Oamenii au trimis sonde la miliarde de kilometri în spațiul interstelar, dar abia au zgâriat suprafața Terrei și nici măcar nu au reușit să treacă dincolo de scoarță. Informațiile despre interiorul al Pământului provin în principal din geofizică și sunt relativ puține. Știm că este alcătuit dintr-o scoarță solidă, o manta stâncoasă, un nucleu exterior lichid și un miez interior solid.
Dar ceea ce se întâmplă exact în fiecare strat – și între ele – este un mister. Acum, cercetrătorii folosesc magnetismul planetei noastre pentru a arunca lumină asupra celei mai importante interfețe din interiorul Pământului: granița dintre nucleu și manta, potrivit Science Alert.
La aproximativ 3.000 de kilometri sub picioarele noastre, nucleul exterior al Pământului, un ocean adânc din aliaj de fier topit, se agită fără oprire pentru a produce un câmp magnetic global care se întinde până departe în spațiu. Menținerea acestui „geodinam” și a câmpului de forță planetar pe care l-a produs în ultimele miliarde de ani (protejând Pământul de radiațiile dăunătoare), necesită multă energie.
Aceasta a fost transmisă nucleului Pământului sub formă de căldură în timpul formării. Dar este eliberată doar pentru a acționa geodinamul, deoarece acesta se deplasează spre exterior, către roca solidă, mai rece, care plutește deasupra, în manta.
Fără acest transfer masiv de căldură internă de la nucleu la manta și, în cele din urmă, prin scoarță, până la suprafață, Pământul ar fi ca vecinii noștri cei mai apropiați, Marte și Venus: mort din punct de vedere magnetic.
Cercetătorii obțin informații de la hărțile care arată cât de repede se schimbă undele seismice (vibrațiile energiei acustice) care traversează mantaua stâncoasă a Pământului în partea sa cea mai joasă, chiar deasupra nucleului. Ies în evidență două regiuni vaste apropiate de ecuator, sub Africa și Oceanul Pacific, unde undele seismice se deplasează mai lent decât în alte părți.
Nu este clar ce face ca aceste „structuri bazale mari ale mantalei inferioare”, sau pe scurt „bule”, să fie speciale. Sunt formate din rocă solidă similară cu mantaua înconjurătoare, dar pot avea o temperatură mai ridicată sau o compoziție diferită – sau ambele.
Variațiile puternice de temperatură la baza mantalei ar trebui să afecteze nucleul lichid de dedesubt și câmpul magnetic generat acolo. Mantaua solidă își schimbă temperatura și curge într-un ritm excepțional de lent (câțiva milimetri pe an), astfel încât orice semnătură magnetică provenită de la contraste puternice de temperatură ar trebui să persiste timp de milioane de ani.
De la roci la supercomputere
Un nou studiu prezintă noi dovezi că aceste „bule” sunt mai fierbinți decât mantaua inferioară înconjurătoare. Și acest lucru a avut un efect vizibil asupra câmpului magnetic al Pământului în ultimele câteva sute de milioane de ani, cel puțin.
Pe măsură ce rocile magmatice, recent solidificate din magma topită, se răcesc la suprafața Pământului în prezența câmpului său magnetic, acestea dobândesc un magnetism permanent care este aliniat cu direcția acestui câmp.
Această direcție se schimbă odată cu latitudinea. Cercetătorii de la Universitatea din Liverpool au observat, însă, că direcțiile magnetice înregistrate de unele roci cu o vechime de până la 250 de milioane de ani par să depindă și de locul în care s-au format rocile, în funcție de longitudine. Efectul a fost vizibil mai ales la latitudini joase.
„Prin urmare, ne-am întrebat dacă bulele de sarcină ar putea fi responsabile”, spune Andrew Biggin, profesor de geomagnetism la Universitatea din Liverpool.
Concluzia a venit din compararea acestor observații magnetice cu simulările geodinamului rulate pe un supercomputer. Un set a fost rulat presupunând că rata de curgere a căldurii de la nucleu la manta este aceeași peste tot.
Acestea fie au arătat o tendință foarte mică a câmpului magnetic de a varia în longitudine, fie câmpul pe care l-au produs s-a prăbușit într-o stare haotică persistentă, ceea ce este, de asemenea, inconsistent cu observațiile cercetătorilor.
„Prin contrast, atunci când am plasat un model pe suprafața nucleului care includea variații puternice ale cantității de căldură aspirată în manta, câmpurile magnetice s-au comportat diferit. Adăugarea „bulelor” ne-a permis să reproducem comportamentul stabil observat al câmpului magnetic al Pământului”, spune Biggin.
Cele două „bule” fierbinți izolează metalul lichid de sub ele, prevenind pierderea de căldură care altfel ar provoca contracția termică a fluidului și scufundarea acestuia în nucleu. Întrucât fluxul fluidului din nucleu este cel care generează mai mult câmp magnetic, aceste bălți stagnante de metal nu participă la procesul de geodinam.
Mai mult, în același mod în care un telefon mobil își poate pierde semnalul dacă e pus într-o cutie metalică, aceste zone staționare de lichid conductiv acționează pentru a „ecraniza” câmpul magnetic generat de lichidul care circulă dedesubt.
Editor : Monica Bonea