지질학

지구의 내핵은 겨우 10억 년… 우리 대부분이 생각하는 것보다 훨씬 젊습니다

2024

10억 년은 우주의 눈 깜짝할 사이에 실제로 존재하는 우리 인간의 우주적 측면에서 측량할 수 없는 시간의 연장이 아닙니다. 우리 행성에도 그다지 많지 않습니다.

지구의 나이는 약 46억 년으로 추정됩니다. 지금까지 코어는 그 시대에 가깝다고 추정되는 경우가 많았지만, 실험실에서 내부 코어의 조건을 재현하면 모든 것이 바뀌었습니다. 내부 코어는 액체 철의 외부 코어로 둘러싸인 고체 철로 만들어집니다. 국제 과학자 팀의 놀라운 실험 지구 내핵의 훨씬 더 어린 나이 밝혀 이전에 많은 사람들이 가정했던 것보다 (아직도 공룡이 살기에는 충분히 오래되었지만 지구의 중심으로의 여행 역사적으로 정확함).

실험은 내핵의 열전도율 또는 전도를 통해 열을 전달하는 능력을 측정하여 내핵의 나이를 알아냈습니다.

코어의 열전도율은 코어의 냉각 속도와 내부 코어의 성장률을 결정합니다. 따라서 내핵의 나이와 동력원 및 메커니즘을 알 수 있습니다. 지오다이나모 , 최근 에 발표된 연구를 공동 저술한 물리학자 장유준 물리적 검토 편지 , SYFY WIRE에 말했다.

이미 서로 가까이 있는 원자나 분자 사이의 충돌 및 후속 열 전달은 코어는 열을 전도 , 그리고 무엇이 지오다이나모에 동력을 공급하는지, 또는 그 힘이 자기장을 강하게 유지 . 이 힘은 외부 코어의 액체 철입니다. 또한 탄소, 수소, 산소, 규소 및 황과 같은 더 가벼운 요소를 포함하는 것으로 생각됩니다. 자기장의 힘과 지오다이나모가 어떻게 생겨났는지 알아내는 것 또한 자기장이 유해한 우주선을 차단하고 지구가 화성과 같은 방사선에 노출된 사막으로 변하는 것을 방지하기 때문에 우리 행성의 거주 가능성에 대해 알려줄 수 있습니다.

하지만 기다려. 코어의 열전도율 수준에 따라 열 대류가 얼마나 생존할 수 있는지 의문을 제기하는 지구력의 역설(geodynamo paradox)이 걸림돌이었다. 지오다이나모의 열전도율이 너무 높으면 지오다이나모가 지구 진화의 초기 단계에서 가동될 수 없었을 것입니다. 젊고 뜨거운 외핵이 냉각될 충분한 시간 없이 나중에 형성되었을 것이기 때문입니다. 추정 코어 나이는 지오다이나모의 열전도율이 얼마나 낮았는지에 따라 올라갑니다. 지오다이나모에 더 일찍 전원을 공급할수록 냉각해야 하는 시간이 길어지고 코어에 몇 년(이 경우 에온과 비슷함)이 추가됩니다.

크레딧: NASA

Zhang과 그의 팀은 백만 기압보다 더 큰 압력과 태양 표면보다 더 뜨거울 수 있는 온도를 가진 내핵의 나이를 밝혀내려면 이 문제를 해결할 수 있는지 확인해야 했습니다. 이것은 그들이 하드 코어 용융 금속을 꺼냈을 때입니다.

우리는 실험과 이론을 통해 시뮬레이션 된 지구의 코어 조건에서 코어의 주요 구성 요소로 레이저 가열 된 철을 압착하는 전기 및 열 전도성을 결정했다고 말했습니다. 열전도율은 이전 연구에서 발견된 것보다 30-50% 낮은 것으로 밝혀졌으며 초기 단계의 열 대류와 열 및 구성 대류 현재에.

지오다이나모의 열전도율은 쇳물이 처음 형성될 때 용해된 더 가벼운 원소, 특히 규소의 영향을 받았을 수도 있습니다. 이는 이러한 요소로 인해 열 전도성이 감소할 수 있음을 의미할 수 있습니다. 더 가벼운 요소의 더 낮은 전도율은 냉각 시간과 혼동될 수 있으며, Zhang의 실험 이전의 최근 추정치 중 하나가 단지 5억 6,500만 년에 불과했지만 믿기 힘든 지구 핵의 나이에 대한 많은 추정치가 더 높은 편에 있는 이유를 설명하기도 합니다. 수십억 년 된 행성. 열 대류 및 구성 대류는 지구가 화성으로 가는 것을 계속 방지할 수 있도록 지오다이나모를 활성 상태로 유지합니다.

활성 발전기에는 세 가지 주요 요구 사항이 있다고 Zhang은 설명했습니다. 이들은 전기전도성 유체의 외핵, 지구 자전에 의한 운동에너지, 유체의 대류운동을 유지하기 위한 내부에너지원이다. 내부 에너지원에는 대류를 유도하는 열 및 구성 에너지가 포함됩니다. 어떤 유형의 대류가 유효한지는 코어의 열전도율에 따라 다릅니다.

지구의 자기장은 스파이크 생각 약 10억 년 전, 자성 물질이 그 시대에 암석에 배열된 방식에 의해 뒷받침되었습니다. 그 스파이크는 내핵이 형성될 때 지구의 자력이 급격히 증가했기 때문에 발생했을 것입니다. 이 암석의 구성은 코어의 업데이트된 나이에 대한 더 많은 증거입니다.

초기 지오다이나모는 주로 내부 코어 형성 이전의 열 대류에 의해 구동되었지만 내부 코어 성장과 함께 열 및 구성 대류 모두에 의해 구동되었다고 Zhang은 말했습니다.

불멸을 원하는 우리에게는 10억 년 동안 거의 아무것도 아닌 것처럼 느껴진다는 것이 어떨지 상상할 수 있을 뿐입니다.