Hoe ontsnapte de aarde aan het lot van Mars?

Een radicale gebeurtenis redde ongeveer 550 miljoen jaar geleden het aardmagnetisch veld – en heeft er mogelijk ook voor gezorgd dat leven op aarde mogelijk was.

Rochester – Het magnetische veld van de aarde kan niet worden gezien of gevoeld – toch is het er en heeft het een vitale functie. Het beschermt onze planeet en het leven erop tegen kosmische straling en geladen deeltjes van de zon, de zogenaamde zonnewind. Maar dit was niet altijd zo. Ongeveer 565 miljoen jaar geleden daalde de magnetische veldsterkte tot tien procent van zijn huidige sterkte – om vervolgens ongeveer 550 miljoen jaar geleden terug te keren naar zijn vorige sterkte.

Wat is er gebeurd? Om het antwoord op deze vraag te vinden, groeven onderzoekers van de Universiteit van Rochester diep onder de grond. Omdat er zo’n 2.900 kilometer onder onze voeten iets gebeurt waardoor het aardmagnetisch veld zich in de eerste plaats kan ontwikkelen. Daar wervelt vloeibaar ijzer in de buitenste kern van de aarde en genereert elektrische stromen die een zogenaamde geodynamo aandrijven, die uiteindelijk het magnetische veld van de aarde opbouwt.

De vernieuwing van het magnetische veld van de aarde met de vorming van de binnenste kern van de aarde

“De binnenste kern is erg belangrijk”, zegt John Tarduno, een geofysicus aan de Universiteit van Rochester. communicatie. Samen met een team van onderzoekers ontdekte Tarduno wat er 550 miljoen jaar geleden gebeurde om het aardmagnetisch veld in stand te houden: de vaste binnenkern van de aarde werd gevormd – met desastreuze gevolgen voor de aarde, benadrukt Tarduno: “Kort voor het binnenland toen de kern begon te groeien, het veld stond op instorten, maar zodra de binnenste kern begon te groeien, werd het veld vernieuwd.”

Al vele jaren proberen onderzoekers erachter te komen hoe het magnetisch veld en de kern van de aarde in de loop van de tijd zijn veranderd. Omdat ze echter niet diep genoeg in de aarde kunnen graven voor onderzoek ter plaatse, moeten ze het doen met rotsen die ooit diep in de aarde lagen maar in de loop van de tijd aan de oppervlakte zijn gekomen. Mineralen bevatten kleine magnetische deeltjes die de richting en sterkte van het magnetische veld registreren als de mineralen afkoelen uit hun gesmolten toestand.

Aan de hand van gesteenten uit het binnenste van de aarde kunnen conclusies worden getrokken over het magnetische veld

Met behulp van een koolstofdioxidelaser en een supergeleidend kwantuminterferentieapparaat analyseerden Tarduno en zijn team veldspaatkristallen van de anorthosietrotsen. Deze kristallen hebben kleine magnetische naalden die volgens Tarduno “perfecte magnetische opnameapparaten” zijn. Door de analyse konden de onderzoekers erachter komen wanneer de binnenste kern van de aarde werd gevormd en het magnetische veld werd vernieuwd.

“Omdat we de ouderdom van de binnenkern konden beperken, konden we onderzoeken dat de huidige binnenkern eigenlijk uit twee delen bestaat”, legt Tarduno uit. “De bewegingen van tektonische platen aan het aardoppervlak hebben indirect de binnenste kern beïnvloed, en de geschiedenis van deze bewegingen is diep in het binnenste van de aarde ingeprent in de structuur van de binnenste kern.”

De studie van het aardmagnetisch veld is ook interessant voor Mars

De studie van Tarduno en zijn team werd in juli 2022 afgerond in het journaal Natuurcommunicatie gepubliceerd, maar het is niet alleen belangrijk om de evolutie van de aarde te begrijpen. Het is ook belangrijk voor onderzoekers die andere planeten verkennen om te weten hoe het aardmagnetisch veld tot stand is gekomen – het is een belangrijke reden waarom er überhaupt leven op aarde is.

Onderzoek stelt dat er bijvoorbeeld een magnetisch veld op Mars was, maar dat verzwakte en uiteindelijk verdween. Als gevolg hiervan was de planeet weerloos tegen de zonnewind – de atmosfeer erodeerde weg en de oceanen verdwenen. Onderzoekers weten nu waarom Mars, in tegenstelling tot de aarde, geen permanent magnetisch veld ontwikkelde.