Este posibil ca un ocean de magmă antic să fi condus cândva câmpul magnetic al Pământului

Cu miliarde de ani în urmă, câmpul magnetic al Pământului s-ar putea să fi luat un impuls de la un ocean de magmă turbulent care se învârte în jurul nucleului planetei.

Planeta noastră și-a generat propriul magnetism aproape toată istoria sa (SN: 1/28/19). Dar nu a fost niciodată clar cum Pământul a creat acest câmp magnetic în timpul Eonului Archean al planetei – o perioadă geologică timpurie cu aproximativ 2,5 miliarde până la 4 miliarde de ani în urmă. Acum, simulările pe computer sugerează că un strat adânc de minerale topite care formează roca, cunoscute sub numele de silicați, ar fi putut fi vinovat.

„Există câteva miliarde de ani din istoria Pământului în care este dificil de explicat ceea ce a determinat câmpul magnetic”, spune Joseph O’Rourke, un om de știință planetar la Universitatea de Stat din Arizona din Tempe, care nu a fost implicat în acest studiu. Acest nou rezultat, spune el, este o „piesa vitală a puzzle-ului”.

Astăzi, magnetismul Pământului este probabil generat în miezul exterior al planetei, un strat de fier lichid și nichel. Căldura care scapă din miezul interior solid antrenează fluxuri de fluid care creează curent electric circulant în miezul exterior, transformând interiorul Pământului într-un electromagnet gigantic. Miezul exterior, totuși, este o adăugare destul de recentă, care a apărut cu aproximativ un miliard de ani în urmă, iar rocile antice păstrează dovezi ale unui câmp magnetic la nivel de planetă mult mai devreme. Deci, un alt mecanism trebuie să fi funcționat în anii de formare ai Pământului.

Un candidat pentru prima încercare a Pământului la un câmp magnetic este o mare de rocă lichidă despre care se presupune că ar fi înconjurat odată miezul în curs de dezvoltare al tinerei planete. Pentru a vedea dacă acest ocean de silicați topiți este o opțiune viabilă, Lars Stixrude, geofizician la UCLA, și colegii săi au dezvoltat simulări pe computer pentru a estima proprietățile electrice ale silicaților la temperaturi și presiuni extreme.

Echipa a descoperit că, la presiuni de peste 1 milion de ori presiunea atmosferică de la suprafața Pământului și la temperaturi comparabile cu cele de pe suprafața Soarelui, silicații conduc electricitatea suficient de bine pentru a produce un câmp magnetic la nivel de planetă. Puterea acelui domeniu, anunță echipa pe 25 februarie Comunicarea naturii, se potrivește aproximativ cu măsurătorile câmpurilor magnetice fosile din roci care au aproximativ 2 miliarde până la 4 miliarde de ani. Pe la sfârșitul Archeanului, sugerează echipa, oceanul de magmă s-ar fi răcit și s-ar fi solidificat, eventual predând sarcinile câmpului magnetic unui nucleu din ce în ce mai turbulent.

Studiul este „un pas extrem de important înainte în înțelegerea istoriei câmpului magnetic al Pământului”, spune O’Rourke. În plus, ar putea fi relevant și pentru alte lumi de astăzi. „Nu este doar o curiozitate a istoriei antice”, spune el.

Super-Pământurile, planete stâncoase de câteva ori mai masive decât Pământul, ar putea reține suficientă căldură internă pentru a susține un ocean de silicat adânc mult mai mult decât a făcut planeta noastră. Aceste planete sunt, de asemenea, cele mai comune lumi găsite în afara sistemului solar. Mecanismul din spatele câmpului magnetic timpuriu al Pământului, speculează echipa, ar putea, prin urmare, să funcționeze pe planete stâncoase mari din tot universul.