Nový model odhaluje, jak kapalné jádro Země udržovalo své magnetické pole od začátků planety a nabízí nové poznatky o své budoucnosti.
Země těží z přítomnosti magnetického pole, které působí jako štít proti škodlivému kosmickému záření a umožňuje život. Naproti tomu planety jako Mars jsou vystaveny konstantnímu palbě nabitých částic, které vytvářejí mnohem nepřátelnější prostředí.
Vědci připisují magnetické pole Země tomu, co se nazývá dynamo teorie. Podle tohoto vysvětlení, pomalé chlazení kapalného železa a jádra niklu planety řídí silné proudy konvekce ve vnějším jádru. Jak se Země otáčí, tyto toky jsou odkloněny a spirálovitou ve šroubových vzorcích. Pohyb kapalného kovu vytváří elektrické proudy, které zase vytvářejí magnetická pole, což vede k většině ochranného magnetického štítku Země.
Tato teorie má však omezení. Předtím, než vnitřní jádro začalo krystalizovat – událost, ke které došlo asi před 1 miliardou let – bylo jádro Země zcela tekuté. To vyvolává kritickou otázku: Mohlo by v tomto dřívějším období existovat magnetické pole?
Nedávná studie zveřejněná v Příroda nabízí odpověď. V něm tři geofyziky z ETH Curychu a Sutech v Číně představují nové poznatky, které vrhají světlo na toto dlouhodobé tajemství.
Nový model poskytuje odpověď
Vzhledem k tomu, že interiér Země a procesy, které se v něm probíhají v něm, nelze přímo pozorovat, geovědci to studují pomocí počítačových modelů.
Vědci vyvinuli počítačový model Země, se kterým lze simulovat, zda zcela kapalné jádro může také generovat stabilní magnetické pole. Jejich simulace byly částečně vypočteny na vysoce výkonném počítači Piz Daint v CSC v Luganu.
V simulacích vědci demonstrují správný fyzický režim, ve kterém základní viskozita Země nemá žádný vliv na dynamo efekt. To znamená, že magnetické pole Země bylo vytvořeno v rané historii Země podobným způsobem jako dnes.
Výzkumný tým je první, kdo úspěšně minimalizuje vliv základní viskozity Země na zanedbatelnou hodnotu v modelu. „Až dosud se nikdo nepodařilo provést takové výpočty za těchto správných fyzických podmínek,“ říká hlavní autor studie Yufeng Lin.
Pochopení historie magnetického pole Země
„Toto zjištění nám pomáhá lépe porozumět historii magnetického pole Země a je užitečné při interpretaci dat z geologické minulosti,“ říká spoluautor Andy Jackson, profesor geofyziky v ETH Curych.
To také staví vznik života do jiného světla. Před miliardami let, život zřejmě těžil z magnetického štítu, který blokoval škodlivé záření z prostoru, což umožnilo jeho vývoj na prvním místě.
Vědci mohou také použít nová zjištění ke studiu magnetických polí jiných nebeských těl, jako je Slunce nebo planety Jupiter a Saturn.
Nezbytné pro moderní civilizace
Magnetické pole Země však chrání nejen život; Hraje klíčovou roli při umožnění satelitní komunikace a mnoha dalších aspektech moderní civilizace. „Je proto důležité pochopit, jak se magnetické pole vytváří, jak se mění v průběhu času a jaké mechanismy jej udržují,“ říká Jackson. „Pokud pochopíme, jak je generováno magnetické pole, můžeme předvídat jeho budoucí vývoj.“
Magnetické pole změnilo svou polaritu tisíckrát v celé historii Země. V posledních desetiletích vědci také pozorovali rychlý posun magnetického severního pólu směrem k geografickému severnímu pólu. Je nezbytné, aby naše civilizace pochopila, jak se magnetismus mění na Zemi.
Reference: „Invariance dynamo akce v modelu rané země“ od Yufeng Lin, Philippe Marti a Andrew Jackson, 30. července 2025, Příroda.
Doi: 10.1038/s41586-025-09334-y
Nikdy nezmeškáte průlom: Připojte se k zpravodaji Scitechdaily.
Sledujte nás Google a Google News.
