Las rocas antiguas insinúan cómo la Tierra evitó un destino similar al de Marte

Una imagen de la Tierra, primero sin el núcleo interno. el segundo, cuando el núcleo interno comenzó a crecer hace unos 550 millones de años; el tercero, con los núcleos más externo e interno, hace unos 450 millones de años. Los investigadores de la Universidad de Rochester utilizaron el paleomagnetismo para determinar estas dos fechas clave en la historia del núcleo interno, que creen que restableció el campo magnético del planeta justo antes de la explosión de la vida en la Tierra. Crédito: Ilustración de la Universidad de Rochester / Michael Osadchiv

Una nueva investigación paleomagnética sugiere que el núcleo interno sólido de la Tierra se formó hace 550 millones de años y restableció el campo magnético de nuestro planeta.

El hierro líquido que se arremolina en el núcleo exterior de la Tierra, ubicado aproximadamente a 1,800 millas debajo de nuestros pies, genera el campo magnético protector de nuestro planeta, llamado magnetosfera. Aunque este campo magnético es invisible, es vital para la vida en la superficie de la Tierra. Esto se debe a que la magnetosfera protege al planeta del viento solar, las corrientes de radiación del sol.

Sin embargo, hace unos 565 millones de años, la fuerza del campo magnético disminuyó al 10 por ciento de la fuerza actual. Entonces, misteriosamente, el campo magnético se recuperó, recuperando su fuerza justo antes de la explosión cámbrica de vida multicelular en la Tierra.

¿Qué hizo que la magnetosfera se recuperara?

Este rejuvenecimiento tuvo lugar durante varias decenas de millones de años, según un nuevo estudio realizado por científicos de la Universidad de Rochester. Esto es muy rápido en una escala de tiempo geológica y coincidió con la formación del núcleo interno sólido de la Tierra, lo que sugiere que el núcleo es probablemente la causa directa.

«El núcleo interno es extremadamente importante», dice John Tarduno, William R. Kenan, Jr., profesor de geofísica en el Departamento de Ciencias Ambientales y de la Tierra y decano de artes, ciencias e ingeniería en Rochester. «Antes de que el núcleo interno comenzara a crecer, el campo magnético estaba a punto de colapsar, pero tan pronto como el núcleo interno comenzó a crecer, el campo se recuperó».

En un artículo publicado el 19 de julio de 2022, NComunicaciones de naturaleza:, los científicos han determinado varias fechas clave en la historia del núcleo interno, incluida una estimación más precisa de su edad. La investigación proporciona nuevas pistas sobre la historia y evolución futura de la Tierra y cómo se convirtió en un planeta habitable, así como la evolución de otros planetas del Sistema Solar.

Capas y estructura de la tierra.

Desbloqueo de información en rocas antiguas

La tierra está formada por capas, la corteza donde existe la vida. manto, la capa más gruesa de la Tierra; núcleo exterior fundido; y el núcleo interno sólido, que a su vez está compuesto por el núcleo interno más externo y el núcleo más interno.

El campo magnético de la Tierra se origina en su núcleo externo. Allí, el hierro líquido arremolinado genera corrientes eléctricas, creando un fenómeno llamado geodinamo, que genera un campo magnético.

Debido a que el campo magnético está relacionado con el núcleo de la Tierra, los científicos han pasado décadas tratando de averiguar cómo han cambiado el campo magnético y el núcleo de la Tierra a lo largo de la historia de nuestro planeta. No pueden medir el campo magnético directamente debido a la ubicación y las temperaturas extremas de los materiales en el núcleo. Afortunadamente, los minerales que suben a la superficie de la Tierra contienen partículas magnéticas diminutas que bloquean la dirección y la intensidad del campo magnético a medida que los minerales se enfrían y solidifican desde su estado fundido.

Para limitar mejor la edad y el crecimiento del núcleo interno, Tarduno y su equipo utilizaron un láser de CO2 y el magnetómetro del dispositivo de interferencia cuántica superconductora (SQUID) del laboratorio para analizar los cristales de feldespato de la roca anortosita. Estos cristales tienen diminutas agujas magnéticas en su interior, que son «grabadores magnéticos perfectos», dice Tarduno.

Al estudiar el magnetismo atrapado en cristales antiguos, un campo conocido como paleomagnetismo, los investigadores han determinado dos nuevos hitos en la historia del núcleo interno:

• hace 550 millones de añosEl momento en que el campo magnético comenzó a recuperarse rápidamente después de casi colapsar hace 15 millones de años. Los investigadores atribuyen la rápida renovación del campo magnético a la formación de un núcleo interno sólido que recargó el núcleo externo fundido y restauró la fuerza del campo magnético.
• hace 450 millones de añosEl momento en que la estructura del núcleo interno en crecimiento cambió, marcando el límite entre el núcleo interno más interno y el más externo. Estos cambios en el núcleo interno coinciden con cambios estructurales en el manto debido a la tectónica de placas en la superficie.

«Debido a que limitamos con mayor precisión la edad del núcleo interno, pudimos estudiar el hecho de que el núcleo interno actual en realidad consta de dos partes», dice Tarduno. «Los movimientos de placas tectónicas en la superficie de la Tierra han afectado indirectamente al núcleo interno, y la historia de estos movimientos está impresa en lo profundo de la Tierra en la estructura del núcleo interno».

Evitando un destino similar al de Marte

Una mejor comprensión de la dinámica y el crecimiento del núcleo interno y el campo magnético tiene implicaciones importantes no solo para comprender el pasado de la Tierra y predecir su futuro, sino también para identificar formas en que otros planetas pueden formar escudos magnéticos y mantener las condiciones necesarias. vida portuaria.

Los investigadores creen que[{» attribute=»»>Mars, for example, once had a magnetic field, but the field dissipated. That left the planet vulnerable to solar wind and the surface oceanless. While it is unclear whether the absence of a magnetic field would have caused Earth to meet the same fate, “Earth certainly would’ve lost much more water if Earth’s magnetic field had not been regenerated,” Tarduno says. “The planet would be much drier and very different than the planet today.”

In terms of planetary evolution, then, the research emphasizes the importance of a magnetic shield and a mechanism to sustain it, he says.

“This research really highlights the need to have something like a growing inner core that sustains a magnetic field over the entire lifetime—many billions of years—of a planet.”

Reference: “Early Cambrian renewal of the geodynamo and the origin of inner core structure” by Tinghong Zhou, John A. Tarduno, Francis Nimmo, Rory D. Cottrell, Richard K. Bono, Mauricio Ibanez-Mejia, Wentao Huang, Matt Hamilton, Kenneth Kodama, Aleksey V. Smirnov, Ben Crummins and Frank Padgett III, 19 July 2022, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-022-31677-7