https://frosthead.com

Zemlja lahko postane magnetna, potem ko je pojedla predmet, ki je podoben živemu srebru

Zemlja je v povojih morda pogoltnila planet, podoben Merkuru, vendar veliko večji. Ta zgodnji obrok bi lahko razložil zagonetno sestavo zemeljskih plasti in bi lahko pojasnil magnetno polje, ki tu omogoča življenje.

Sorodne vsebine

  • Skromen magnezij lahko napaja magnetno polje Zemlje
  • Zemljino magnetno polje je staro najmanj štiri milijarde let
  • Kovinski dež lahko razloži, zakaj je Zemlja narejena iz drugačnih stvari kot Luna

"Mislimo, da lahko z obema kamenoma udarimo te dve ptici, " pravi Bernard Wood, geokemik z univerze v Oxfordu, ki je ta teden poročal v reviji Nature.

Če se zdi neverjetno, da v letu 2015 še vedno ne vemo, kako se je oblikoval naš svet, razmislite, kako težko je pokukati v njegovo notranjost. Najdaljši, najtrdnejši svedri, ki so bili še narejeni, ne morejo preseči Zemljine tanke zunanje skorje. Naravni kanali iz vroče skale nam pomagajo pripeljati materiale na površje iz globljega plašča, da bi se lahko preučili, a tudi ti stolpci, dolgi sto milj, se zdijo plitvi, ko pomislimo na središče planeta več kot 3700 milj pod nami. Sestavljanje Zemljine zgodovine je zato malo podobno poskusu ugibanja, kako je bila pečena torta z degustacijo zaledenitve in morda nekaj potepušnih drobtin. Še vedno je dovolj prostora za nove dokaze in nove ideje.

"Na vznemirljivem času je biti na terenu, " pravi geokemik Richard Carlson iz Washingtonske ustanove Carnegie. "Veliko študij izhaja iz študij globoke Zemlje, ki jih ne razumemo zelo dobro."

Tradicionalni pogled na to, kako se je združila Zemlja, se začne s kopanjem vesoljskih naplavin. Kamnine, ki spominjajo na kamnite meteorje, ki še danes padajo na nas, so se zvrstile v vedno večje kose. Rastoča ruševina se je na koncu stisnila, črpala in segrevala, na koncu pa se stopila in nato ohladila, ki je v milijardah let počasi tvorila plasti. Geološke drobtine, ki so jih preučevale v osemdesetih letih prejšnjega stoletja, so pomagale potrditi to zgodbo. Z izjemo nekaterih kovin, kot je železo, za katero se domneva, da se je večina potopila v jedro Zemlje, so bile zemeljske kamnine sestavljene iz skoraj enakih stvari kot hondriti, določena skupina kamnitih meteorjev.

Carlson je pred približno desetletjem našel prostor dvoma, ko je primerjal zemeljske in vesoljske kamnine z uporabo boljših instrumentov. Njegova ekipa je raziskala dva redka elementa z nenavadnimi imeni in magnetnimi osebnostmi: neodim, sestavino magnetov, ki se uporabljajo v hibridnih avtomobilih in velikih vetrnih turbinah, in samarij, ki je pogost v magnetih za slušalke. Kopenski vzorci so vsebovali manj neodima v primerjavi s samarijem kot hondriti, so ugotovili raziskovalci.

To majhno neskladje le nekaj odstotkov je bilo še vedno težko razložiti. Morda je Carlson špekuliral, da se je hladilna Zemlja v desetih milijonih let namesto v milijardah oblikovala veliko hitreje, kot se je prej mislilo. Zgornja plast, ki se je hitro oblikovala, bi osiromašila v neodimu, uravnoteženo s spodnjo plastjo, ki je skrivala manjkajoči element globoko v plašču. Vendar za ta tajni rezervoar niso našli nobenih dokazov. Njeno nagnjenost k temu, da se trmasto trdno drži v globini, je težko razložiti, saj plašč lupi kot vrela juha in njene sestavine pogosto prinese na površino, ko ustvarja vulkane. In če bi se Luna rodila, ko je planetarno telo vdrlo v Zemljo, kot se običajno misli, bi moralo taljenje, ki ga je povzročil ta vpliv, zmešati rezervoar nazaj v plašč.

Namesto da bi poskušala izračunati skriti neodim, se je druga skupina znanstvenikov lotila načina, kako se ga znebiti. Predstavljali so si skorjo, obogateno z neodimom, ki raste na hondritičnih skalah, iz katerih je bila narejena Zemlja. Trki med temi predmeti bi lahko odstranili večji del tega zunanjega sloja, zaradi česar bi bil neodim redkejši.

Vendar tudi s tem pogledom obstajajo težave. Nobenih meteoritov ni bilo nikoli najdenih s sestavki, podobnimi erodiranim naplavinam. Tudi ta razmajana koža bi odnesla s seboj veliko zemeljske toplote. Uran, torij in drugi radioaktivni materiali, za katere vemo, da so odgovorni za toploto našega planeta, bi prav tako končali v odstranjeni plasti.

"Približno 40 odstotkov zemeljskih elementov, ki proizvajajo toploto, bi bilo izgubljenih v vesolju, " pravi Ian Campbell, geokemik z avstralske nacionalne univerze.

V upanju, da se bo držal teh kritičnih elementov, se je Wood odločil, da bo v mladosti ukrotil kemijo Zemlje. Navdih je črpal iz enega od tujih planetov v našem osončju: Merkurja. Kemično gledano je najbližji soncu planet peklenski kraj, obremenjen z dejanskim žarkom, ki ga sodobna znanost pozna kot žveplo. Kako bi se plasti oblikovale na mladi Zemlji, če bi planet izgledal bolj kot Merkur? Da bi odgovoril na to vprašanje, je Wood mešanicam elementov dodal žveplo, ki naj bi simuliralo sestavo primitivne Zemlje. Skuhal je planete pri tako vroči kot gorivo reaktivnega goriva in jih z batom prebijal, da so v običajnem gospodinjskem tlačnem kuhalniku pritiskali približno 15.000.

Miniaturni proto-svetovi, napolnjeni z dovolj žvepla, so zakopali neodim, ko so tvorili plasti - ne v svojih lažnih plasteh, ampak še globlje v ponarejenih jedrih. Neodimij, ujet v jedro za dobro, bi lahko povzročil Carlsonovo anomalijo. To dodatno žveplo bi lahko prišlo iz predmeta, ki je podoben živemu srebru, ki je že zgodaj udaril v naraščajočo Zemljo, morda celo isti objekt, za katerega se misli, da je oblikoval Luno, predlaga Wood.

"Potrebovali bi truplo 20 do 40 odstotkov velikosti Zemlje." Možno je tudi, da je Zemlja na začetku zrasla iz jedra, ki ni bilo narejeno iz hondritov, ampak iz drugih vesoljskih ruševin, bogatih z žveplom. Kakor koli že, ta kozmična zgodba bi lahko postavila temelj za vzpon življenja na Zemlji. To je zato, ker bi tudi žveplo pomagalo črpati uran in torij v jedro. Dodana toplota teh radioaktivnih elementov bi lahko pomagala strjevanju zunanjega dela jedra, zato se zdi, da to močno gibanje staljene kovine sproži tokove, ki posledično ustvarjajo Zemljino magnetno polje.

popscise.jpg Ilustracija (ne lestvice) sonca in njegove interakcije z Zemljinim magnetnim poljem. (NASA Goddard center za vesoljske polete)

Brez magnetizma morske želve in morski kapitani ne bi mogli pluti ali celo obstajati. Življenje na površju planeta ne bi bilo mogoče brez zaščite, ki jo nudi polje pred visokoenergijskimi delci, ki izhajajo iz sonca.

Woodovi kolegi njegovo teorijo opisujejo kot verodostojno. Toda kot druge zgodbe o izvoru, ki so bile v zadnjih letih napisane o Zemlji, še zdaleč ni dokončna. Na primer, temperature in pritiski, ki so bili doseženi v poskusu, so bili tako ekstremni, kot so bili v primerjavi z razmerami znotraj Zemlje. Drugič, študije o tem, kako potresi potujejo po notranjosti planeta, so postavili omejitve, kako lahko je jedro, in odlaganje veliko žvepla v sredino planeta bi lahko postavilo jedro neprijetno blizu teh meja.

Wood naj bi okrepil svoj primer, da bi periodično tabelo preiskal po drugih elementih s skrivnostnimi številčnostmi, kar bi lahko pojasnili z dodajanjem žvepla prvobitni mešanici. Glede na zgodovino terena bo potrebno veliko prepričati skeptike, kot je Bill McDonough, geokemik z univerze v Marylandu. "To idejo postavljam precej pod 50-odstotno možnost, da bom imel prav, " pravi .

Zemlja lahko postane magnetna, potem ko je pojedla predmet, ki je podoben živemu srebru