Без обзира да ли планета има или нема магнетно поље, иде дуг пут ка утврђивању да ли је усељив или не. Док Земља има снажну магнетосферу која штити живот од штетног зрачења и спречава соларни ветар да одузме атмосферу, планета као Марс више не чини. Отуда је прешао из света са дебљом атмосфером и течном водом на површини, до хладног, исушеног места какво је данас.
Због тога су научници дуго покушавали да схвате шта покреће Земљино магнетно поље. До сада је постојао консензус да је то био динамо ефекат створен Земљиним течним спољашњим језгром који се окреће у супротном смеру Земљине ротације. Међутим, нова истраживања из Токијског технолошког института сугеришу да би то могло бити последица присуства кристализације у земљиној језгри.
Истраживање су спровели научници са Института за знаност о Земљи-живот (ЕЛСИ) из Токио Тецх-а. Према њиховој студији под називом „Кристализација силицијумског диоксида и композициона еволуција језгре Земље“, која се појавила недавно у Природа - енергија која покреће Земљино магнетно поље може имати више везе са хемијским саставом језгре Земље.
Посебна брига истраживачког тима била је брзина којом се Земљино језгро хлади током геолошког времена - што је већ неко време предмет расправе. А за др. Кеи Хиросеа, директора Института за знаност о Земљи и живота и водећег аутора на папиру, то је била непрестана потрага. У студији из 2013. поделио је налазе истраживања који су указивали на то како се Земљино језгро можда хладило знатно више него што се претходно мислило.
Он и његов тим закључили су да се од стварања Земље (пре 4,5 милијарди година) језгро можда охладило за чак 1.000 ° Ц (1.832 ° Ф). Ови налази су били прилично изненађујући за заједницу наука о Земљи - што је довело до онога што су један научници назвали „Новим основним парадоксом топлине“. Укратко, ова брзина хлађења језгре значила би да ће за одржавање Земљиног геомагнетног поља бити потребан неки други извор енергије.
Поврх свега, а везано за питање хлађења језгре, било је и неколико нерешених питања о хемијском саставу језгре. Као што је др Кеи Хиросе рекао у изјави за Токио Тецх:
„Језгро је углавном гвожђе и нешто никла, али садржи и око 10% легура светлости, као што су силицијум, кисеоник, сумпор, угљеник, водоник и друга једињења. Сматрамо да су многе легуре истовремено присутне, али не знамо колики је сваки елемент кандидата. “
Да би се ово решило, Хиросе и његови колеге из ЕЛСИ-ја спровели су серију експеримената где су разне легуре биле подвргнуте условима топлоте и притиска сличним онима у Земљиној унутрашњости. Ово се састојало од коришћења дијамантског наковња за стискање узорака легура величине прашине за симулирање услова високог притиска, а затим их загревања ласерским снопом све док нису достигли екстремне температуре.
У прошлости су се истраживања легура гвожђа у језгри углавном фокусирала или на легуре гвожђа-силицијума или на оксид-гвожђе при високим притисцима. Али због својих експеримената, Хиросе и његове колеге одлучили су да се фокусирају на комбинацију силицијума и кисеоника - за које се верује да постоје у спољњем језгру - и прегледали су резултате електронским микроскопом.
Оно што су истраживачи утврдили је да су се у условима екстремног притиска и топлоте узорци силицијума и кисеоника комбиновали да би формирали кристале силицијум-диоксида - који су по саставу били слични минералном кремену који се налазе у Земљиној кори. Ерго, студија је показала да би кристализација силицијум-диоксида у спољњем језгру ослободила довољно пловности за конвекцију језгре и динамо ефекат већ од Хадеан еона надаље.
Како је објаснио Јохн Хернлунд, такође члан ЕЛСИ-а и коаутор студије:
„Овај резултат се показао важним за разумевање енергије и еволуције језгре. Били смо узбуђени јер су наше калкулације показале да кристализација кристала силицијум-диоксида из језгре може пружити огроман нови извор енергије за напајање магнетног поља Земље. "
Ова студија не пружа само доказе који помажу у решавању такозваног „новог језгра топлотног парадокса“, већ може и унапредити наше разумевање каквих је стања било током формирања Земље и раног Сунчевог система. У основи, ако силицијум и кисеоник током времена формирају кристал силицијум-диоксида у спољној језгри, пре или касније, процес ће се зауставити након што језгра понестане ових елемената.
Када се то догоди, можемо очекивати да ће Земљино магнетно поље патити, што ће имати драстичне последице за живот на Земљи. Такође помаже да се ограниче концентрације силицијума и кисеоника које су биле присутне у језгри приликом првог формирања Земље, што би могло ићи доста ка информисању наших теорија о формирању Сунчевог система.
Шта више, ово истраживање може помоћи геофизичарима да утврде како и када су друге планете (попут Марса, Венере и Меркура) још увек имале магнетна поља (и вероватно довеле до идеја како да се поново покрену). То би чак могло помоћи научним тимовима за лов на егзопланете да одреде које егзопланете имају магнетосфере, што би нам омогућило да откријемо који би екстра соларни светови могли да буду насељени.
