Zemes magnētiskais lauks mūs pasargā no nāvējoša kosmiskā starojuma, un bez tā, kā jūs zināt, dzīvība nevarētu pastāvēt. Šķidrā dzelzs kustība planētas ārējā kodolā, "ģeodinamo" parādība, rada šo lauku. Bet tas, kā tas parādījās un pēc tam tika uzturēts visā Zemes vēsturē, zinātniekiem ir noslēpums. Jauns raksts, kuru Nature publicēja grupa, kuru vadīja Aleksandrs Gončarovs no Kārnegi universitātes, izgaismo šī neticami svarīgā ģeoloģiskā veidojuma vēsturi.
Mūsu planēta veidojās no cietā materiāla, kas jaunībā apņēma Sauli, un laika gaitā blīvākais materiāls, dzelzs, nogrima, nogrima dziļāk, veidojot slāņus, kurus mēs šodien pazīstam: kodolu, apvalku, garozu. Pašlaik iekšējais kodols ir ciets dzelzs kopā ar citiem materiāliem, kas ir pievilkti slāņošanas procesā. Ārējais kodols ir šķidrā dzelzs sakausējums, un tā kustība rada magnētisko lauku.
Nepieciešama dziļāka izpratne par to, kā siltums tiek vadīts cietajā iekšējā un šķidrajā ārējā kodolā, lai sadalītu procesus, kas attīstījuši mūsu planētu un tās magnētisko lauku - un vēl svarīgāk, enerģiju, kas uztur nemainīgu magnētisko lauku. Bet šie materiāli acīmredzot pastāv tikai ekstremālākajos apstākļos: ļoti augstā temperatūrā un ļoti augstā spiedienā. Izrādās, ka virspusē viņu uzvedība būs pilnīgi atšķirīga.
"Mēs nolēmām, ka obligāti ir tieši jāmēra serdes materiālu siltuma vadītspēja apstākļos, kas atbilst kodola apstākļiem," saka Gončarovs. "Jo, protams, mēs nevaram nokļūt Zemes kodolā un ņemt paraugus sev."
Zinātnieki izmantoja instrumentu, ko sauc par dimanta laktas šūnu, lai simulētu planētas kodola apstākļus un pētītu, kā dzelzs šajos apstākļos vada siltumu. Dimanta laktas šūna saspiež nelielus materiāla paraugus starp diviem dimantiem, laboratorijā radot ārkārtēju spiedienu no Zemes dziļumiem. Lāzers materiālus sasilda līdz kodola temperatūrai.
Izmantojot šādu "kodollaboratoriju", zinātnieku komanda varēja izpētīt dzelzs paraugus temperatūrā un spiedienā, kas atrodams planētu iekšienē, sākot no Merkura līdz Zemei - spiediens svārstās no 345 000 līdz 1,3 miljoniem normālas atmosfēras un no 1300 līdz 2700 grādiem pēc Celsija - un saprast, kā viņi vada siltumu.
Tika konstatēts, ka šādu dzelzs paraugu siltuma vadītspēja atbilst Zemes kodola siltumvadītspējas provizorisko aplēšu apakšējam galam - no 18 līdz 44 vatiem uz metru uz Kelvina grādu vienībās, kuras zinātnieki izmanto, lai mērītu šādas lietas. Tas liek domāt, ka ģeodinamo uzturēšanai nepieciešamā enerģija vienmēr ir bijusi pieejama jau pašā Zemes vēstures sākumā.
"Lai labāk izprastu kodola siltuma vadītspēju, nākotnē mēs pētīsim, kā krāsainie materiāli, kas tika ievilkti kodolā kopā ar grimstošo dzelzi, ietekmē siltuma procesus mūsu planētas iekšienē," saka Gončarovs.
Reklāmas video:
ILYA KHEL