研究揭示地球如何避免变成火星那样的荒凉贫瘠行星

2022年07月27日 10:23 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

火星可能是未来载人太空旅行的一个诱人的可能性,但它不是一个适合定居的地方。从它稀薄的富含碳氧化合物的大气层到冰冷的温度,更不用说所有的辐射,它是一个对人类生命非常不利的环境。但是火星和地球可能曾经非常相似,它们只是随着时间的推移而分化成我们今天看到的完全不同的世界。现在,研究人员已经发现了地球如何避免成为像火星一样的荒凉世界的线索,而这一切都与地球的内部有关。

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地球的“秘密武器”是它的磁层,它保护地面上的生命免受危险的宇宙辐射。然而,在5.65亿年前,地球的磁场强度大幅下降,降至今天强度的10%。对我们来说,幸运的是,磁场在寒武纪生命大爆发之前恢复了强度,当时在很短的时间内出现了各种各样的新动物物种。

磁场到底为什么会恢复强度一直是一个悬而未决的问题,但是罗切斯特大学的科学家们的新研究给出了一些线索。

该行星磁场的加强发生在该行星坚实的内核形成的同一时间,而这两个事件似乎是相关的。

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“内核是非常重要的,”研究论文的作者之一John Tarduno说。“就在内核开始生长之前,磁场处于崩溃状态,但是一旦内核开始生长,磁场就会再生。”

科学家们知道,地球的磁场是由地球的外核创造的,液态金属在其中流动并产生电流,从而产生磁场。因此,他们对地球的内部是如何演变的很感兴趣,但这很难研究。

为了了解地球内部是如何随着时间的推移而发生变化的这项工作,研究人员查看了已经分流到地球表面的非常古老的矿物。这些矿物含有磁性颗粒,这些颗粒仍然保存着它们从液体形成为固体岩石时的地球磁场信息。

从这些信息中,研究人员能够确定,磁场在5.5亿年前左右出现了强度反弹,也就是在磁场下降1500万年后,也就是固体内核被认为形成的时候。这个内核为外核 “充电”,提高了其产生磁场的能力。

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Tarduno说:“由于我们更准确地约束了内核的年龄,我们可以探索今天的内核实际上由两部分组成这一事实。地球表面的板块构造运动间接地影响了内核,而这些运动的历史则印在地球内部深处的内核结构中。”

如果没有地球磁场的再生,它可能会变得像火星一样,随着时间的推移,火星失去了它的磁场,使它容易受到辐射。这最终导致了火星失去了它的水。

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