gov-civil-vilareal.ptDer innere Kern der Erde ist nur eine Milliarde Jahre alt … viel jünger, als die meisten von uns dachten
>Eine Milliarde Jahre ist in kosmischer Hinsicht nicht die unergründliche Zeitspanne, die wir Menschen – die wir für das sprichwörtliche Auge des Universums wirklich haben – da sind. Es ist nicht einmal viel für unseren Planeten.
Die Erde soll etwa 4,6 Milliarden Jahre alt sein. Bisher wurde sein Kern oft als näher an diesem Alter geschätzt, aber die Wiederherstellung der Bedingungen des inneren Kerns in einem Labor änderte dies alles. Der innere Kern besteht aus massivem Eisen, umgeben von einem äußeren Kern aus flüssigem Eisen. Ein überwältigendes Experiment eines internationalen Wissenschaftlerteams offenbarte ein viel jüngeres Alter für den inneren Kern der Erde als von vielen angenommen wurde (obwohl es noch alt genug für die Dinosaurier in Reise zum Mittelpunkt der Erde historisch korrekt sein).
Das Experiment fand heraus, wie alt der innere Kern sein muss, indem seine Wärmeleitfähigkeit oder die Fähigkeit, Wärme durch Leitung zu übertragen, gemessen wurde.
Die Wärmeleitfähigkeit des Kerns bestimmt die Abkühlgeschwindigkeit des Kerns und die Wachstumsgeschwindigkeit des inneren Kerns. Daher kann es uns das Alter des inneren Kerns und der Energiequellen und Mechanismen sagen, um die Geodynamo , Physiker Youjun Zhang, Co-Autor einer kürzlich in veröffentlichten Studie Physische Überprüfungsschreiben , sagte SYFY WIRE.
Kollisionen und anschließende Wärmeübertragung zwischen bereits nahe beieinander liegenden Atomen oder Molekülen bestimmen, inwieweit der Kern leitet Wärme , und was den Geodynamo antreibt, oder die Kraft, die hält unser Magnetfeld stark . Diese Kraft ist das flüssige Eisen im äußeren Kern. Es wird auch angenommen, dass es leichtere Elemente wie Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Silizium und Schwefel enthält. Die Erforschung der Kraft des Magnetfelds und der Entstehung des Geodynamos kann uns auch etwas über die Bewohnbarkeit unseres Planeten sagen, da das Magnetfeld schädliche kosmische Strahlen abwehrt und verhindert, dass die Erde in eine strahlungsverseuchte Wüste wie der Mars verwandelt wird.
Aber warte. Das Geodynamo-Paradoxon, das in Frage stellte, wie tragfähig die stattfindende Wärmekonvektion in Abhängigkeit von der Wärmeleitfähigkeit des Kerns war, war im Weg. Der Geodynamo hätte bei einer zu hohen Wärmeleitfähigkeit in einem frühen Stadium der Erdentwicklung nicht mit Strom versorgt werden können, da sich später ohne genügend Zeit zum Abkühlen ein junger und heißer äußerer Kern gebildet hätte. Das geschätzte Kernalter würde in Abhängigkeit davon steigen, wie niedrig die Wärmeleitfähigkeit des Geodynamos gefunden wurde. Je früher der Geodynamo mit Strom versorgt wurde, desto mehr Zeit musste er abkühlen, wodurch der Kern um Jahre (in diesem Fall eher wie Äonen) verlängert wurde.
Bildnachweis: NASA
Zhang und sein Team mussten sehen, ob sie das Problem lösen könnten, wenn sie das Alter des inneren Kerns aufdecken wollten, der mehr Druck als eine Million Atmosphären und Temperaturen hat, die heißer sein könnten als die Sonnenoberfläche. Zu diesem Zeitpunkt brachten sie Hardcore-geschmolzenes Metall heraus.
Wir haben die elektrische und thermische Leitfähigkeit von quetschendem laserbeheiztem Eisen als Hauptkomponente des Kerns bei simulierten Erdkernbedingungen durch Experimente und Theorie bestimmt, sagte er. Die Wärmeleitfähigkeit erwies sich als 30-50% niedriger als in der vorherigen Studie festgestellt und unterstützt einen Geodynamo, der im frühen Stadium durch thermische Konvektion und sowohl durch thermische als auch durch kompositorische Konvektion am heutigen Tag.
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Die Wärmeleitfähigkeit des Geodynamos könnte auch durch das Vorhandensein leichterer Elemente beeinflusst worden sein, die sich bei der ersten Bildung in der Eisenschmelze aufgelöst haben, insbesondere Silizium. Dies könnte bedeuten, dass diese Elemente es weniger wärmeleitend machen. Eine niedrigere Leitfähigkeit von leichteren Elementen könnte mit der Abkühlzeit verwechselt werden und erklären auch den Grund, warum so viele Schätzungen für das Alter des Erdkerns auf der höheren Seite lagen, obwohl eine kürzliche Schätzung vor Zhangs Experiment nur 565 Millionen Jahre betrug, kaum zu glauben ein Planet, der Milliarden Jahre alt ist. Thermische Konvektion und kompositorische Konvektion halten den Geodynamo aktiv, sodass er weiterhin verhindern kann, dass die Erde zum Mars wird.
Es gibt drei Hauptanforderungen an einen aktiven Dynamo, erklärte Zhang. Dies sind ein elektrisch leitender äußerer Flüssigkeitskern, kinetische Energie durch die Erdrotation und eine interne Energiequelle, um die Konvektionsbewegung der Flüssigkeit aufrechtzuerhalten. Die interne Energiequelle umfasst thermische und kompositorische Energie, die die Konvektion antreibt. Welche Konvektionsart gültig ist, hängt von der Wärmeleitfähigkeit des Kerns ab.
Das Magnetfeld der Erde ist geglaubt zu haben vor etwa einer Milliarde Jahren, was durch die Anordnung magnetischer Materialien in Gesteinen in diesem Alter bestätigt wurde. Diese Spitze entstand wahrscheinlich aufgrund des drastischen Anstiegs des Erdmagnetismus, als sich der innere Kern bildete. Die Zusammensetzung dieser Gesteine ist ein weiterer Beweis für das aktualisierte Alter des Kerns.
Der frühe Geodynamo wurde hauptsächlich durch thermische Konvektion vor der Bildung des inneren Kerns angetrieben, während er beim Wachstum des inneren Kerns sowohl durch thermische als auch durch kompositorische Konvektion angetrieben wird, sagte Zhang.
Für diejenigen von uns, die unsterblich sein möchten, können wir uns nur vorstellen, wie es wäre, sich eine Milliarde Jahre lang wie fast nichts anzufühlen.
