Zemljina jezgra bi mogla biti znatno hladnija nego što se do sada mislilo

Zemljino tekuće vanjsko jezgro može biti znatno hladnije nego što se ranije vjerovalo, prema novim eksperimentalnim nalazima koji bi mogli riješiti misteriju staru desetljećima koja okružuje planetarno magnetno polje. Rezultati, nedavno predstavljeni na Goldschmidt konferenciji, velikom međunarodnom skupu u geohemiji, izazvali su raspravu među znanstvenicima.

Sastavljena uglavnom od topljenog željeza, vanjsko jezgro stvara planetovo magnetno polje kroz konvektivna kretanja ovog tekućeg metala. Ovaj magnetni štit štiti atmosferu od solarnih vjetrova, što ga čini ključnim za održavanje uvjeta pogodnih za život. Međutim, razumijevanje kako je ovaj geodinamički motor funkcionirao tijekom milijardi godina ostaje izazov za geofizike. Struktura Zemlje sastoji se od čvrstog unutarnjeg jezgra, otprilike veličine Mjeseca, okružena tekućim vanjskim jezgrom, usporedive veličine s Marsom. Kretanje topljenog željeza unutar vanjskog jezgra stvara električne struje, što zauzvrat proizvodi magnetno polje.

Ovaj proces, poznat kao geodinam, danas je prvenstveno potaknut sporom kristalizacijom unutarnjeg jezgra. Kako se unutarnje jezgro čvrsti, oslobađa se toplina i lakši elementi, što dodatno potiče konvekciju u vanjskom jezgru. Unatoč tim mehanizmima, dugogodišnja zagonetka i dalje postoji. Mnogi modeli sugeriraju da je čvrsto unutarnje jezgro počelo formirati prije manje od pola milijarde godina. Ipak, geološki dokazi ukazuju na to da je magnetno polje postojalo najmanje četiri milijarde godina. Znanstvenici su ovaj neslaganje nazvali "novim paradoksom jezgra", pitanje o tome što je održavalo geodinam tijekom tri i pol milijarde godina prije nego što se unutarnje jezgro počelo formirati.

Kako bi se riješilo to pitanje, istraživači moraju odrediti točnu temperaturu Zemljine jezgre. Ključni je faktor tačka topljenja željeza pod ogromnim pritiscima prisutnim duboko u unutrašnjosti planeta. Budući da je unutrašnja jezgra čvrsta, njena temperatura mora biti ispod tačke topljenja željeza na tim dubinama. 85 stupnjeva Celzijusa. Walter i njegov tim razvili su novu metodu za mjerenje temperature željeza u vanjskoj jezgri s većom preciznošću.

Za razliku od ranijih eksperimenata, koji su koristili lasere za zagrijavanje uzorka, nova tehnika je koristila iznimno kratke električne pulse. To je omogućilo precizniju kontrolu temperature dok se promatra jedinstveni fenomen: kada se željezo počne topi, njegova se temperatura privremeno stabilizira unatoč kontinuiranom ulazu energije. Rezultati su otkrili mnogo nižu točku topljenja željeza pod tim uvjetima. Prema novim mjerama, čisto željezo počelo bi se topi na oko 4420 kelvina na granici s unutarnjim jezgrom.

Ovo otkriće sugerira da je vanjsko jezgro može biti znatno hladnije nego što se ranije mislilo, potencijalno mijenjajući trenutne modele kako je geodinam djelovao tijekom povijesti Zemlje.