Tin tức Deeper

Phát hiện mới về từ trường Trái đất

Ngày:
Th6 07, 2019
Tóm lược:

Các nguồn nổi tiếng của từ trường bao quanh Trái đất là phần sâu bên trong lõi và vỏ Trái đất. Mặt khác, lớp phủ của trái đất, được coi là “từ tính chết” đối với hầu hết các phần. Bây giờ các nhà nghiên cứu cho thấy rằng một dạng oxit sắt cũng có thể giữ lại các đặc tính từ tính của nó trong lớp phủ của Trái đất.

Share:
CÂU CHUYỆN ĐẦY ĐỦ

Đây là những gì Trái đất bên trong trông giống như: Sâu bên dưới là lõi của Trái đất, tiếp theo là lớp phủ của Trái đất. Lớp vỏ Trái đất bắt đầu 35 km dưới bề mặt.
© Peter Eggermann / Cổ phiếu Adobe
Đây là những gì Trái đất bên trong trông giống như: Sâu bên dưới là lõi của Trái đất, tiếp theo là lớp phủ của Trái đất. 
Lớp vỏ Trái đất bắt đầu 35 km dưới bề mặt.© Peter Eggermann / Tín dụng: Adobe

Từ trường khổng lồ bao quanh Trái đất, bảo vệ nó khỏi bức xạ và các hạt tích điện từ không gian – và nhiều loài động vật thậm chí sử dụng cho mục đích định hướng – đang thay đổi liên tục, đó là lý do tại sao các nhà địa chất giữ nó liên tục bị giám sát. Các nguồn từ trường nổi tiếng cũ của Trái đất là lõi Trái đất – sâu tới 6.000 km dưới lòng đất – và lớp vỏ Trái đất: nói cách khác, mặt đất chúng ta đang đứng. Mặt khác, lớp phủ của Trái đất, trải dài từ 35 đến 2.900 km dưới bề mặt Trái đất, cho đến nay phần lớn được coi là “chết từ tính”. Một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đến từ Đức, Pháp, Đan Mạch và Hoa Kỳ hiện đã chứng minh rằng một dạng oxit sắt, hematit, có thể giữ lại các đặc tính từ tính của nó ngay cả sâu trong lớp phủ của Trái đất. Điều này xảy ra trong các mảng kiến ​​tạo tương đối lạnh, được gọi là phiến, được tìm thấy đặc biệt bên dưới phía tây Thái Bình Dương.

“Kiến thức mới này về lớp phủ của Trái đất và vùng từ tính mạnh ở phía tây Thái Bình Dương có thể đưa ra ánh sáng mới cho bất kỳ quan sát nào về từ trường của Trái đất”, nhà vật lý khoáng sản và tác giả đầu tiên Tiến sĩ Ilya Kupenko từ Đại học Münster (Đức) cho biết. Những phát hiện mới có thể, ví dụ, có liên quan đến bất kỳ quan sát nào trong tương lai về sự bất thường từ tính trên Trái đất và trên các hành tinh khác như Sao Hỏa. Điều này là do Sao Hỏa không còn máy phát điện và do đó không có nguồn nào cho phép từ trường mạnh có nguồn gốc từ lõi được xây dựng như trên Trái đất. Do đó, nó có thể bây giờ đáng để xem xét chi tiết hơn về lớp phủ của nó. Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí ” Tự nhiên “.

Bối cảnh và phương pháp được sử dụng:

Sâu trong lõi kim loại của Trái đất, đó là hợp kim sắt lỏng kích hoạt các dòng điện. Ở lớp vỏ ngoài cùng của Trái đất, đá gây ra tín hiệu từ tính. Tuy nhiên, ở các khu vực sâu hơn của nội địa Trái đất, người ta tin rằng các tảng đá mất tính chất từ ​​tính do nhiệt độ và áp suất rất cao.

Các nhà nghiên cứu hiện đã xem xét kỹ hơn các nguồn tiềm năng chính cho từ tính trong lớp phủ của Trái đất: các oxit sắt, có nhiệt độ tới hạn cao – tức là nhiệt độ trên đó vật liệu không còn có từ tính. Trong lớp phủ của Trái đất, các ôxit sắt xảy ra trong các phiến được chôn từ lớp vỏ Trái đất vào lớp phủ, do sự dịch chuyển của kiến ​​tạo, một quá trình gọi là hút chìm. Chúng có thể đạt đến độ sâu bên trong Trái đất trong khoảng từ 410 đến 660 km – vùng được gọi là vùng chuyển tiếp giữa lớp trên và lớp dưới của Trái đất. Tuy nhiên, trước đây, không ai thành công trong việc đo tính chất từ ​​của các oxit sắt ở điều kiện khắc nghiệt của áp suất và nhiệt độ được tìm thấy ở khu vực này.

