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在地心深處旋轉的液態鐵形成了地球的保護磁場。雖然這種磁場是看不見的,但它卻對地球表面的生命至關重要:它使地球免受有害太陽風和宇宙射線的傷害。科學家們一直希望釐清磁場在地球歷史中的變化情況。相關成果能為認識和理解地球未來的演化,以及太陽系其他行星的演化過程提供線索。

據美國“物理學組織”網站1月20日訊息稱,美國羅切斯特大學(簡稱ROC)的一項新研究證實:地球周圍最初形成的磁場比科學家先前認為的預期值更強大。相關研究結果日前發表在《美國國家科學院院刊》中。

這項研究將有助於科學家分析地球磁場遮蔽層的可持續性,以及太陽系中是否存在其他具備孕育生命條件的行星。

論文第一作者、ROC地球和環境科學教授John Tarduno介紹道:“這項研究給了我們一些宜居行星的潛在形成機制的啟示。而我們想要回答的問題之一是:為什麼地球會經歷如此的進化歷程?這項成果提供了更多的證據,證明磁場遮蔽層在很早以前就被地球記錄下來了。”

地球今天的磁場遮蔽層是由地球的外核產生的。地球稠密核心的高溫導致了由液態鐵組成的外核發生旋轉和攪動,從而生成了電流,驅動了“地球發電機”效應。該效應為地球磁場提供了動力。液體外核中的電流會受從固體核心流出的熱量的強烈影響。由於地核中物質所在之處太深,且溫度極高,科學家無法對其磁場進行直接測量。幸運的是,上升到地球表面的礦物含有微小的磁性顆粒,這些顆粒在熔融態礦物冷卻時,鎖定了磁場方向和強度。基於最新的古地磁、電子顯微、地球化學和古強度等資料,研究人員對鋯石晶體進行了年代測定和分析。

Tarduno教授指出:“地球磁場產生的機制無疑是非常重要的。”例如,該領域中的一個重要理論認為:和地球一樣,火星在其歷史早期階段也有過磁場,但是那個磁場後來崩潰了,並且沒能像地球一樣生成新的磁場。“一旦火星失去了它的磁場遮蔽層,它就失去了水。我們仍然不知道它的磁場遮蔽層為何崩潰。雖然早期磁場遮蔽層非常重要,但我們對磁場未來的可持續性也很感興趣。這項研究將提供了更多的資料,為我們挖掘出維持地球磁場的一系列物理化學效應及過程。”

期刊編號: 0027-8424

原文連結:

https://phys.org/news/2020-01-evidence-strong-early-magnetic-field.html

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