研究揭示地球如何避免變成火星那樣的荒涼貧瘠行星

火星可能是未來載人太空旅行的一個誘人的可能性,但它不是一個適合定居的地方。從它稀薄的富含碳氧化合物的大氣層到冰冷的溫度,更不用說所有的輻射,它是一個對人類生命非常不利的環境。但是火星和地球可能曾經非常相似,它們只是隨着時間的推移而分化成我們今天看到的完全不同的世界。現在,研究人員已經發現了地球如何避免成為像火星一樣的荒涼世界的線索,而這一切都與地球的內部有關。

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地球的“秘密武器”是它的磁層,它保護地面上的生命免受危險的宇宙輻射。然而,在5.65億年前,地球的磁場強度大幅下降,降至今天強度的10%。對我們來說,幸運的是,磁場在寒武紀生命大爆發之前恢復了強度,當時在很短的時間內出現了各種各樣的新動物物種。

磁場到底為什麼會恢復強度一直是一個懸而未決的問題,但是羅切斯特大學的科學家們的新研究給出了一些線索。

該行星磁場的加強發生在該行星堅實的內核形成的同一時間,而這兩個事件似乎是相關的。

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“內核是非常重要的,”研究論文的作者之一John Tarduno說。“就在內核開始生長之前,磁場處於崩潰狀態,但是一旦內核開始生長,磁場就會再生。”

科學家們知道,地球的磁場是由地球的外核創造的,液態金屬在其中流動併產生電流,從而產生磁場。因此,他們對地球的內部是如何演變的很感興趣,但這很難研究。

為了了解地球內部是如何隨着時間的推移而發生變化的這項工作,研究人員查看了已經分流到地球表面的非常古老的礦物。這些礦物含有磁性顆粒,這些顆粒仍然保存着它們從液體形成為固體岩石時的地球磁場信息。

從這些信息中,研究人員能夠確定,磁場在5.5億年前左右出現了強度反彈,也就是在磁場下降1500萬年後,也就是固體內核被認為形成的時候。這個內核為外核 “充電”,提高了其產生磁場的能力。

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Tarduno說:“由於我們更準確地約束了內核的年齡,我們可以探索今天的內核實際上由兩部分組成這一事實。地球表面的板塊構造運動間接地影響了內核,而這些運動的歷史則印在地球內部深處的內核結構中。”

如果沒有地球磁場的再生,它可能會變得像火星一樣,隨着時間的推移,火星失去了它的磁場,使它容易受到輻射。這最終導致了火星失去了它的水。

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