Bây giờ các nhà khoa học kết hợp hai phương pháp. Sử dụng cái gọi là tế bào đe kim cương, họ đã ép các mẫu hematit sắt oxit có kích thước micromet giữa hai viên kim cương và đốt nóng chúng bằng laser để đạt áp suất lên tới 90 gigapascal và nhiệt độ trên 1.000 ° C (1.300 K). Các nhà nghiên cứu đã kết hợp phương pháp này với cái gọi là quang phổ Mössbauer để thăm dò trạng thái từ tính của các mẫu bằng bức xạ synchrotron. Phần này của nghiên cứu được thực hiện tại cơ sở synchrotron ESRF ở Grenoble, Pháp và điều này cho phép quan sát sự thay đổi của trật tự từ tính trong oxit sắt.

Kết quả đáng ngạc nhiên là hematit vẫn có từ tính đến nhiệt độ khoảng 925 ° C (1.200 K) – nhiệt độ chiếm ưu thế trong các phiến chìm dưới phần phía tây của Thái Bình Dương ở độ sâu vùng chuyển tiếp của Trái đất. “Kết quả là, chúng tôi có thể chứng minh rằng lớp phủ của Trái đất gần như không bị” chết “như từ trước đến nay,” Giáo sư Carmen Sanchez-Valle từ Viện Khai khoáng thuộc Đại học Münster nói. “Những phát hiện này có thể biện minh cho các kết luận khác liên quan đến toàn bộ từ trường của Trái đất”, cô nói thêm.

Sự liên quan để điều tra từ trường của Trái đất và sự chuyển động của các cực

Bằng cách sử dụng các vệ tinh và nghiên cứu đá, các nhà nghiên cứu quan sát từ trường của Trái đất, cũng như sự thay đổi cục bộ và khu vực về cường độ từ trường. Bối cảnh: Các cực địa từ của Trái đất – không bị nhầm lẫn với các cực địa lý – liên tục di chuyển. Kết quả của phong trào này là họ đã thực sự thay đổi vị trí với nhau sau mỗi 200.000 đến 300.000 năm trong lịch sử gần đây của Trái đất. Lần lật cực cuối cùng xảy ra cách đây 780.000 năm và các thập kỷ trước các nhà khoa học báo cáo sự gia tốc trong chuyển động của các cực từ Trái đất. Lật cực từ sẽ có ảnh hưởng sâu sắc đến nền văn minh hiện đại của con người. Các yếu tố kiểm soát chuyển động và lật của các cực từ, cũng như các hướng chúng đi theo trong quá trình lật ngược vẫn chưa được hiểu rõ.

Một trong những tuyến đường của các cực được quan sát trong các lần lật chạy qua phía tây Thái Bình Dương, tương ứng rất đáng chú ý với các nguồn điện từ được đề xuất trong lớp phủ của Trái đất. Do đó, các nhà nghiên cứu đang xem xét khả năng các từ trường quan sát được ở Thái Bình Dương với sự trợ giúp của các bản ghi đá không thể hiện đường di chuyển của các cực được đo trên bề mặt Trái đất, mà bắt nguồn từ nguồn đá hematit chưa biết đến từ trước đến nay lớp phủ của trái đất bên dưới Tây Thái Bình Dương.

“Những gì chúng ta biết bây giờ – rằng có những vật liệu được đặt theo từ tính trong lớp phủ của Trái đất – nên được tính đến trong bất kỳ phân tích nào trong tương lai của từ trường Trái đất và sự chuyển động của các cực”, đồng tác giả GS. Leonid Dubrovinsky tại Viện nghiên cứu địa hóa học và địa vật lý học Bavaria tại Đại học Bayreuth.

Nguồn truyện:

Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Münster . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.


Tạp chí tham khảo :

  1. I. Kupenko, G. Aprilis, DM Vasiukov, C. McCammon, S. Chariton, V. Cerantola, I. Kantor, AI Chumakov, R. Rüffer, L. Dubrovinsky, C. Sanchez-Valle. Từ tính trong các tấm chìm lạnh ở độ sâu vùng chuyển tiếp lớp phủ . Thiên nhiên , 2019; 570 (7759): 102 DOI: 10.1038 / s41586-019-1254-8

Bài viết liên quan

Bài viết khác