행성에 자기장이 있는지 여부는 거주 가능 여부를 결정하는 데 먼 길을갑니다. 지구에는 유해한 방사선으로부터 생명을 보호하고 태양풍이 대기로부터 떨어져 나가는 것을 막는 강력한 자기권이 있지만, 행성은 더 이상 화성처럼 없습니다. 그러므로 왜 그것이 더 두꺼운 대기와 액체 물을 가진 세계에서 오늘날의 건조하고 건조한 곳으로 갔습니까?
이러한 이유로 과학자들은 오랫동안 지구 자기장의 힘을 이해하려고 노력해 왔습니다. 지금까지는 지구의 회전 방향과 반대 방향으로 지구의 액체 외부 코어가 회전함으로써 생성 된 다이나모 효과에 대한 합의가 이루어졌습니다. 그러나 도쿄 공과 대학 (Tokyo Institute of Technology)의 새로운 연구에 따르면 실제로 지구의 핵심에 결정화가 존재하기 때문일 수 있습니다.
이 연구는 도쿄 테크의 지구 생명 과학 연구소 (ELSI) 과학자들이 수행했습니다. 그들의 연구 –“이산화 규소의 결정화와 지구 핵심의 구성 진화”라는 제목의 연구에 따르면 자연 – 지구 자기장을 구동하는 에너지는 지구 핵심의 화학 성분과 더 관련이있을 수 있습니다.
연구팀은 지구의 핵심이 지질 학적 시간에 걸쳐 냉각되는 속도에 관심을 가졌는데, 이는 한동안 논쟁의 대상이었다. 그리고 Earth-Life Science Institute의 이사이자 논문의 저자 인 Kei Hirose 박사는 평생을 추구하는 일이었습니다. 2013 년 연구에서 그는 지구의 핵심이 이전에 생각했던 것보다 더 크게 식었을 수있는 연구 결과를 공유했습니다.
그와 그의 팀은 지구가 형성된 이후 (45 억년 전) 코어가 1,000 ° C (1,832 ° F)까지 냉각되었을 수 있다고 결론 지었다. 이 발견은 지구 과학계에 다소 놀랍습니다. 한 과학자가“새로운 핵심 열 역설 (New Core Heat Paradox)”이라고 불렀습니다. 요컨대, 이러한 핵심 냉각 속도는 지구의 지구 자기장을 유지하기 위해 다른 에너지 원이 필요하다는 것을 의미합니다.
또한 코어 냉각 문제와 관련하여 코어의 화학 성분에 대한 해결되지 않은 질문이 있습니다. Kei Hirose 박사가 Tokyo Tech 보도 자료에서 다음과 같이 말했습니다.
“핵심은 대부분 철과 니켈이지만 실리콘, 산소, 황, 탄소, 수소 및 기타 화합물과 같은 약 10 %의 경합금도 포함합니다. 우리는 많은 합금이 동시에 존재한다고 생각하지만 각 후보 원소의 비율을 모릅니다.”
이를 해결하기 위해 ELSI의 Hirose와 그의 동료들은 다양한 합금이 지구 내부와 비슷한 열 및 압력 조건에 노출되는 일련의 실험을 수행했습니다. 이것은 다이아몬드 모루를 사용하여 먼지 크기의 합금 샘플을 압착하여 고압 조건을 시뮬레이션 한 다음 극한의 온도에 도달 할 때까지 레이저 빔으로 가열하는 것으로 구성되었습니다.
과거에는 코어의 철 합금에 대한 연구가 주로 고압에서 철-실리콘 합금 또는 산화철에 중점을 두었습니다. 그러나 실험을 위해 히로세와 그의 동료들은 규소와 산소의 조합에 초점을 맞추기로 결정했다 – 실리콘과 산소 (외부 코어에 존재하는 것으로 생각됨)는 전자 현미경으로 결과를 조사했다.
연구자들은 극도의 압력과 열 조건에서 실리콘과 산소 샘플이 결합하여 이산화 규소 결정을 형성한다는 사실이 발견되었으며, 이는 지각에서 발견 된 미네랄 쿼츠와 구성이 유사했습니다. 에르고 (Ergo)의 연구에 따르면, 외부 코어에서 이산화 규소의 결정화는 코어 대류에 동력을 공급하기에 충분한 부력을 방출했으며 하데스 이온 이후 초기부터 다이너 모 효과를 나타냈다.
ELSI의 회원이자 연구의 공동 저자 인 John Hernlund는 다음과 같이 설명했습니다.
“이 결과는 핵심의 에너지와 진화를 이해하는 데 중요한 것으로 판명되었습니다. 우리의 계산에 따르면 코어에서 이산화 규소 결정의 결정화가 지구 자기장에 전력을 공급하기위한 거대한 새로운 에너지 원을 제공 할 수 있다는 사실에 흥분했다”고 말했다.
이 연구는 소위“새로운 핵심 열 역설 (New Core Heat Paradox)”을 해결하는 데 도움이되는 증거를 제공 할뿐만 아니라 지구와 초기 태양계의 형성 과정에 어떤 조건이 있었는지 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. 기본적으로 실리콘과 산소가 시간이 지남에 따라 외부 코어에서 이산화 규소 결정을 형성하는 경우 조만간 이러한 요소에서 코어가 떨어지면 프로세스가 중지됩니다.
이런 일이 발생하면 지구의 자기장이 겪을 것으로 예상 할 수 있습니다. 또한 지구가 처음 형성 될 때 코어에 존재했던 실리콘과 산소의 농도를 제한하는 데 도움이되며, 이는 태양계 형성에 관한 우리의 이론을 알리는 데 큰 도움이 될 수 있습니다.
또한이 연구는 지구 물리학 자들이 다른 행성 (화성, 금성, 수은 등)이 여전히 자기장을 가지고있는 방법과시기를 결정하는 데 도움이 될 수 있습니다. 또한 외계 행성 사냥 과학 팀이 자기권을 가지고있는 외계 행성을 결정하는 데 도움이 될 수 있으며,이를 통해 어떤 외계 행성이 거주 할 수 있는지 알아낼 수 있습니다.
