Ученые выяснили, как появилось магнитное поле Земли
Магнитное поле Земли — это невидимый барьер, который защищает все живое на нашей планете от опасной космической радиации. Без него Земля подвергалась бы постоянной бомбардировке заряженными частицами, как это происходит на Марсе, что сделало бы жизнь на ней практически невозможной.
Традиционно ученые объясняли происхождение магнитного поля через теорию динамо: движение расплавленного металла во внешнем ядре Земли создает электрические токи, которые порождают магнетизм. По мере того как расплавленные железо и никель медленно остывают, они образуют конвекционные потоки. Вращение планеты закручивает эти потоки в спиралевидный узор, а уже он генерирует магнитное поле.
Однако вместе с этой теорией появлялся и важный вопрос. Известно, что твердое внутреннее ядро Земли начало кристаллизоваться только около миллиарда лет назад. До этого ядро было жидким, но что тогда было с магнитным полем? Оно уже существовало или еще нет?
Чтобы ответить на этот вопрос, Ученые из Швейцарской высшей технической школы Цюриха и Южного университета науки и технологий Китая создали детальную цифровую модель планеты. Расчеты, частично выполненные на суперкомпьютере Piz Daint в Лугано, показали удивительный результат: оказывается, магнетизм может возникать даже когда вязкость — внутреннее трение жидкого металла — практически не влияет на процесс.
Это открытие означает, что магнитное поле Земли, вероятно, сформировалось на ранних этапах истории планеты через механизмы, очень похожие на те, что действуют и сегодня. Более того, результаты исследования приоткрывают завесу тайны над возникновением жизни на нашей планете: очевидно, даже миллиарды лет живые существа уже пользовалась защитой магнитного щита, который блокировал вредное излучение из космоса.
За историю Земли магнитное поле тысячи раз меняло свою полярность. В последние десятилетия ученые тоже наблюдают своеобразную аномалию: магнитный полюс быстро смещается к географическому северному полюсу. Понимание механизмов генерации магнитного поля критически важно для современной цивилизации. Магнитное поле не только защищает жизнь — оно делает возможными спутниковую связь и многие другие аспекты современной жизни. Кроме того, понимание механизмов генерации магнитного поля необходимо для изучения магнитных полей небесных тел — Солнца или других планет.
«Поэтому важно понимать, как генерируется магнитное поле, как оно меняется со временем и какие механизмы его поддерживают», — подчеркивает соавтор работы Энди Джексон, профессор геофизики в ETH Zurich. «Если мы понимаем, как генерируется магнитное поле, мы можем предсказать его изменения в будущем».
Тем временем ученые создали самый мощный магнит в истории: он в 700 000 сильнее магнитного поля Земли, и мы рассказали, зачем он нужен.
