MTI
ELTER TAMÁS
A forró földmagban lévő húszszázaléknyi nikkel kulcsfontosságú szerepet játszik a Föld mágneses erőterének létrehozásában egy kutatócsoport szimulációs kísérletei szerint.
Csak a vassal nem lehetne megmagyarázni a dinamóhatást
A Föld mágneses terét elsősorban a nagyrészt vasból álló belső mag folyékony részének dinamóhatása hozza létre. Csupán a vassal azonban ezt a hatást nem lehet megmagyarázni,szükséges hozzá a 20 százaléknyi nikkel is - állapították meg würzburgi és bécsi fizikusok szimulációk segítségével, kutatásukat a Nature Communications című szaklap friss száma ismertette.
A Föld olvadt fémekből álló magja nélkül nem létezhetne az élővilág fennmaradását garantáló mágneses erőtér. Mintegy 7000 kilométer átmérőjű földmag alkotja a Föld fémes belsejét.Nagyjából akkora, mint a Hold, és olyan forró, mint a Nap felszíne. Nyomása több száz gigapascal, ami ahhoz hasonlítható, mint több mozdony egyetlen négyzetmilliméteren fejtene ki nyomást.
"Ilyen körülmények között az anyagok egészen másképp viselkedhetnek, mint amit megszoktunk. Nehéz ilyet laboratóriumban előállítani, de bonyolult szimulációval ki tudjuk számítani, hogyan viselkednek a földmag fémjei a kvantummechanika szintjén" - idézte a Science Daily Karsten Heldet, a Bécsi Műszaki Egyetem kutatóját, a tanulmány egyik szerzőjét.
A dinamóhatás hozza létre a Föld pajzsát, a mágneses erőteret
A földmag hőjének utat kell találnia fölfelé: a forró anyag a bolygó felsőbb rétegei felé szállva úgynevezett konvekciós áramlatokat kelt.Ugyanekkor a Föld forgása is nagy erőt hoz létre, az úgynevezett Coriolis-erőt, és a két erő együtt a forró anyag bonyolult, spirális áramlását kelti.A legújabb kutatás szerint a földmagban lévő nikkel meghatározó szerepet játszik a hőáramlatok kialakulásában
"Ha egy ilyen áramlásrendszerben elektromos áram keletkezik, az mágneses teret hozhat létre, amely tovább erősíti az elektromosságot és így tovább, míg végül a mágneses erő olyan nagy lesz, hogy a Föld felszínén is mérni tudjuk" - magyarázta Alessandro Toschi, a tanulmány egy másik szerzője, szintén a Bécsi Műszaki Egyetem kutatója.
A dinamóhatás eredménye a Földet védő mágneses mező Eddig azonban nem volt tisztázott, miért jönnek létre egyáltalán a Föld magjában a konvekciós áramlatok.A vas ugyanis jó hővezető, és ez a képessége nagy nyomás hatására még jobb lesz.
A napkitörések alkalmával különösen erős részecskesugárzás indul el a központi csillagunkból A földmag dinamóhatása hozza létre és tartja fenn a föld mágneses mezejét, ami a legfontosabb védelmet jelenti a földi élővilág számára a Napból érkező részecske (korpuszkuláris), valamint a világegyetem mélyéről érkező kozmikus sugárzás ellen.
A konvekciós áramlatok mozgatják a kontinenseket is
"Ha a földmag kizárólag vasból állna, mivel az elektronok a vasban viszonylag szabadon mozognak, így a meleget elszállítanák a magból egyedül is, és nem lenne szükség a konvekciós áramlatokra. Ha így lenne, a Földnek nem volna mágneses tere" - mondta Karsten Held.
A Föld mágneses mezeje fogja fel a Napból érkező részecskesugárzást A földmag nikkelének eddig nem tulajdonítottak különösebb jelentőséget.
"A nikkel nagy nyomás alatt másképp viselkedik, mint a vas, jóval gyakoribb benne az úgynevezett elektronszóródás, mint a vasban, ebből következik, hogy a nikkel és így a földmag hővezető képessége is sokkal gyengébb, mint a vasé" - magyarázta Toschi.
A naptevékenységgel függ össze a sarkifény-jelenség is A nikkel nagy aránya miatt a forró mag hője nem tudna a földfelszín felé mozogni, ha csak az elektronok mozgására lenne utalva. Ennek eredménye, hogy konvekciós áramlatok jönnek létre, melyek végül létrehozzák a Föld mágnesességét - írták a kutatók.
A konvekciós áramlatok mozgatják a szilárd kéreg litoszféra-lemezeit is. Az olvadt kőzetekből álló viszkóz földköpeny felső, a kéreggel határos részében, az asztenoszférában, a konvekciós áramlatok amikor elérik a szilárd kéreg határát, széttartó mozgásba kezdenek.
A felfelé tartó hőáramlatok széttartó mozgásba kezdenek, amint elérik a szilárd kéreg határát Erre vezethető vissza a litoszféra-lemezek folyamatos mozgása, ami a kontinensek vándorlásának a hajtómotorja. Ott, ahol a lemezek széttartó mozgást végeznek, a kéreg megsüllyed, és a széttartó lemezhatárokon hasadékvölgy, rift alakul ki. A kelet-afrikai nagy hasadékvölgy a riftesedés egyik legjobb jelenkori példája,amely egy új embrionális óceán csírája Ez képezi a születő óceánok embrionális állapotát, a riftvölgyet , amelyet – annak mélyülésével – elönti a tenger, és az egymástól távolodó kéregdarabok között, a hasadékon feláramló magmából megindul a bazaltos óceáni kéregképződés.