Czy jądro Ziemi wybuchnie? Co to jest przebiegunowanie?

Podczas Pikniku Naukowego nasi goście mogli przekazywać naukowcom pytania. Część z tych pytań zadajemy teraz badaczom. Z pytaniem: "Czy jądro Ziemi wybuchnie?" zwróciliśmy się do geologa, dr hab. Mirosława Jastrzębskiego z Instytutu Nauk Geologicznych PAN.

"Jądro Ziemi jest kulą o promieniu ok. 3400 km zbudowaną głównie z żelaza i niklu" - mówi w rozmowie z PAP naukowiec. Symulacje komputerowe oraz badania meteorytów wskazują, że wędrówka ciężkiej materii do metalicznego jądra oraz powstanie krzemianowego płaszcza skalistych planet i planetoid zaszło bardzo szybko, tuż po uformowaniu się tych ciał niebieskich, i niemal w tym samym czasie, gdy zabłysło nasze Słońce.

"Tym samym jądro Ziemi jako metaliczna kula w samym jej wnętrzu istnieje od ok. 4,5 mld lat i do tego czasu, to wiadomo niemal na pewno, nigdy nie wybuchło" - zapewnia.

Jądro, choć nie ma właściwości wybuchowych, ma sporo innych ciekawych własności. Dzięki badaniom sejsmicznym wiadomo np., że składa się z dwóch różnych warstw. Od głębokości 2900 km pod powierzchnią ziemi materia jądra ma stan płynny, zaś od głębokości 5100 ma stan stały.

"Metaliczne płynne jądro zewnętrzne znajduje się w nieustannym ruchu. W jego obrębie występują ruchy konwekcyjne unoszące silniej rozgrzaną materię ku górze. Wraz z ruchem obrotowym Ziemi, ruch płynnych metali wzbudza w nich prądy wirowe, te zaś generują pole magnetyczne Ziemi, które tworzy magnetosferę sięgającą daleko poza naszą planetę" - opisuje badacz z ING PAN.

Dzięki koncentrycznej orientacji linii pola, magnetosfera Ziemi działa jak tarcza i na przykład odpycha naładowane cząstki wiatru słonecznego. A przez to chroni nas przed zabójczym działaniem tych cząstek.

"Pole magnetyczne prawdopodobnie istnieje tak samo długo, jak długo istnieje metaliczne jądro Ziemi" - informuje badacz.

Już najstarsze dostępne skały osadowe, sprzed 3 mld lat, zachowały słabe namagnesowanie. Takie namagnesowanie pojawia się, gdy drobne ziarna minerałów magnetycznych opadające na dno morza lub pływające w stygnącej magmie układają się zgodnie z liniami sił pola. "Te minerały, zanim ostatecznie zostaną unieruchomione w osadzie lub w zestalonej skale magmowej, układają się jak małe igły kompasu, czyli równolegle do linii pola magnetycznego" - opowiada rozmówca PAP.

Dzięki prowadzonym już w drugiej połowie XX wieku systematycznym badaniom namagnesowania skał, ze zdziwieniem stwierdzono, że całkiem duża część skał jest namagnesowana przeciwnie do obecnego układu biegunów magnetycznych.

Właśnie w ten sposób odkryto, że od czasu do czasu w historii planety dochodzi do jej przebiegunowania magnetycznego. "Ostatnie tego typu wydarzenie miało miejsce 780 tysięcy lat temu. A od czasu wyginięcia dinozaurów na Ziemi, całkowita zamiana biegunów magnetycznych, czyli np. z północnego na południowy i z powrotem na północny odbyła się dokładnie 29 razy" - dodaje dr hab. Mirosław Jastrzębski.

Jak informuje, za jakiś czas nasza Ziemia znowu zmieni położenie biegunów magnetycznych. Południowy biegun magnetyczny znajdzie się mniej więcej w miejscu północnego, i na odwrót.

"Kompasy będą nadal działać, tyle, że ich igły będą zwrócone w odwrotnych kierunkach aniżeli obecnie" - podkreśla naukowiec z ING PAN.

Jak wyjaśnia, obecnie geofizycy obserwują, że ziemskie pole magnetyczne znacząco słabnie. Pojawiają się także silniejsze anomalie orientacji linii pola magnetycznego w niektórych obszarach globu. Uważa się, że cechy te mogą świadczyć o niedalekiej zmianie biegunów.

"Zamiana biegunów magnetycznych Ziemi będzie następować stopniowo, na przestrzeni może tysiąca lub kilku tysięcy lat. W czasie przemagnesowania ziemska magnetosfera nie będzie tworzyć tak zwartej ochronnej powłoki, jaką tworzy obecnie" - opisuje naukowiec.

Jednak paleontolodzy uspokajają: okazuje się, że okresy przebiegunowywań były bardzo częste w przeszłości Ziemi i nie prowadziły do wymierań gatunków. Prawdopodobnie więc także nasz gatunek przetrwa okres przebiegunowania do kolejnej stabilizacji pola magnetycznego.

Pole magnetyczne było i jest niezwykle istotne dla podtrzymywania warunków do życia na Ziemi. Widać to po ewolucji Marsa, planety nieco mniejszej od Ziemi, której jądro „wystygło” już ok. 4 miliardy lat temu.

"Utrata magnetosfery przyczyniła się do całkowitej zmiany charakteru tej planety. Wiemy, że we wczesnej ewolucji po powierzchni Marsa płynęły rzeki, spowijała te planetę gęstsza i cieplejsza atmosfera. Utrata magnetosfery i dostęp cząsteczek wiatru słonecznego do powierzchni Czerwonej Planety na zawsze zmienił jej charakter. My nie musimy się jednak martwić. Choć, co było już wiadomo w XIX wieku, ciepło głębi Ziemi oddawane jest do atmosfery, a Ziemia głównie stygnie, nasza planeta jest na tyle duża, że dynamo wzbudzające magnetosferę w jej wnętrzu będzie istnieć jeszcze bardzo długo" - uspokaja geolog.

PAP - Nauka w Polsce

opublikowano: 16.08.2018  foto tematyczne: pixabay.com