Para determinar la dirección e intensidad del campo magnético pasado, los investigadores fecharon y analizaron cristales de circón recolectados de sitios en Australia. Los circones miden aproximadamente dos décimas de milímetro y contienen partículas magnéticas aún más pequeñas que bloquean la magnetización de la tierra en el momento en que se formaron los circones. Aquí, un cristal de circón se coloca dentro de la "O" en una moneda de diez centavos, para la escala. Crédito:Universidad de Rochester / John Tarduno
En lo profundo de la Tierra El hierro líquido que se arremolina genera el campo magnético protector de nuestro planeta. Este campo magnético es invisible pero es vital para la vida en la superficie de la Tierra:protege al planeta del dañino viento solar y de los rayos cósmicos del sol.
Dada la importancia del campo magnético, Los científicos han estado tratando de averiguar cómo ha cambiado el campo a lo largo de la historia de la Tierra. Ese conocimiento puede proporcionar pistas para comprender la evolución futura de la Tierra, así como la evolución de otros planetas del sistema solar.
Una nueva investigación de la Universidad de Rochester proporciona evidencia de que el campo magnético que se formó por primera vez alrededor de la Tierra era incluso más fuerte de lo que los científicos creían anteriormente. La investigación, publicado en la revista PNAS , ayudará a los científicos a sacar conclusiones sobre la sostenibilidad del escudo magnético de la Tierra y si hay otros planetas en el sistema solar con las condiciones necesarias para albergar vida.
"Esta investigación nos dice algo sobre la formación de un planeta habitable, "dice John Tarduno, el William R. Kenan, Jr., Profesor de Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente y Decano de Investigación para las Artes, Ciencias, e Ingeniería en Rochester. "Una de las preguntas que queremos responder es por qué la Tierra evolucionó como lo hizo y esto nos da aún más evidencia de que el blindaje magnético se registró muy temprano en el planeta".
El campo magnético de la Tierra hoy
El escudo magnético actual se genera en el núcleo exterior de la Tierra. El intenso calor en el denso núcleo interno de la Tierra hace que el núcleo externo, compuesto de hierro líquido, se arremolina y se agita, generando corrientes eléctricas, y conduciendo un fenómeno llamado geodinamo, que alimenta el campo magnético de la Tierra. Las corrientes en el núcleo externo líquido se ven fuertemente afectadas por el calor que sale del núcleo interno sólido.
Debido a la ubicación y las temperaturas extremas de los materiales en el núcleo, los científicos no pueden medir directamente el campo magnético. Afortunadamente, Los minerales que se elevan a la superficie de la Tierra contienen diminutas partículas magnéticas que se fijan en la dirección y la intensidad del campo magnético en el momento en que los minerales se enfrían desde su estado fundido.
Usando nuevos paleomagnéticos, microscopio electrónico, geoquímico, y datos de paleointensidad, los investigadores fecharon y analizaron cristales de circón, los materiales terrestres más antiguos que se conocen, recolectados en sitios en Australia. Los circones que son aproximadamente dos décimas de milímetro, contienen partículas magnéticas aún más pequeñas que bloquean la magnetización de la tierra en el momento en que se formaron los circones.
Interpretación artística de la Tierra primitiva y Marte hace 4.200 millones de años con campos magnéticos generados internamente. La larga vida del geodinamo y el blindaje magnético evitaron la pérdida del océano en la Tierra, mientras que el colapso del campo magnético marciano contribuyó a su pérdida de agua. Crédito:Ilustración cortesía de Michael Osadciw (Universidad de Rochester, Rochester, NY) y John A. Tarduno.
El campo magnético de la Tierra hace 4 mil millones de años
Investigaciones anteriores de Tarduno encontraron que el campo magnético de la Tierra tiene al menos 4.200 millones de años y ha existido durante casi tanto tiempo como el planeta. El núcleo interno de la Tierra, por otra parte, es una adición relativamente reciente:se formó hace sólo unos 565 millones de años, según una investigación publicada por Tarduno y sus colegas a principios de este año.
Si bien los investigadores inicialmente creyeron que el campo magnético temprano de la Tierra tenía una intensidad débil, los nuevos datos de circón sugieren un campo más fuerte. Pero, porque el núcleo interno aún no se había formado, el fuerte campo que se desarrolló originalmente hace 4 mil millones de años debe haber sido impulsado por un mecanismo diferente.
"Creemos que el mecanismo es la precipitación química de óxido de magnesio dentro de la Tierra, "Dice Tarduno.
El óxido de magnesio probablemente se disolvió por el calor extremo relacionado con el impacto gigante que formó la luna de la Tierra. A medida que el interior de la Tierra se enfrió, el óxido de magnesio podría precipitarse, conducción de la convección y el geodinamo. Los investigadores creen que el interior de la Tierra finalmente agotó la fuente de óxido de magnesio hasta el punto de que el campo magnético colapsó casi por completo hace 565 millones de años.
Pero la formación del núcleo interno proporcionó una nueva fuente para alimentar la geodinamo y el escudo magnético planetario que tiene la Tierra en la actualidad.
Un campo magnético en Marte
"Este campo magnético temprano fue extremadamente importante porque protegió la atmósfera y la remoción de agua de la Tierra primitiva cuando los vientos solares eran más intensos, "Dice Tarduno." El mecanismo de generación de campos es casi con certeza importante para otros cuerpos como otros planetas y exoplanetas ".
Una teoría líder, por ejemplo, es ese Marte, como la tierra tenía un campo magnético al principio de su historia. Sin embargo, en Marte, el campo colapsó y, a diferencia de la Tierra, Marte no generó uno nuevo.
"Una vez que Marte perdió su blindaje magnético, luego perdió su agua, "Dice Tarduno." Pero todavía no sabemos por qué colapsó el blindaje magnético. El blindaje magnético temprano es realmente importante, pero también nos interesa la sostenibilidad de un campo magnético. Este estudio nos brinda más datos para tratar de averiguar el conjunto de procesos que mantienen el escudo magnético en la Tierra ".
