Κρυφές δομές βαθιά στη Γη που διαμορφώνουν το μαγνητικό πεδίο
Οι επιστήμονες ανακαλύπτουν κρυφές δομές βαθιά στη Γη που διαμορφώνουν το μαγνητικό πεδίο.
Βαθιά μέσα στη Γη, δύο τεράστιες θερμές δομές βράχου διαμορφώνουν αθόρυβα το μαγνητικό πεδίο του πλανήτη εδώ και εκατομμύρια χρόνια. Χρησιμοποιώντας αρχαία μαγνητικά αρχεία και προηγμένες προσομοιώσεις, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι αυτοί οι σχηματισμοί επηρεάζουν την κίνηση του υγρού σιδήρου στον πυρήνα της Γης. Ορισμένα μέρη του μαγνητικού πεδίου παρέμειναν σταθερά για μεγάλα χρονικά διαστήματα, ενώ άλλα άλλαξαν δραματικά.
Βαθιά μέσα στη Γη, οι θερμικοί γίγαντες διαμορφώνουν τον μαγνητισμό
Η προσέγγιση των βαθύτερων σημείων της Γης είναι πολύ πιο δύσκολη από το ταξίδι στο διάστημα. Οι άνθρωποι έχουν ταξιδέψει περίπου 25 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα πέρα από τον πλανήτη μας, ωστόσο οι γεωτρήσεις κάτω από την επιφάνεια της Γης έχουν φτάσει σε βάθος μόλις λίγο πάνω από 12 χιλιόμετρα. Αυτός ο ακραίος περιορισμός σημαίνει ότι οι επιστήμονες εξακολουθούν να γνωρίζουν σχετικά λίγα για το τι βρίσκεται πολύ κάτω από τον φλοιό.
Αυτό το κενό γνώσης είναι ιδιαίτερα σημαντικό κοντά στα όρια μεταξύ του μανδύα και του πυρήνα. Αυτή η περιοχή αντιπροσωπεύει το πιο κρίσιμο εσωτερικό όριο μέσα στη Γη και βρίσκεται τώρα στο επίκεντρο νέας έρευνας που αποκαλύπτει απροσδόκητη μαγνητική συμπεριφορά.
Γιγάντιες δομές από θερμά βράχια κάτω από την Αφρική και τον Ειρηνικό
Σε μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Nature Geoscience , μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο του Λίβερπουλ βρήκε μαγνητικά στοιχεία που αποδεικνύουν ότι δύο τεράστιοι, έντονα θερμοί σχηματισμοί βράχων στη βάση του μανδύα της Γης επηρεάζουν τον υγρό εξωτερικό πυρήνα από κάτω τους. Αυτές οι δομές βρίσκονται περίπου 2.900 χιλιόμετρα κάτω από την Αφρική και τον Ειρηνικό Ωκεανό.
Τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι αυτά τα τεράστια σώματα στερεού, υπέρθερμου βράχου - που περιβάλλονται από έναν δακτύλιο ψυχρότερου υλικού από πόλους σε πόλους - έχουν παίξει ρόλο στη διαμόρφωση του μαγνητικού πεδίου της Γης εδώ και εκατομμύρια χρόνια.
Συνδυάζοντας τον Αρχαίο Μαγνητισμό με Μοντέλα Υπερυπολογιστών
Η ανακατασκευή αρχαίων μαγνητικών πεδίων και η μοντελοποίηση των διεργασιών που τα δημιουργούν είναι εξαιρετικά δύσκολη. Για να διερευνήσουν αυτά τα χαρακτηριστικά του βαθέος πλανήτη, οι επιστήμονες συνδύασαν παλαιομαγνητικά δεδομένα με προηγμένες προσομοιώσεις σε υπολογιστή του γεωδυνάμου - της κίνησης του υγρού σιδήρου στον εξωτερικό πυρήνα που παράγει το μαγνητικό πεδίο της Γης με τρόπο παρόμοιο με τον τρόπο που μια ανεμογεννήτρια παράγει ηλεκτρική ενέργεια.
Αυτά τα αριθμητικά μοντέλα επέτρεψαν στην ομάδα να αναδημιουργήσει βασικά χαρακτηριστικά της μαγνητικής συμπεριφοράς της Γης τα τελευταία 265 εκατομμύρια χρόνια. Ακόμα και με πρόσβαση σε έναν υπερυπολογιστή, η εκτέλεση προσομοιώσεων σε τόσο μεγάλα χρονικά διαστήματα απαιτεί τεράστια υπολογιστική προσπάθεια.
