Νέα έρευνα επέτρεψε μια ματιά στις διαδικασίες που συμβαίνουν στο όριο του πυρήνα και του μανδύα, ανακαλύπτοντας εκεί μυστηριώδεις δομές που μπορούν να επηρεάσουν τη σταθερότητα του μαγνητικού πεδίου.
Η Γη ξέρει να εκπλήσσει: ενώ η ανθρωπότητα στέλνει συσκευές σε μακρινούς πλανήτες, τα βάθη του δικού μας πλανήτη παραμένουν σχεδόν ανεξερεύνητα.
Ωστόσο, νέα έρευνα επέτρεψε μια ματιά στις διαδικασίες που συμβαίνουν στο όριο του πυρήνα και του μανδύα, ανακαλύπτοντας εκεί μυστηριώδεις δομές που μπορούν να επηρεάσουν τη σταθερότητα του μαγνητικού πεδίου.
Τι συμβαίνει στο όριο πυρήνα και μανδύα
Η δομή της Γης είναι σε γενικές γραμμές γνωστή: στην κορυφή βρίσκεται ο φλοιός, χαμηλότερα ο πέτρινος μανδύας, μετά ο υγρός εξωτερικός πυρήνας και ο στερεός εσωτερικός πυρήνας.
Όμως η μηχανική της αλληλεπίδρασης μεταξύ των στρωμάτων παραμένει ένα από τα κύρια αινίγματα της γεωφυσικής.
Σε βάθος περίπου 3.000 χιλιομέτρων, ο εξωτερικός πυρήνας αποτελεί έναν γιγάντιο «ωκεανό» λιωμένου σιδήρου και άλλων στοιχείων.
Η συνεχής κίνηση αυτής της μάζας δημιουργεί το μαγνητικό πεδίο της Γης – μια ιδιότυπη ασπίδα που προστατεύει τον πλανήτη από την ηλιακή ακτινοβολία και την κοσμική ακτινοβολία.
Αυτό το σύστημα, που ονομάζεται γεωδυναμό, και απαιτεί τεράστια ποσά ενέργειας.
Η θερμότητα που απέμεινε από την εποχή του σχηματισμού του πλανήτη διαφεύγει σταδιακά προς τα έξω – από τον πυρήνα στον μανδύα και στη συνέχεια μέσω του φλοιού στην επιφάνεια.
Οι μυστηριώδεις «φούσκες» κάτω από την Αφρική και τον Ειρηνικό Ωκεανό
Οι επιστήμονες παρατήρησαν εδώ και καιρό μια ασυνήθιστη εικόνα στον κάτω μανδύα.
Η ανάλυση των σεισμικών κυμάτων έδειξε ότι σε δύο τεράστιες περιοχές κοντά στον ισημερινό – κάτω από την Αφρική και κάτω από τον Ειρηνικό Ωκεανό – τα κύματα διαδίδονται πιο αργά από ό,τι σε άλλα μέρη του μανδύα.
Αυτές οι ζώνες ονομάζονται μεγάλες βασικές δομές του κάτω μανδύα ή «blobs» – ιδιότυπες «φούσκες» που αποτελούνται από στερεό πέτρωμα.
Μοιάζουν με τον περιβάλλοντα μανδύα, αλλά μπορεί να διαφέρουν στη θερμοκρασία ή στη χημική σύσταση.
Αυτές οι διαφορές είναι σημαντικές, επειδή οι θερμοκρασιακές αντιθέσεις στη βάση του μανδύα μπορούν να επηρεάσουν τη συμπεριφορά του υγρού πυρήνα, και άρα το μαγνητικό πεδίο.
Γιατί αυτές οι δομές είναι σημαντικές για το μαγνητικό πεδίο
Η κίνηση του μανδύα συμβαίνει εξαιρετικά αργά – μόλις μερικά χιλιοστά το χρόνο.
Επομένως, οποιαδήποτε χαρακτηριστικά σχετίζονται με τη θερμοκρασία και την πυκνότητα των πετρωμάτων μπορούν να διατηρηθούν για εκατομμύρια χρόνια.
Αυτό σημαίνει ότι η επίδραση των «blobs» στο μαγνητικό πεδίο μπορεί να είναι πολύ μακροχρόνια.
