Nándor
8 °C
23 °C
Index - In English In English Eng

A Hold segít fenntartani a Föld mágneses terét

2016.04.18. 12:50
Egy új modell szerint a Föld olvadt vasmagjának hűlését a Hold árapályereje által okozott deformációk közben felszabaduló energia is lassítja, így a Hold hozzájárul a Föld mágneses terének fenntartásához.

A Föld mágneses tere véd minket a Napból érkező töltött részecskék káros hatásától. A pajzs létezése a Föld magjában található, hatalmas mennyiségű olvadt vasnak köszönhető; ez felel a lemeztektonikáért és a vulkáni aktivitásért is.

A klasszikus elképzelés szerint a felszíni energiaveszteség miatt a bolygó belsejének hőmérséklete folyamatosan csökken. Az elmúlt 4,3 milliárd évben a becslések szerint majdnem háromezer Celsius-fokkal lett hidegebb; a fiatal Föld maghőmérséklete hétezer fok lehetett. Az új modellek, valamint a legrégebbi karbonatit- és bazaltminták geokémiai vizsgálatai viszont nem támasztják alá ezt hosszú idő alatt lezajló hűlést.

A CNRS és az Université Blaise Pascal kutatói, Denis Andrault és munkatársai szerint a 4,3 milliárd év alatt a hőmérséklet valójában csak 300 fokkal lett alacsonyabb a mag határán. A modelljük alapján a kezdeti hőmérséklettől függetlenül a Hold létrejöttét eredményező becsapódás után 1 millió évvel kialakult a körülbelül 4400 K-es hőmérséklet. Emiatt a mag-köpeny határon hirtelen megnőtt a viszkozitás, amikor a részleges kristályosodás foka elérte a 60%-ot, ez pedig jelentősen lecsökkentette a hőáramlást, így a hőmérséklet a mai napig mindössze 300 fokkal csökkenhetett a Föld magjában.

A Hold és a Nap hatására Földünk köpenye folyamatosan deformálódik, és a forgástengely helyzete is változik. A mechanikai hatások jelentős mozgásokat generálnak a Föld magjának külső részét alkotó olvadt vastömegben, az így létrejövő elektromos áramok pedig elegendőek a bolygó mágneses terének fenntartásához. (Julien Monteux és Denis Andrault)
A Hold és a Nap hatására Földünk köpenye folyamatosan deformálódik, és a forgástengely helyzete is változik. A mechanikai hatások jelentős mozgásokat generálnak a Föld magjának külső részét alkotó olvadt vastömegben, az így létrejövő elektromos áramok pedig elegendőek a bolygó mágneses terének fenntartásához. (Julien Monteux és Denis Andrault)

A közvetlenül a köpeny alsó határa alatt uralkodó 4100 K-es hőmérsékletet szeizmológiai mérések is alátámasztják. A mag-köpeny határ viszonylagos hőmérsékleti stabilitása viszont kizárja, hogy geológiai időskálán a geodinamó működéséhez szükséges nagy léptékű mozgások fenntartásában a hőmérséklet-gradiens fontos szerepet játsszon.

Alternatív lehetőség a Hold árapályerejének hatása. A Föld alakja enyhén lapult, és a forgástengelyének helyzete is állandóan, ciklikusan változik, a köpeny pedig a Hold árapályerejének hatására rugalmasan deformálódik.

Andrault és kollégái kimutatták, hogy ez folyamatosan stimulálhatja a mag külső részét alkotó olvadtvas-elegy mozgását. Vagyis a bolygó mágneses tere jelentős részben a Föld-Hold-Nap rendszer gravitációs potenciális és forgási energiájának rovására maradhat fenn stabilan. A mechanikai deformációk miatt másodpercenként 3700 milliárd joule energia szabadul fel; ebből a becslések szerint 1000 milliárd joule fordítódik a mag külső rétegeinek mozgatására. Ez elég a mágneses tér fenntartására, és így a klasszikus elképzelésben rejlő ellentmondás feloldására. A gravitációs árapályerők és a mágneses tér közötti kapcsolatot egyébként már két Jupiter-hold, az Io és az Europa, illetve számos exobolygó esetében is sikerült kimutatni.

Mivel a Föld tengelyforgása nem egyenletes, a forgástengely iránya nem állandó, és a Hold pályája sem kör alakú, ezért a magbeli mozgások sem lehetnek stabilak. Mindez fluktuációkat okozhat a geodinamó működésében, és hőkitörésekhez vezethet a mag és a köpeny határán, az olvadt anyag mennyiségének átmeneti megnövekedése pedig fokozhatja a vulkáni tevékenységet a Föld felszínén. Az új modell szerint a Hold Földre gyakorolt hatása tehát jóval több, mint a dagályhullámok létrehozása.