مغناطیس، عامل وجود حیات در زمین

به گفته محققان، میدان مغناطیسی زمین که سیاره را در برابر انفجارهای زیانبار حاصل از تابش خورشید محافظت می کند بسیار قدیمی تر از چیزی است که دانشمندان قبلاً فکر می کردند.

کد خبر: ۲۱۸۳۹۲

تاریخ: ۱۱ مرداد ۱۳۹۴ - ۰۹:۳۰

بدون وجود میدان مغناطیسی زمین، بادهای خورشیدی (جریانهای ذرات با بار الکتریکی با منشأ خورشیدی) جو سیاره زمین و اقیانوس ها را از بین می برند. به معنای دقیق کلمه، میدان مغناطیسی زمین زندگی روی این سیاره را ممکن ساخته است.

میدان مغناطیسی زمین با چرخش فلز مایع در هسته خارجی زمین ایجاد شده و این "دینام درونی زمین" نیازمند آزادسازی گرما از سیاره برای ادامه گردش خود ست. امروزه زمین ساخت صفحه ای (حرکت صفحات سنگ تشکیل دهنده قسمت خارجی سیاره) کهانتقال گرما از داخل زمین به سطح آن را به خوبی امکان پذیر می سازد، به این جریان گرما کمک می کند. با توجه به اهمیت میدان مغناطیسی زمین، دانشمندان می خواهند مشخص کنند که این میدان برای اولین بار چه زمانی ایجاد شده است که این نیزبه نوبه خود سرنخ هایی درباره چگونگی قابل سکونت ماندن زمین و زمان آغاز زمین ساخت صفحه ای فراهم می کند. با این حال، زمان دقیق ایجاد زمین ساخت صفحه ای در حال حاضر به شدت مورد بحث قرار دارد و برخی محققان استنباط می کنند که زمین در آغاز، فاقد میدان مغناطیسی بود است.

از سال 2010، بهترین برآورد سن میدان مغناطیسی 3.45 میلیارد سال بوده است. زمین نیز 4.6 میلیارد سال سن دارد.

اکنون درانشمندان دریافته اند که میدان مغناطیسی زمین می تواند تا 4.2 میلیارد سال سن داشته باشد که 750 میلیون سال بیشتر از آن چیزی است که قبلاً تصور می شد.

محققان مواد معدنی حساس مغناطیسی همچون مگنتیت را مورد بررسی قرار داده اند. با خنک شدن سنگ مذاب، مگنتیت داخل آن نیز تبدیل به سنگ می شود که نشان دهنده محل قطب های مغناطیسی در لحظه انجماد دارد. از اینر و، قدیمی ترین نمونه های مگنتیت می توانند جهت و شدت میدان مغناطیسی را در اوایل زمین نشان دهند.

دانشمندان نمونه های مگنتیت به دام افتاده در بلورهای زیرکون باستانی و ریز جمع اوری شده از جک هیلز واقع در شرق استرالیا را آنالیز کرده اند. برای تشخیص میدان های مغناطیسی، دانشمندان باید یک  حسگر مغناطیسی حساس داشته باشند که حساسیت آن ده برابر بیشتر از سایر ابزارهای مورد استفاده برای این نوع اندازه گیری ها باشد.

جداسازی زیرکون از سنگ های اطراف، سخت است. جان تاردونو، ژئوفیزیکدان دانشگاه روچستر نیویورک، گفت: "نوعاً، ما زیرکون ها را با استفادهخ از میدان های مغناطیسی بالا  جداسازی می کنیم، اما نمی توانیم آن را در اینجا انجام دهیم زیرا با این کار اطلاعات آنها نابود می شود. بنابراین، ما باید هزاران زیرکون را با دست جداسازی کرده و آنها را در اسید ملایم پاکسازی کنیم که زمان بسیار زیادی می برد."

سپس، برای انجام اندازه گیری ها قابل اتکا، محققان باید مطمئن شوند که نمونه هایی که آنالیز کرده اند هرگز به اندازه ای گرم نمی شوند که امکان بازنشانی اطلاعات ثبت شده در داخل آنها را فراهم کنند. محققان دریافتند که مواد معدنی در جهت های مغناطیسی مختلفی قرار دارند که این نشان می دهد نمونه ها طبیعی و دست نخورده هستند.

تاردونو اظهار داشت: "اگر اطلاعات مغناطیسی در زیرکون ها پاک شده و دوباره ثبت شوند، جهت های مغناطیسی همگی یکسان خواهند بود."

شدت میدان مغناطیسی که نمونه ها ثبت کرده اند نشانی از وجود یک دینام درونی زمین باستانی است.

تاردونو می گوید: "این یافته ها احتمالاً نشان می دهند که یک میدان مغناطیسی یا زمین ساخت صفحه ای نمی تواند در آن اوایل رخ داده باشد. این مدل ها باید بازاندیشی شده و راه های بالقوه خنک سازی زودهنگام در آنها لحاظ شود."

معلوماتی که تاکنون به دست آمده اند نشان می دهند که این میدان مغناطیسی باستانی می تواند علت کلیدی قابل سکونت بودن زمین و غیر قابل سکونت مریخ باشد.

به گفته تاردونو قدیمی ترین میدان مغناطیسی حاصل از سیاره زمین که قبلاً شناخته شده است روی مریخ می باشد که بیش از چهار میلیارد سال عمر داشته است. اما چهار میلیارد سال پیش، مرده است. اگر تکامل مریخ و زمین را با هم مقایسه کنید، مریخ آب و جو چگال تری داشته اما احتمالاً هر دو ر به خاطر فرسایش حاصل از بادهای خورشیدی از دست داده است زیرا فاقد میدان مغناطیسی برای حفاظت از خود بوده، در حالیکه زمین همیشه دارای پوشش مغناطیسی قوی بوده است.

دانشمندان جزئیات یافته های خود را در شماره 31 جولای ژورنال ساینس، ارائه کرده اند.

شفاف