Ανομοιόμορφη θερμότητα στα όρια του πυρήνα του μανδύα
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το άνω όριο του εξωτερικού πυρήνα δεν έχει ομοιόμορφη θερμοκρασία. Αντίθετα, περιέχει έντονες θερμικές αντιθέσεις, με εντοπισμένες θερμές ζώνες να βρίσκονται κάτω από βραχώδεις δομές μεγέθους ηπείρου.
Η ανάλυση αποκάλυψε επίσης ότι ορισμένα συστατικά του μαγνητικού πεδίου της Γης έχουν παραμείνει σχετικά σταθερά για εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια, ενώ άλλες πτυχές έχουν αλλάξει δραματικά με την πάροδο του χρόνου.
Ο Άντι Μπίγκιν, καθηγητής Γεωμαγνητισμού στο Πανεπιστήμιο του Λίβερπουλ, δήλωσε: «Αυτά τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι υπάρχουν έντονες θερμοκρασιακές αντιθέσεις στον βραχώδη μανδύα ακριβώς πάνω από τον πυρήνα και ότι, κάτω από τις θερμότερες περιοχές, ο υγρός σίδηρος στον πυρήνα μπορεί να παραμένει στάσιμος αντί να συμμετέχει στην έντονη ροή που παρατηρείται κάτω από τις ψυχρότερες περιοχές».
«Η απόκτηση τέτοιων γνώσεων για τα βάθη της Γης σε πολύ μεγάλα χρονικά διαστήματα ενισχύει την υπόθεση υπέρ της χρήσης αρχείων του αρχαίου μαγνητικού πεδίου για την κατανόηση τόσο της δυναμικής εξέλιξης των βάθους της Γης όσο και των πιο σταθερών ιδιοτήτων της.»
«Αυτά τα ευρήματα έχουν επίσης σημαντικές επιπτώσεις σε ερωτήματα που αφορούν τις αρχαίες ηπειρωτικές διαμορφώσεις - όπως ο σχηματισμός και η διάλυση της Παγγαίας - και μπορεί να βοηθήσουν στην επίλυση μακροχρόνιων αβεβαιοτήτων σχετικά με το αρχαίο κλίμα, την παλαιοβιολογία και τον σχηματισμό των φυσικών πόρων. Αυτές οι περιοχές έχουν υποθέσει ότι το μαγνητικό πεδίο της Γης, όταν υπολογίζεται κατά μέσο όρο σε μεγάλες χρονικές περιόδους, συμπεριφέρεται ως ένας τέλειος ραβδωτός μαγνήτης ευθυγραμμισμένος με τον άξονα περιστροφής του πλανήτη. Τα ευρήματά μας δείχνουν ότι αυτό μπορεί να μην είναι ακριβώς αλήθεια.»
Ερευνητική Ομάδα και Λεπτομέρειες Δημοσίευσης
Η μελέτη διεξήχθη από επιστήμονες της ερευνητικής ομάδας DEEP (Προσδιορισμός της Εξέλιξης της Γης με τη χρήση Παλαιομαγνητισμού) της Σχολής Περιβαλλοντικών Επιστημών του Πανεπιστημίου του Λίβερπουλ, σε συνεργασία με ερευνητές του Πανεπιστημίου του Λιντς.
Ο καθηγητής Μπίγκιν και η ομάδα του επικεντρώνονται στη μελέτη μαγνητικών σημάτων που έχουν διατηρηθεί σε βράχους που συλλέχθηκαν από όλο τον κόσμο, με στόχο την ανακατασκευή της ιστορίας του μαγνητικού πεδίου της Γης και της εσωτερικής δυναμικής του πλανήτη.
Το DEEP ιδρύθηκε το 2017 με χρηματοδότηση από το Leverhulme Trust και το Συμβούλιο Έρευνας Φυσικού Περιβάλλοντος (NERC).
Γεωδίφης με πληροφορίες από τη σελίδα sciencedaily
περισσότερα,
Πανεπιστήμιο του Λίβερπουλ
A. J. Biggin, C. J. Davies, J. E. Mound, S. J. Lloyd, Y. E. Engbers, D. Thallner, A. T. Clarke, R. K. Bono. Mantle heterogeneity influenced Earth’s ancient magnetic field. Nature Geoscience, 2026; DOI: 10.1038/s41561-025-01910-1
https://www.sciencedaily.com/releases/2026/02/260205050039.htm#google_vignette