Τα δεδομένα δείχνουν ότι αυτές οι δομές είναι πράγματι θερμότερες από τα γύρω πετρώματα και η παρουσία τους πιθανότατα αντανακλάται στο μαγνητικό πεδίο της Γης κατά τα τελευταία εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια.
Πώς τα πετρώματα βοήθησαν στην προβολή του αρχαίου μαγνητικού πεδίου
Οι επιστήμονες λαμβάνουν πληροφορίες για το μαγνητικό πεδίο του παρελθόντος από μαγματικά πετρώματα.
Όταν η λάβα στερεοποιείται, τα ορυκτά καταγράφουν την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου τη στιγμή της ψύξης.
Αυτά τα «μαγνητικά ίχνη» διατηρούνται για εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια.
Σε πετρώματα ηλικίας έως 250 εκατομμυρίων ετών, η κατεύθυνση εξαρτιόταν επίσης από το γεωγραφικό μήκος, ειδικά στα χαμηλά γεωγραφικά πλάτη.
Αυτό οδήγησε στην ιδέα ότι η αιτία μπορεί να είναι οι «φούσκες» στον μανδύα.
Τι έδειξε η μοντελοποίηση σε υπερυπολογιστή
Το καθοριστικό στάδιο ήταν η σύγκριση των πραγματικών δεδομένων με προσομοιώσεις του γεωδυναμόυ.
Όταν προστέθηκαν στο μοντέλο ζώνες όπου η θερμότητα διαφεύγει λιγότερο (όπως στα «blobs»), το μαγνητικό πεδίο απέκτησε μια δομή παρόμοια με εκείνη που καταγράφηκε στα αρχαία πετρώματα.
Επιπλέον, αυτό το πεδίο αποδείχθηκε πιο σταθερό.
Γιατί το μαγνητικό πεδίο γίνεται πιο σταθερό
Οι θερμές «φούσκες» απομονώνουν εν μέρει το λιωμένο μέταλλο κάτω από αυτές.
Λόγω αυτού, σε ορισμένες ζώνες του πυρήνα η θερμότητα χάνεται πιο αργά και το υγρό συμμετέχει λιγότερο στη δημιουργία του μαγνητικού πεδίου.
Αυτά τα στάσιμα τμήματα λειτουργούν ως μια ιδιότυπη οθόνη, βοηθώντας το μαγνητικό πεδίο να διατηρεί τη σταθερότητά του σε γεωλογικές χρονικές κλίμακες.
www.bankingnews.gr
Ωστόσο, νέα έρευνα επέτρεψε μια ματιά στις διαδικασίες που συμβαίνουν στο όριο του πυρήνα και του μανδύα, ανακαλύπτοντας εκεί μυστηριώδεις δομές που μπορούν να επηρεάσουν τη σταθερότητα του μαγνητικού πεδίου.
Τι συμβαίνει στο όριο πυρήνα και μανδύα
Η δομή της Γης είναι σε γενικές γραμμές γνωστή: στην κορυφή βρίσκεται ο φλοιός, χαμηλότερα ο πέτρινος μανδύας, μετά ο υγρός εξωτερικός πυρήνας και ο στερεός εσωτερικός πυρήνας.
Όμως η μηχανική της αλληλεπίδρασης μεταξύ των στρωμάτων παραμένει ένα από τα κύρια αινίγματα της γεωφυσικής.
Σε βάθος περίπου 3.000 χιλιομέτρων, ο εξωτερικός πυρήνας αποτελεί έναν γιγάντιο «ωκεανό» λιωμένου σιδήρου και άλλων στοιχείων.
Η συνεχής κίνηση αυτής της μάζας δημιουργεί το μαγνητικό πεδίο της Γης – μια ιδιότυπη ασπίδα που προστατεύει τον πλανήτη από την ηλιακή ακτινοβολία και την κοσμική ακτινοβολία.
Αυτό το σύστημα, που ονομάζεται γεωδυναμό, και απαιτεί τεράστια ποσά ενέργειας.
Η θερμότητα που απέμεινε από την εποχή του σχηματισμού του πλανήτη διαφεύγει σταδιακά προς τα έξω – από τον πυρήνα στον μανδύα και στη συνέχεια μέσω του φλοιού στην επιφάνεια.
