магнитную.
Поле является самоподдерживающимся, так как магнитное поле индуцирует электрические токи, а токи генерируют магнитное поле. Но как этот процесс начался в первую очередь, плохо понятно. В своей статье авторы говорят, что это ключевые вопросы, которые необходимо задать в будущих исследованиях, чтобы определить, существовало ли сильное поле до или после удара.
Авторы подчеркивают, что сейчас слишком мало информации, чтобы выбирать между вариантами, но они добавляют, что большое крушение нельзя игнорировать при обсуждении того, как сформировалось магнитное поле Земли.
Поле связано с относительно быстрым вращением Земли (24 часа), что является ключом к сохранению магнетизма. По словам ученых, динамо-машина работает только в том случае, если ее обслуживают, и она не может перезапуститься из-за физических ограничений в недрах Земли. Однако неясно, вызвало ли столкновение динамо или вращение Земли создало сильное динамо ранее в истории — достаточно сильное, чтобы противостоять удару.
Ученые отмечают, что потребуются дополнительные исследования, чтобы ограничить сроки.
Авторы добавили, что учет этого динамо-ограничения может помочь будущим исследователям сузить время возникновения магнитного поля Земли до или после удара. Они также хотят провести дополнительные исследования, чтобы более детально изучить магнитную историю Земли.
Защитное магнитное поле, окружающее Землю, настолько сильное, что оно, должно быть, сформировалось в начале нашей истории, но есть сложность в определении времени: Земля, вероятно, была поражена протопланетой размером с Марс 4,5 млрд лет назад. Этот сбой может быть связан с тем, как сформировалось магнитное поле нашей планеты.
«Предыдущие теории не признавали эту потенциально важную связь», — заявил в своем заявлении соавтор Дэвид Хьюз, прикладной математик из Университета Лидса, в рецензируемом исследовании в PNAS.
Межпланетное столкновение было настолько колоссальным, что в соответствии с «гипотезой гигантского удара» в истории происхождения Луны образовались куски материала, которые сформировали Луну Земли. Ученые десятилетиями изучали изотопы, метеориты и геологию, чтобы ограничить формирование Луны, но гипотеза магнитного поля изучена не так тщательно.
Земля генерирует свое магнитное поле посредством процесса геодинамо, который требует, чтобы планета вращалась с определенной скоростью и имела внутреннюю жидкость, которая, среди прочих свойств, может проводить электричество. Во внешнем ядре Земли из расплавленного железа происходит преобразование энергии в электрическую и магнитную.
Поле является самоподдерживающимся, так как магнитное поле индуцирует электрические токи, а токи генерируют магнитное поле. Но как этот процесс начался в первую очередь, плохо понятно. В своей статье авторы говорят, что это ключевые вопросы, которые необходимо задать в будущих исследованиях, чтобы определить, существовало ли сильное поле до или после удара.
Авторы подчеркивают, что сейчас слишком мало информации, чтобы выбирать между вариантами, но они добавляют, что большое крушение нельзя игнорировать при обсуждении того, как сформировалось магнитное поле Земли.
Поле связано с относительно быстрым вращением Земли (24 часа), что является ключом к сохранению магнетизма. По словам ученых, динамо-машина работает только в том случае, если ее обслуживают, и она не может перезапуститься из-за физических ограничений в недрах Земли. Однако неясно, вызвало ли столкновение динамо или вращение Земли создало сильное динамо ранее в истории — достаточно сильное, чтобы противостоять удару.
Ученые отмечают, что потребуются дополнительные исследования, чтобы ограничить сроки.
«Именно эта замечательная особенность [постоянства динамо] позволяет нам делать выводы об истории ранней Земли, в том числе, возможно, о том, как образовалась Луна», — сказал ведущий автор Фаусто Каттанео, астрофизик из Чикагского университета.
Авторы добавили, что учет этого динамо-ограничения может помочь будущим исследователям сузить время возникновения магнитного поля Земли до или после удара. Они также хотят провести дополнительные исследования, чтобы более детально изучить магнитную историю Земли.
Комментарии
Читайте также: