¿Cómo evitó la Tierra un destino similar al de Marte? Las rocas antiguas contienen pistas

Una representación de la Tierra, anteriormente sin núcleo interno; segundo, con un núcleo interno que comienza a crecer hace unos 550 millones de años; tercero, con un núcleo más externo y otro más interno, hace unos 450 millones de años. Investigadores de la Universidad de Rochester utilizaron el paleomagnetismo para determinar estas dos fechas clave en la historia del núcleo interno, que creen que restauró el campo magnético del planeta justo antes de la explosión de vida en la Tierra. Crédito: Universidad de Rochester / Michael Osadciw

Aproximadamente a 1.800 millas por debajo de nuestros pies, el hierro líquido que se arremolina en el núcleo exterior de la Tierra genera el campo magnético protector de nuestro planeta. Este campo magnético es invisible pero es vital para la vida en la superficie terrestre porque protege al planeta del viento solar, las corrientes de radiación del sol.


Sin embargo, hace unos 565 millones de años, el campo magnéticoLa fuerza de hoy se ha reducido al 10 por ciento de su fuerza. Luego, misteriosamente, el campo se recuperó, recuperando su fuerza justo antes de la explosión cámbrica de vida multicelular en la Tierra.

¿Qué provocó el rebote del campo magnético?

Según una nueva investigación realizada por científicos de la Universidad de Rochester, este rejuvenecimiento ocurrió en unas pocas decenas de millones de años, rápido en escalas de tiempo geológico, y coincidió con la formación del núcleo interno sólido de la Tierra, lo que sugiere que el núcleo es probablemente un causa.

«El núcleo interno es extremadamente importante», dice John Tarduno, William R. Kenan, Jr., profesor de geofísica en el Departamento de Ciencias Ambientales y de la Tierra y decano de investigación para las artes, las ciencias y la ingeniería en Rochester. «Justo antes de que el núcleo interno comenzara a crecer, el campo magnético estaba a punto de colapsar, pero tan pronto como el núcleo interno comenzó a crecer, el campo se regeneró».

En el documento, publicado en Comunicaciones de la naturaleza, los investigadores determinaron varias fechas clave en la historia del núcleo interno, incluida una estimación más precisa de su edad. La investigación proporciona pistas sobre la historia y evolución futuras de la Tierra y cómo se convirtió en un planeta habitable, así como la evolución de otros planetas del sistema solar.

Desbloqueo de información en rocas antiguas

La Tierra está formada por capas: la corteza, donde se encuentra la vida; la Saco, la capa más gruesa de la Tierra; el núcleo exterior fusionado; y el núcleo interno sólido, que a su vez está compuesto por un núcleo interno más externo y un núcleo interno más interno.

El campo magnético de la Tierra se genera en su núcleo externo, donde provoca remolinos de hierro líquido. Corrientes eléctricasimpulsando un fenómeno llamado geodinamo que produce el campo magnético.

Debido a la relación del campo magnético con el núcleo de la Tierra, los científicos han intentado durante décadas determinar cómo han cambiado el campo magnético y el núcleo de la Tierra a lo largo de la historia de nuestro planeta. No pueden medir directamente el campo magnético debido a la ubicación y las temperaturas extremas de los materiales en el núcleo. Afortunadamente, los minerales que ascienden a la superficie de la Tierra contienen diminutas partículas magnéticas que bloquean la dirección y la fuerza del campo magnético a medida que los minerales se enfrían desde su estado fundido.

Para limitar mejor la edad y el crecimiento del núcleo interno, Tarduno y su equipo utilizaron un CO2 láser y el magnetómetro del dispositivo de interferencia cuántica superconductora (SQUID) del laboratorio para analizar cristales de feldespato de anortosita de roca. Estos cristales tienen pequeñas agujas magnéticas en su interior que son «grabadores magnéticos perfectos», dice Tarduno.

Al estudiar el magnetismo encerrado en cristales antiguos, un campo conocido como paleomagnetismo, los investigadores determinaron dos nuevas fechas importantes en la historia del núcleo interno:

  • hace 550 millones de años: el momento en que el campo magnético comenzó a renovarse rápidamente después de un colapso casi 15 millones de años antes. Los investigadores atribuyen la rápida renovación del campo magnético a la formación de un núcleo interno sólido que recargó el núcleo exterior fundido y restauró la fuerza del campo magnético.
  • hace 450 millones de años: el momento en que la estructura del núcleo interno en crecimiento ha cambiado, marcando el límite entre el núcleo interno más interno y el más externo. Estos cambios en el núcleo interno coinciden con cambios en la estructura del manto suprayacente durante el mismo período, debido a placas tectónicas en la superficie.

«Dado que hemos restringido la edad del núcleo interno con mayor precisión, podríamos explorar el hecho de que el núcleo interno actual en realidad está compuesto por dos partes», dice Tarduno. «Los movimientos tectónicos de las placas en la superficie de la Tierra han afectado indirectamente al núcleo interno y la historia de estos movimientos está grabada en lo profundo de la Tierra en la estructura del núcleo interno».

Evitando un destino similar al de Marte

Una mejor comprensión de la dinámica y el crecimiento del núcleo interno y el campo magnético tiene implicaciones importantes, no solo para descubrir el pasado de la Tierra y predecir su futuro, sino también para desentrañar las formas en que otros planetas podrían formar escudos magnéticos y mantener las condiciones necesarias para albergar. vida.

Los investigadores creen que Marte, por ejemplo, alguna vez tuvo un campo magnético, pero el campo se disipó, dejando al planeta vulnerable. viento solar y la superficie sin océanos. Si bien no está claro si la ausencia de un campo magnético le habría causado a la Tierra el mismo destino, «la Tierra ciertamente habría perdido mucho más». agua si el campo magnético de la Tierra no se hubiera regenerado”, dice Tarduno. “El planeta sería mucho más seco y muy diferente al planeta actual”.

Entonces, en términos de evolución planetaria, la investigación subraya la importancia de un escudo magnético y un mecanismo para sostenerlo, dice.

«Esta investigación realmente destaca la necesidad de algo como el crecimiento núcleo central que sostiene un campo magnético durante toda la vida – muchos miles de millones de años – de un planeta «.


Una nueva investigación proporciona evidencia de un fuerte campo magnético inicial alrededor de la Tierra


Más información:
Tinghong Zhou et al, Primera Renovación Cámbrica de la Geodinamo y el Origen de la Estructura del Núcleo Interno, Comunicaciones de la naturaleza (2022). DOI: 10.1038 / s41467-022-31677-7

Suministrada por
Universidad de Rochester

Citación: ¿Cómo evitó la Tierra un destino similar al de Marte? Las rocas antiguas contienen pistas (25 de julio de 2022) recuperadas el 26 de julio de 2022 de https://phys.org/news/2022-07-earth-mars-like-fate-ancient-clues.html

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