연구원들은 우리 행성의 철심의 냉각 과정을 재현하려는 시도에서 실험을 수행했고 신비한 변칙성을 발견했습니다.
지구의 45억 번째 역사의 어느 시점에서 완전히 액체인 철심은 너무 많이 냉각되어 중심에 단단한 공이 형성되었습니다. 오늘날 우리 행성의 핵은 철로 된 단단한 내부 핵으로 구성되어 있으며 외부 핵으로 둘러싸여 있으며 역시 철로 되어 있지만 용융되어 있습니다. 그러나 이러한 변화가 발생한 시기를 정확히 파악하는 것은 어려운 것으로 판명되었습니다.
추정치는 45억 년 전(지구 자체의 나이)에서 5억 6500만 년 전까지 다양합니다. 그리고 최근에야 새로운 연구가 마침내 검색 범위를 좁혔습니다. 실험실 실험 데이터에 따르면 내핵의 나이는 10억에서 13억 년 사이일 것입니다.
결과적으로 이것은 지구 주위의 자기장에 동력을 공급하는 지오다이나모의 나이를 줄이는 데 도움이 됩니다. 이 자기장은 우리가 알고 있는 형태로 생명체에 유리한 조건을 만드는 데 기여하여 뜨거운 태양풍으로부터 행성의 대기를 보호합니다. 사람들이 그 작업의 원리와 기원을 이해하는 데 관심이 있다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 이것은 먼 세계의 미래 식민지 주민들에게 유용할 수 있습니다.
Geodynamo는 두 가지 메커니즘에 의해 구동되는 대류와 외부 코어의 전도성 철 순환에 의해 생성됩니다.
첫째, 온도 변동으로 인한 열 대류입니다. 그것은 완전히 액체 코어에서 발생할 수 있습니다. 둘째, 구성 대류가 있는데, 핵의 내부 경계에서 방출된 더 가벼운 요소가 액체 외부 핵을 통해 상승하여 운동을 생성합니다.
두 경우 모두, 전도성 액체 금속은 코어를 충전하는 전류를 생성하여 본질적으로 코어를 거대한 전자석으로 만듭니다. 그리고 짜잔! 자기장이 있습니다. 현재 두 가지 유형의 대류가 모두 지구 코어에 존재하며 지오다이나모에 동등하게 기여합니다.
그러나 지구의 핵에서 고체 핵이 결정화되기 전에는 열 대류만이 가능했습니다. 또한 지오다이나모를 생성할 수 있지만 수십억 년 동안 유지하려면 철이 매우 뜨거워야 합니다. 이는 비현실적입니다.
이러한 온도를 유지하려면 철의 열전도율(열을 효율적으로 전도하는 능력)이 매우 높아야 합니다. 물리학 팀은 압력 및 코어 코어의 값에 근접하는 온도에서 철의 열전도율을 연구하기로 결정했습니다.
이를 위해 그들은 철 샘플을 채취하여 레이저로 조사하여 가열하고 다이아몬드 모루에 고정했습니다. 생각보다 훨씬 더 많은 시간이 걸렸습니다. 시도에는 총 2년이 걸렸습니다. 그러나 결국 연구팀은 170기가파스칼(해수면에서 대기압의 1억 7000만 배)의 압력과 섭씨 약 3000도의 온도에서 샘플의 전기 및 열전도도를 측정할 수 있었다.
외핵의 압력 범위는 외핵에서 내핵까지 135~330기가파스칼이며 온도 범위는 섭씨 4000~5000도입니다. 내부 코어는 6,000C 이상의 온도에 도달한다고 믿어집니다(그러나 철은 강한 압력을 가하면 단단해집니다).
연구팀이 샘플의 전도도를 측정했을 때 내부 코어의 나이를 5억 6,500만 년으로 추정하는 데 걸리는 것보다 30~50% 낮다는 것을 발견했습니다. 결과적으로 과학자들은 이제 코어 조건에서 액체 철의 열전도율에 대한 상한선을 설정할 수 있으며, 이는 차례로 얼마나 많은 열을 전도하고 유지할 수 있는지에 대한 상한선을 설정합니다.
이 모든 데이터는 마침내 지구 내핵의 나이를 추정하는 것을 가능하게 했습니다. 흥미롭게도 과학자들이 만든 그래프는 지구 자기장의 변화 역학과 정확히 일치합니다. 10억 ~ 15억 년 전 암석에서 자성 물질의 위치는 자기장 강도의 증가가 이 시기에 일어났음을 보여줍니다.
그러나 비슷한 증가가 5억 6천 5백만 년 전에 관찰되었습니다. 내핵이 더 일찍 결정화되었다는 것은 수억 년 전에 지구 내부의 철에 영향을 미치는 어떤 신비한 현상이 우리 행성에서 발생했음을 의미합니다. "이 불일치를 해결하려면 광물 물리학, 지구 역학 및 고자기에 대한 추가 연구가 필요합니다."라고 연구자들은 인정합니다.