אם לכוכב לכת יש שדה מגנטי או לא, עובר דרך ארוכה לקביעת האם הוא ניתן למגורים. בעוד כדור הארץ יש המגנטוספירה חזק שמגן חיים מפני קרינה מזיקה ושומר רוח שמש מן להפשיט ממנו האווירה שלה, כוכב כמו מאדים כבר לא עושה. לפיכך מדוע זה הלך מלהיות בעולם עם אווירה עבה מים נוזליים על פני השטח שלה לקור, מיובש במקום שהוא היום.
מסיבה זו, מדענים ביקשו זמן להבין מה הסמכויות השדה המגנטי של כדור הארץ. עד עתה, הקונצנזוס היה כי זה היה אפקט דינמו נוצר על ידי ספינינג הליבה החיצונית הנזילים של הארץ בכיוון ההפוך הסיבוב של כדור הארץ. עם זאת, מחקר חדש מהמכון הטכנולוגי של טוקיו עולה כי הוא עשוי למעשה להיות בשל נוכחותם של התגבשות שנוצרות במרכז הארץ.
המחקר נערך על ידי מדענים ממכון כדור הארץ למדעי החיים (ELSI) בטוקיו טק. על פי המחקר שלהם - תחת הכותרת "התגבשות של דו תחמוצת הצורן ואבולוצית הלחנה של הליבה של כדור הארץ", אשר הופיע לאחרונה טבע - האנרגיה שמניע את השדה המגנטי של כדור הארץ יכול להיות יותר לעשות עם ההרכב הכימי של הליבה של כדור הארץ.
מדאיג במיוחד עבור צוות המחקר היה שיעור אשר מתקרר הליבה של כדור הארץ לאורך זמן גיאולוגי - אשר כבר נושא לוויכוח מזה זמן. ובשביל ד"ר קיי הירוסה - מנהל מכון מדעי כדור הארץ-Life המחבר הראשי על הנייר - זה כבר משהו של מרדף לכל החיים. במחקר 2013, הוא שיתף ממצאי המחקר הצביעו כי איך הליבה של כדור הארץ יכול להיות מקורר יותר משמעותית ממה שחשבו בעבר.
הוא וצוותו למסקנה כי מאז הקמתה של כדור הארץ (4.5 מיליארד שנים), הליבה אולי מקורר על ידי ככל 1000 ° C (1832 ° F). ממצאים אלה היו מפתיעים למדי לקהילה המדעית כדור הארץ - מה שמובילים מה מכונים אחת למדענים בשם "פרדוקס חום הקבע החדש". בקיצור, בקצב הזה של קירור ליבת הפירוש שחלק מקור האנרגיה אחר יידרש לקיים את השדה המגנטי של כדור ארץ כדור הארץ.
נוסף על כך, ועל קשור לסוגיית ליבה-קירור, היו כמה שאלות לא פתורות בנוגע להרכב הכימי של הליבה. כמו ד"ר קיי הירוסה אמר בהודעה לעיתונות טק טוקיו:
"הליבה היא בעיקר ברזל וכמה ניקל, אלא גם מכילה כ 10% של סגסוגות אור כגון סיליקון, חמצן, גופרית, פחמן, מימן, ותרכובות אחרות. אנו חושבים כי סגסוגות רבים נוכחים בו זמנית, אבל אנחנו לא יודעים היחס של כל אלמנט מועמד."
כדי לפתור זאת, הירוסה ועמיתיו Elsi ערכו סדרת ניסויים שבהם סגסוגות שונות נחשפו תנאי חום ולחץ דומה לזה בפנים כדור הארץ. זה כלל באמצעות סדן היהלום לסחוט דגימות סגסוגת אבק בגודל לדמות תנאים בלחץ גבוה, ולאחר מכן חימום אותם עם קרן לייזר עד שהגיעו לטמפרטורות קיצוניות.
בעבר, מחקר לתוך סגסוגות ברזל הליבה התמקד בעיקר משני סגסוגות-סיליקון ברזל או-תחמוצת ברזל בלחצים גבוהים. אך לצורך הניסויים שלהם, הירוז ועמיתיו החליטו להתמקד בשילוב של סיליקון וחמצן - שלפי ההערכות הם קיימים בליבה החיצונית - ולבחון את התוצאות באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים.
מה מצאו החוקרים היה כי בתנאים של לחץ וחום קיצוניים, דגימות של סיליקון וחמצן בשילוב קריסטלים דו תחמוצת צורן טופס - שהיו דומים בהרכבו קוורץ מינרל המצוי בקרום כדור הארץ. ארגו, המחקר הראה כי התגבשות דו-תחמוצת הסיליקון בגרעין החיצוני הייתה משחררת מספיק ציפה לחיזוק ליבת הכוח והשפעת דינמו כבר מהאון הדני ואילך.
כמו ג'ון Hernlund, גם חבר Elsi וכן ממחברי המחקר, הסביר:
תוצאה זו הוכיחה חשיבות להבנת האנרגטיות והתפתחות הליבה. התרגשנו בגלל החישובים שלנו הראו התגבשות של גבישים דו תחמוצת צורן מהליבה יכול לספק מקור אנרגיה חדש עצום להפעלת השדה המגנטי של כדור הארץ."
מחקר זה לא רק מספק ראיות כדי לסייע בפתרון שנקרא "פרדוקס חום הקבע החדש", זה גם עשוי לעזור לקדם את הבנתנו מה תנאים היו כמו במהלך היווצרות כדור הארץ ומערכת השמש הקדומה. בעיקרון, אם קריסטל טופס סיליקון וחמצן של דו תחמוצת צורן בליבה החיצונית לאורך זמן, אז במוקדם או במאוחר, בתהליך יפסיק פעם הליבה שנגמרה האלמנטים הללו.
כאשר זה יקרה, אנחנו יכולים לצפות השדה המגנטי של כדור הארץ יסבול, דבר שיש לו השלכות דרסטיות על החיים על פני כדור הארץ. זה גם עוזר לשים מגבלות על הריכוזים של סיליקון וחמצן כי נכחו הליבה כאשר כדור הארץ נוצרה ראשון, אשר יכול ללכת דרך ארוכה לקראת ליידע התיאוריות שלנו על היווצרות מערכת השמש.
מה שכן, מחקר זה עשוי לעזור לגאופיזיקאים לקבוע כיצד ומתי לכוכבי לכת אחרים (כמו מאדים, ונוס ומרקורי) עדיין היו שדות מגנטיים (ואולי יובילו לרעיונות כיצד ניתן יהיה להפעיל אותם שוב). זה יכול אפילו לעזור לצוותי מדע ציד exoplanet לקבוע אילו exoplanets יש magnetospheres, אשר יאפשר לנו לגלות אילו עולמות חוץ-סולאריים יכולים להיות ראויים למגורים.
