地質学

地球の内核はたった10億年前です…私たちのほとんどが思っていたよりずっと若いです

2024

10億年というのは、宇宙の言葉で言えば、宇宙のことわざの瞬きを真剣に考えている私たち人間にとって、計り知れないほどの時間ではありません。それは私たちの惑星にとってもそれほど多くはありません。

地球は約46億年前と考えられています。これまで、内核はその年齢に近いと推定されることが多かったが、実験室で内核の状態を再現することで、すべてが変わった。内側のコアは、液体の鉄の外側のコアに囲まれた固体の鉄でできています。科学者の国際チームによる驚異的な実験地球の内核のはるかに若い年齢を明らかにした以前は多くの人が想定していたよりも（恐竜にとってはまだ十分に古いですが） 地球の中心への旅 歴史的に正確であるために）。

実験では、熱伝導率、つまり伝導によって熱を伝達する能力を測定することにより、内核の年齢を把握しました。

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コアの熱伝導率は、コアの冷却速度と内部コアの成長速度を決定します。したがって、それは私たちに内核の時代とエネルギー源と電力を供給するメカニズムを教えてくれます geodynamo 、最近出版された研究を共同執筆した物理学者のYoujun Zhang 物理的レビューレター、 SYFYWIREに語った。

すでに互いに近接している原子または分子間の衝突とそれに続く熱伝達によって、その程度が決まります。コアは熱を伝導します、そして何がジオダイナモに力を与えるか、またはその力私たちの磁場を強く保ちます。この力は外核の溶鉄です。また、炭素、水素、酸素、シリコン、硫黄などの軽い元素が含まれていると考えられています。磁場の力とジオダイナモがどのように発生したかを知ることで、地球の居住性についても知ることができます。磁場は有害な宇宙線を防ぎ、地球が火星のような放射線を吹き付けられた砂漠に変わるのを防ぐからです。

ちょっと待って。進行中の熱対流がコアの熱伝導率のレベルに依存してどれほど実行可能であるかを疑問視するジオダイナモパラドックスが邪魔をしていました。熱伝導率が高すぎると、地球の進化の初期段階でジオダイナモの電源を入れることができませんでした。若くて熱い外核は、冷却するのに十分な時間がなくても後で形成されたからです。推定コア年代は、ジオダイナモの熱伝導率がどれだけ低いかによって異なります。ジオダイナモに電力が供給されるのが早ければ早いほど、冷却に時間がかかり、コアに何年も（この場合はイオンのように）追加されます。

クレジット：NASA

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張と彼のチームは、太陽の表面よりも高温になる可能性のある100万気圧よりも高い圧力と温度を持つ内核の時代を発掘しようとした場合、これを解決できるかどうかを確認する必要がありました。これは彼らがいくつかの筋金入りの溶融金属を持ち出したときです。

実験と理論を通じて、シミュレートされた地球のコア条件で、コアの主成分としてレーザー加熱された鉄を圧搾することの電気伝導率と熱伝導率を決定したと彼は言いました。熱伝導率は、以前の研究で見つかったものよりも30〜50％低いことが判明し、初期段階の熱対流と熱および熱の両方によって駆動されるジオダイナモをサポートしています。組成対流現在。

ジオダイナモの熱伝導率は、溶鉄が最初に形成されたときに溶けた軽い元素、特にシリコンの存在によっても影響を受けた可能性があります。これは、これらの要素が熱伝導率を低下させていることを意味している可能性があります。軽い元素からの低い導電率は冷却時間と混同される可能性があり、また、張の実験前の最近の推定値はわずか5億6500万年であり、信じがたいものでしたが、地球のコアの年齢の非常に多くの推定値が高い側にあった理由を説明します数十億年前の惑星。熱対流と組成対流は、地球が火星に行くのを防ぎ続けることができるように、ジオダイナモをアクティブに保ちます。

アクティブダイナモには3つの主要な要件があると張氏は説明しました。これらは、導電性の流体の外核、地球の自転による運動エネルギー、および流体の対流運動を維持するための内部エネルギー源です。内部エネルギー源には、対流を駆動する熱エネルギーと組成エネルギーが含まれます。どのタイプの対流が有効かは、コアの熱伝導率によって異なります。

地球の磁場は急上昇したと思われる約10億年前、それはその時代の岩石に磁性材料がどのように配置されているかによって支えられてきました。そのスパイクは、おそらく内核が形成されたときに地球の磁気が劇的に増加したために発生しました。これらの岩石の組成は、コアの更新された年代のより多くの証拠です。