Comment la Terre a-t-elle évité un destin de type martien ? Les roches anciennes portent des indices

À environ 1 800 miles sous nos pieds, la rotation du fer liquide dans le noyau externe de la Terre génère le champ magnétique protecteur de notre planète. Ce champ magnétique est invisible mais vital pour la vie sur Terre car il protège la planète du vent solaire – les flux de rayonnement du soleil.

Il y a environ 565 millions d’années, cependant, le champ magnétiqueSa force est tombée à 10% de sa force aujourd’hui. Puis, mystérieusement, le champ a rebondi, retrouvant sa force avant l’explosion cambrienne de la vie multicellulaire sur Terre.

Qu’est-ce qui a fait rebondir le champ magnétique ?

Selon de nouvelles recherches menées par des scientifiques de l’Université de Rochester, cette régénération s’est produite en quelques dizaines de millions d’années – rapidement sur des échelles de temps géologiques – et a coïncidé avec la formation du noyau interne solide de la Terre, suggérant que le noyau est probablement une cause directe. .

« Le noyau interne est très important », explique John Tarduno, professeur de géophysique au Département des sciences de la Terre et de l’environnement et doyen de la recherche en arts, sciences et ingénierie à Rochester. « Juste avant que le noyau interne ne commence à se développer, le champ magnétique était sur le point de s’effondrer, mais dès que le noyau interne a commencé à se développer, le champ s’est renouvelé. »

Dans l’article publié en Connexions avec la natureDans cet article, les chercheurs ont identifié plusieurs dates clés dans l’histoire du noyau interne, y compris une estimation plus précise de son âge. La recherche fournit des indices sur l’histoire et le développement futur de la Terre et sur la façon dont elle est devenue une planète habitable, ainsi que sur l’évolution des autres planètes du système solaire.

Déverrouillez les informations dans les roches anciennes

La Terre est composée de couches : la croûte où la vie existe ; La manteau, la couche la plus épaisse sur Terre ; Le noyau externe fondu et le noyau interne solide, qui à son tour se compose d’un noyau interne externe et d’un noyau interne plus profond.

Le champ magnétique terrestre est créé dans son noyau externe, où il fait tourner le fer liquide courants électriquesIl entraîne un phénomène appelé géodynamo qui produit le champ magnétique.

En raison de la relation entre le champ magnétique et le noyau de la Terre, les scientifiques tentent depuis des décennies de déterminer comment le champ magnétique et le noyau de la Terre ont changé tout au long de l’histoire de notre planète. Ils ne peuvent pas mesurer directement le champ magnétique en raison de l’emplacement et des températures extrêmes des matériaux dans le noyau. Heureusement, les minéraux qui remontent à la surface de la Terre contiennent de minuscules particules magnétiques qui se verrouillent dans la direction et l’intensité du champ magnétique lorsque les minéraux refroidissent de leur état fondu.

Pour mieux limiter la durée de vie et la croissance du noyau interne, Tarduno et son équipe ont utilisé du dioxyde de carbone₂ Laser in vitro et dispositif supraconducteur d’interférence quantique (SQUID) pour analyser les cristaux de feldspath des roches anorthosite. Ces cristaux contiennent de minuscules aiguilles magnétiques qui sont des « enregistreurs magnétiques idéaux », explique Tarduno.

En étudiant le magnétisme piégé dans des cristaux anciens – un domaine connu sous le nom de paléomagnétisme – les chercheurs ont identifié deux nouvelles dates importantes dans l’histoire du noyau interne :

• il y a 550 millions d’années: Le moment où le champ magnétique a commencé à se régénérer rapidement après un effondrement environ 15 millions d’années auparavant. Les chercheurs attribuent la régénération rapide du champ magnétique à la formation d’un acier intérieur solide qui a rechargé le noyau externe en fusion et restauré la force du champ magnétique.
• il y a 450 millions d’années: Le moment où la structure du noyau interne en croissance a changé, indiquant la limite entre le noyau interne et externe. Ces changements dans le noyau interne coïncident avec des changements à peu près au même moment dans la structure de l’étagère supérieure, en raison de plaques tectoniques sur le toit.

« Parce que nous avons limité plus précisément l’âge du noyau interne, nous pouvons explorer le fait que le noyau interne actuel est en fait composé de deux parties », explique Tarduno. « Les mouvements des plaques tectoniques à la surface de la Terre ont indirectement affecté le noyau interne, et l’histoire de ces mouvements est imprimée profondément à l’intérieur de la terre dans la structure du noyau interne. »

Éviter un destin martien

Une meilleure compréhension de la dynamique et de la croissance du noyau interne et du champ magnétique a des implications importantes, non seulement pour révéler le passé de la Terre et prédire son avenir, mais aussi pour révéler les façons dont d’autres planètes peuvent former des boucliers magnétiques et maintenir les conditions nécessaires pour la vie portuaire.

Les chercheurs pensent que Mars, par exemple, avait autrefois un champ magnétique, mais que ce champ s’est dissipé, laissant la planète vulnérable. vent solaire Et la surface sans océans. Bien qu’il ne soit pas clair si l’absence d’un champ magnétique conduira la Terre à subir le même sort, « la Terre est sûre de perdre beaucoup l’eau « Si le champ magnétique de la Terre n’avait pas été renouvelé, la planète serait beaucoup plus sèche et différente de la planète d’aujourd’hui », explique Tarduno.

En ce qui concerne l’évolution planétaire, la recherche souligne donc l’importance du bouclier magnétique et d’un mécanisme pour sa préservation, dit-il.

« Cette recherche met vraiment en évidence la nécessité d’avoir quelque chose comme la croissance Le noyau interne Il maintient un champ magnétique pendant toute la durée de vie – plusieurs milliards d’années – d’une planète.