מודל חדש מגלה כיצד ליבת כדור הארץ שמרה על שדה מגנטי יציב עוד לפני התגבשות הליבה הפנימית, ומספק תובנות על מקורות החיים והעתיד הטכנולוגי שלנו.
כדור הארץ מרוויח מנוכחותו של שדה מגנטי, הפועל כמגן מפני קרינה קוסמית מזיקה ומאפשר את החיים. לעומת זאת, כוכבי לכת כמו מאדים חשופים למטר קבוע של חלקיקים טעונים שיוצרים סביבה הרבה יותר עוינת.
מדענים מייחסים את השדה המגנטי של הארץ למה שמכונה תיאוריית הדינמו. לפי ההסבר הזה, ההתקררות האיטית של ליבת הברזל והניקל הנוזלית גורמת לזרמי קונווקציה חזקים בליבה החיצונית. כשהארץ מסתובבת, הזרימות האלה מוטות, ונעות בתבניות דמויות בורג. התנועה של המתכת הנוזלית יוצרת זרמים חשמליים, והם יוצרים שדות מגנטיים, שגורמים לרוב השדה המגנטי המגן של הארץ.
אבל לתיאוריה הזאת יש מגבלה. לפני שהליבה הפנימית התחילה להתגבש – אירוע שהתרחש לפני מיליארד שנים בערך – היא הייתה כולה נוזלית. זה מעלה שאלה קריטית: האם שדה מגנטי יכול היה להתקיים בתקופה המוקדמת הזאת?
מחקר שפורסם לאחרונה ב-Nature מציע תשובה. שלושה גאופיזיקאים סיניים מציגים בו תובנות חדשות ששופכות אור על התעלומה הוותיקה הזאת.
מודל חדש מספק את התשובה
היות שאי אפשר לצפות ישירות בפנים כדור הארץ ובתהליכים המתרחשים בתוכו, מדעני כדור הארץ חוקרים אותם בעזרת מודלים ממוחשבים.
המדענים פיתחו מודל של הארץ כדי לבדוק בהדמיה אם גם ליבה נוזלית לגמרי יכלה ליצור שדה מגנטי יציב. ההדמיות שלהם חושבו בחלקן במחשב עתיר הביצועים Piz Daint ב-CSCS בלוגאנו.
בהדמיות, החוקרים מראים את המשטר הפיזיקלי הנכון שבו לצמיגות של ליבת הארץ אין השפעה על אפקט הדינמו. זה אומר שהשדה המגנטי של הארץ נוצר בהיסטוריה המוקדמת שלה באופן דומה להיום.
צוות החוקרים הם הראשונים שהצליחו למזער את השפעת הצמיגות של ליבת הארץ לערך זניח במודל. "עד עכשיו, אף אחד לא הצליח לבצע חישובים כאלה בתנאים הפיזיקליים הנכונים האלה", אומר המחבר הראשי של המחקר, יופנג לי.
הבנת ההיסטוריה של השדה המגנטי של הארץ
"הממצא הזה עוזר לנו להבין טוב יותר את ההיסטוריה של השדה המגנטי של הארץ והוא שימושי בפירוש נתונים מהעבר הגאולוגי", אומר המחבר השותף אנדי ג'קסון.
הממצא גם מאיר באור שונה את הופעת החיים. לפני מיליארדי שנים, החיים הרוויחו כנראה מהשדה המגנטי, שחסם קרינה מזיקה מהחלל, ואיפשר את התפתחותם מלכתחילה.
החוקרים יכולים גם להשתמש בממצאים החדשים כדי לחקור את השדות המגנטיים של גופים שמימיים אחרים, כמו השמש או כוכבי הלכת צדק ושבתאי.
אבל השדה המגנטי של הארץ לא רק מגן על החיים. הוא ממלא תפקיד חיוני בכך שהוא מאפשר תקשורת לוויינים והיבטים רבים אחרים של התרבות המודרנית. "חשוב לכן להבין איך השדה המגנטי נוצר, איך הוא משתנה עם הזמן ואיזה מנגנונים משמרים אותו", אומר ג'קסון. "אם נבין איך השדה המגנטי נוצר, נוכל לחזות את התפתחותו העתידית".
DOI: 10.1038/s41586-025-09334-y
עוד בנושא באתר הידען:
