«Согласно проведенным исследованиям, формирование внутреннего твердого ядра и геомагнитного поля Земли произошло примерно 1-1,3 миллиарда лет назад.
Внутреннее ядро нашей планеты, состоящее из железа и никеля, является твердым, а внешнее – жидким. Тепло, переносимое конвекционными потоками от центра к поверхности Земли, обеспечивает постоянное перемешивание жидкого ядра. Движения этой проводящей жидкости, как полагают, генерируют глобальное магнитное поле, которое оберегает планету и жизнь на ней от непрерывного и смертельно опасного воздействия космических частиц.
На ранних этапах формирования Земли этот процесс, известный как «геомагнитное динамо», был не действовал: внутреннее ядро сформировалось значительно позже самой планеты — оценки времени его формирования варьируются от 500 миллионов до четырех миллиардов лет. Авторы новой статьи, опубликованной в журнале Physical Review Letters, по данным новых исследований, ученым удалось уточнить возраст Вселенной, ограничив его в пределах от 1 до 1,3 миллиарда лет.
Лабораторные исследования, проведенные профессором Цзнюньфу Линем из Техасского университета в Остине и его командой, были посвящены изучению тепло- и электропроводности железа при экстремальных условиях, имитирующих внутреннее ядро Земли. В ходе экспериментов исследователи подвергли материал воздействию температуры, достигающей 3000 кельвинов, и давлению до 170 ГПа – это более чем в тысячу раз превышает давление на дне Марианского желоба и в миллион раз больше атмосферного.
Небольшие образцы подвергались нагреву с помощью лазерных импульсов и сжимались между двумя алмазными «наковальнями». Данное исследование позволило определить влияние различных факторов на работу «геомагнитного динамо» и подтвердило, что в настоящее время его поддержание осуществляется благодаря переносу как вещества, так и тепловых потоков.
В ходе исследования удалось определить интенсивность данного переноса в условиях молодой Земли и более точно установить время, когда недра планеты остыли настолько, что началась конденсация твердого ядра. Подтверждается это и тем, что предложенный учеными временной интервал (1-1,3 миллиарда лет назад) совпадает с заметным увеличением мощности магнитного поля Земли, что прослеживается по ферромагнитным минералам.