Οι μυστηριώδεις «φούσκες» κάτω από την Αφρική και τον Ειρηνικό Ωκεανό
Οι επιστήμονες παρατήρησαν εδώ και καιρό μια ασυνήθιστη εικόνα στον κάτω μανδύα.
Η ανάλυση των σεισμικών κυμάτων έδειξε ότι σε δύο τεράστιες περιοχές κοντά στον ισημερινό – κάτω από την Αφρική και κάτω από τον Ειρηνικό Ωκεανό – τα κύματα διαδίδονται πιο αργά από ό,τι σε άλλα μέρη του μανδύα.
Αυτές οι ζώνες ονομάζονται μεγάλες βασικές δομές του κάτω μανδύα ή «blobs» – ιδιότυπες «φούσκες» που αποτελούνται από στερεό πέτρωμα.
Μοιάζουν με τον περιβάλλοντα μανδύα, αλλά μπορεί να διαφέρουν στη θερμοκρασία ή στη χημική σύσταση.
Αυτές οι διαφορές είναι σημαντικές, επειδή οι θερμοκρασιακές αντιθέσεις στη βάση του μανδύα μπορούν να επηρεάσουν τη συμπεριφορά του υγρού πυρήνα, και άρα το μαγνητικό πεδίο.
Γιατί αυτές οι δομές είναι σημαντικές για το μαγνητικό πεδίο
Η κίνηση του μανδύα συμβαίνει εξαιρετικά αργά – μόλις μερικά χιλιοστά το χρόνο.
Επομένως, οποιαδήποτε χαρακτηριστικά σχετίζονται με τη θερμοκρασία και την πυκνότητα των πετρωμάτων μπορούν να διατηρηθούν για εκατομμύρια χρόνια.
Αυτό σημαίνει ότι η επίδραση των «blobs» στο μαγνητικό πεδίο μπορεί να είναι πολύ μακροχρόνια.
Τα δεδομένα δείχνουν ότι αυτές οι δομές είναι πράγματι θερμότερες από τα γύρω πετρώματα και η παρουσία τους πιθανότατα αντανακλάται στο μαγνητικό πεδίο της Γης κατά τα τελευταία εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια.
Πώς τα πετρώματα βοήθησαν στην προβολή του αρχαίου μαγνητικού πεδίου
Οι επιστήμονες λαμβάνουν πληροφορίες για το μαγνητικό πεδίο του παρελθόντος από μαγματικά πετρώματα.
Όταν η λάβα στερεοποιείται, τα ορυκτά καταγράφουν την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου τη στιγμή της ψύξης.
Αυτά τα «μαγνητικά ίχνη» διατηρούνται για εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια.
Σε πετρώματα ηλικίας έως 250 εκατομμυρίων ετών, η κατεύθυνση εξαρτιόταν επίσης από το γεωγραφικό μήκος, ειδικά στα χαμηλά γεωγραφικά πλάτη.
Αυτό οδήγησε στην ιδέα ότι η αιτία μπορεί να είναι οι «φούσκες» στον μανδύα.
Τι έδειξε η μοντελοποίηση σε υπερυπολογιστή
Το καθοριστικό στάδιο ήταν η σύγκριση των πραγματικών δεδομένων με προσομοιώσεις του γεωδυναμόυ.
Όταν προστέθηκαν στο μοντέλο ζώνες όπου η θερμότητα διαφεύγει λιγότερο (όπως στα «blobs»), το μαγνητικό πεδίο απέκτησε μια δομή παρόμοια με εκείνη που καταγράφηκε στα αρχαία πετρώματα.
Επιπλέον, αυτό το πεδίο αποδείχθηκε πιο σταθερό.
Γιατί το μαγνητικό πεδίο γίνεται πιο σταθερό
Οι θερμές «φούσκες» απομονώνουν εν μέρει το λιωμένο μέταλλο κάτω από αυτές.
Λόγω αυτού, σε ορισμένες ζώνες του πυρήνα η θερμότητα χάνεται πιο αργά και το υγρό συμμετέχει λιγότερο στη δημιουργία του μαγνητικού πεδίου.
Αυτά τα στάσιμα τμήματα λειτουργούν ως μια ιδιότυπη οθόνη, βοηθώντας το μαγνητικό πεδίο να διατηρεί τη σταθερότητά του σε γεωλογικές χρονικές κλίμακες.
www.bankingnews.gr
Σχόλια αναγνωστών