زمین چگونه میدان مغناطیسی خود را حفظ می‌کند؟
زمین چگونه میدان مغناطیسی خود را حفظ می‌کند؟
مجله علمی ایلیاد - سوالی که مدت‌ها ذهن دانشمندان را در زمینه‌ی میدان مغناطیسی زمین به خود مشغول کرده، این است که وضعیت شیمیایی هسته‌ی کره‌ی زمین چگونه بر روی حیات تاثیر گذاشته است؟
تا جایی که می‌دانیم بدون میدان مغناطیسی، امکان سکونت بر روی زمین وجود ندارد، زیرا در صورت عدم وجود این میدان، ذرات یونیزه‌کننده‌ی موجود در بادهای خورشیدی با زمین برخورد کرده و زندگی بر روی آن‌را غیرممکن می‌کردند. میدان مغناطیسی زمین با حرکات مداوم آهن مایع موجود در هسته‌ی بیرونی زمین ایجاد می‌شود. این پدیده «ژئودینامو» نامیده می‌شود و هر چند از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است، ولی هنوز پرسش‌های بی‌پاسخی در مورد منشاء انرژی میلیون‌ها سال آن وجود دارد.
تیمی بین‌المللی از محققین طی یک مطالعه‌ی جدید نشان داده‌اند که وجود عناصر سبک در هسته‌ی آهنی زمین، به ماندگاری میدان مغناطیسی زمین کمک می‌کند. نتایج این مطالعه در مجله‌ی Nature Communications منتشر شده است.
زمین در زمان جوانی خورشید، در گرد و خاک و گاز اطراف آن شکل گرفته است. در حین این فرآیند، مواد سنگین‌تر به قسمت‌های درونی‌تر زمین رفته‌اند و به این ترتیب، هسته، جبه و پوسته‌ی زمین ایجاد شده است. هر چند هسته‌ی زمین عموماً از آهن تشکیل شده است، ولی داده‌های لرزه‌ای نشان داده‌اند که عناصر سبک‌تری مانند اکسیژن، گوگرد، کربن و هیدروژن نیز در آن به صورت حل شده، وجود دارند. طی گذر زمان، هسته‌ی درونی زمین شروع به سرد شدن و کریستالی شدن کرده است. با دانستن این موضوع، آیا می‌توان گفت که گرمای خارج شده از هسته به سمت جبه باعث بروز پدیده‌ی ژئودینامو می‌شود؟ یا اینکه این جریان حرارت، نیازمند تقویت کننده‌ی دیگری مانند نیروی شناوری عناصر سبک‌تر خروجی از هسته است؟
سیلیکون پس از اکسیژن و آهن فراوان‌ترین عنصر موجود در زمین است و به همین دلیل، می‌تواند یکی از عناصر سبک مخلوط با آهن در هسته‌ی زمین باشد. محققین با شبیه‌سازی‌هایی که انجام داده‌اند نشان داده‌اند که وجود سیلیکون در هسته‌ی زمین می‌تواند باعث انتقال گرما از هسته به جبه شود. محققین می‌گویند: «مواد درون هسته از نظر گرمایی رسانایی کمتری دارند و آستانه‌ی کمتری برای تولید پدیده‌ی ژئودینامو نیاز دارند. با پایین بودن این آستانه، محرک گرمای خروجی از هسته می‌تواند انتقال گرما از طریق همرفتی باشد و نیاز به جابه‌جایی‌های بیشتر مواد برای این انتقال وجود ندارد.»
محققین نشان داده‌اند که اگر ۸ درصد وزن هسته‌ی درونی زمین سیلیکون باشد، پدیده‌ی ژئودینامو می‌تواند شکل بگیرد. آن‌ها در نظر دارند که نشان دهند وجود اکسیژن، گوگرد و کربن درون هسته‌ی زمین چگونه می‌توان این پدیده را تحت تاثیر قرار دهد.